恒智天成安全计算软件梁模板门架支撑计算书.docx
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恒智天成安全计算软件梁模板门架支撑计算书
恒智天成安全计算软件梁模板(门架支撑)计算书
本计算书依据《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ128-2000)、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。
梁段:
L1。
模板支撑体系剖面图
门架排列平面示意图
一、恒智天成安全计算软件梁模板(门架支撑)计算书参数信息
1.模板构造参数
(一)梁构造参数
梁截面宽度B:
0.5m;梁截面高度D:
1m;
楼层高度H:
6.5m;结构表面要求:
隐藏;
混凝土楼板厚度:
180mm;梁边至板支撑距离:
1.3m;
(二)门架构造参数
门架型号:
MF1219A;
门架搭接距离:
500mm;
搭设尺寸为:
跨距l=1.830m;步距=1.955m;
门架的宽度b:
1219.000mm;门架的高度h0:
1930.000mm;h1:
1536.000mm;
门架立杆采用Φ42×2.5mm钢管;立杆加强杆采用Φ26.8×2.5mm钢管;
门架承载力修正系数:
0.9;
(三)门架立杆(加强杆)钢管材料性能参数
钢材品种:
钢材Q235钢(>16-40);弹性模量E:
206000N/mm2;
屈服强度fy:
235N/mm2;抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
205N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
120N/mm2;端面承压强度设计值fce:
325N/mm2;
2.荷载参数
(一)梁模板荷载参数
新浇筑砼自重标准值G2k:
24kN/m3;钢筋自重标准值G3k:
1.5kN/m3;
梁侧模板自重标准值G1k:
0.5kN/m2;砼对模板侧压力标准值G4k:
12.933kN/m2;
倾倒砼对梁侧产生的荷载标准值Q3k:
2kN/m2;
梁底模板自重标准值G1k:
0.75kN/m2;振捣砼对梁底模板荷载Q2k:
2kN/m2;
(二)门架静荷载参数
水平架5步4设;
脚手板5步1设;
水平加固杆采用Φ42×2.5mm钢管,4步1设;
剪刀撑采用Φ42×2.5mm钢管,按照4步4跨设置;
1跨1步架内包含旋转扣件4个,直角扣件1个;
附件、安全网重量(kN/m):
0.02
栏杆重量(kN/m):
0.01
3.梁侧模板参数
加固楞搭设形式:
主楞横向次楞竖向设置;
(一)面板参数
面板采用克隆(平行方向)18mm厚覆面木胶合板;厚度:
18mm;
抗弯设计值fm:
29N/mm2;弹性模量E:
11500N/mm2;
(二)主楞参数
材料:
2根Ф48×3.5钢管;
间距(mm):
100,300*2;
钢材品种:
钢材Q235钢(>16-40);弹性模量E:
206000N/mm2;
屈服强度fy:
235N/mm2;抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
205N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
120N/mm2;端面承压强度设计值fce:
325N/mm2;
(三)次楞参数
材料:
1根50×100矩形木楞;
间距(mm):
300;
木材品种:
太平洋海岸黄柏;弹性模量E:
10000N/mm2;
抗压强度设计值fc:
13N/mm2;抗弯强度设计值fm:
15N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
1.6N/mm2;
(四)加固楞支拉参数
加固楞采用穿梁螺栓支拉;
螺栓直径:
M14;螺栓水平间距:
400mm;
螺栓竖向间距(mm)依次是:
100,300*2;
4.梁底模板参数
搭设形式为:
1层梁,双门架错位布置;
(一)面板参数
面板采用模板宽250面板厚2.30钢面板;厚度:
2.3mm;
抗弯设计值fm:
205N/mm2;弹性模量E:
206000N/mm2;
(二)第一层支撑梁参数
材料:
1根□100×50×3.0矩形钢管;
钢材品种:
钢材Q235钢(>16-40);弹性模量E:
206000N/mm2;
屈服强度fy:
235N/mm2;抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
205N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
120N/mm2;端面承压强度设计值fce:
325N/mm2;
二、梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
根据《模板规范(JGJ162-2008)》第5.2.1条规定,面板按照简支跨计算。
这里取面板的计算宽度为0.820m。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
I=820×183/12=3.985×105mm4;
W=820×182/6=4.428×104mm3;
1.荷载计算及组合
(一)新浇砼作用于模板的最大侧压力G4k
按下列公式计算,并取其中的较小值:
F1=0.22γtβ1β2V1/2
F2=γH
其中γ--砼的重力密度,取24.000kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;
T--砼的入模温度,取20.000℃;
V--砼的浇筑速度,取1.500m/h;
H--砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面总高度,取1.000m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.000;
β2--砼坍落度影响修正系数,取1.000。
根据以上两个公式计算得到:
F1=12.933kN/m2
F2=24.000kN/m2
新浇砼作用于模板的最大侧压力G4k=min(F1,F2)=12.933kN/m2;
砼侧压力的有效压头高度:
h=F/γ=12.933/24.000=0.539m;
(二)倾倒砼时产生的荷载标准值Q3k
Q3k=2kN/m2;
(三)确定采用的荷载组合
计算挠度采用标准组合:
q=12.933×0.82=10.605kN/m;
计算弯矩采用基本组合:
q=max(q1,q2)=14.332kN/m;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×12.933+1.4×2)×0.82=13.520kN/m;
由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×(1.35×12.933+1.4×0.7×2)×0.82=14.332kN/m;
2.面板抗弯强度计算
σ=M/W<[f]
其中:
W--面板的截面抵抗矩,W=4.428×104mm3;
M--面板的最大弯矩(N·mm)M=0.125ql2=1.612×105N·mm;
计算弯矩采用基本组合:
q=14.332kN/m;
面板计算跨度:
l=300.000mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=1.612×105/4.428×104=3.641N/mm2;
实际弯曲应力计算值σ=3.641N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=29N/mm2,满足要求!
3.面板挠度计算
ν=5ql4/(384EI)≤[ν]
其中:
q--作用在模板上的压力线荷载:
q=10.605kN/m;
l-面板计算跨度:
l=300.000mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=11500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=3.985×105mm4;
容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250=1.200mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=5×10.605×300.0004/(384×11500×3.985×105)=0.244mm;
实际最大挠度计算值:
ν=0.244mm小于最大允许挠度值:
[ν]=1.200mm,满足要求!
三、梁侧模板支撑的计算
1.次楞计算
次楞采用1根50×100矩形木楞为一组,间距300mm。
次楞的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
I=1×416.67×104=4.167×106mm4;
W=1×83.33×103=8.333×104mm3;
E=10000N/mm2;
(一)荷载计算及组合
计算挠度采用标准组合:
q=12.933×0.300=3.880kN/m;
计算弯矩和剪力采用基本组合:
有效压头高度位置荷载:
q=max(q1,q2)=5.243kN/m;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×12.933+1.4×2)×0.300=4.946kN/m;
由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×(1.35×12.933+1.4×0.7×2)×0.300=5.243kN/m;
有效压头高度位置以下荷载:
q=0.9×1.35×12.933×0.300=4.714kN/m;
顶部荷载:
q=0.9×1.4×0.7×2×0.300=0.529kN/m;
(二)内力计算
次楞直接承受模板传递的荷载,根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下:
弯矩和剪力计算简图
弯矩图(kN·m)
剪力图(kN)
变形计算简图
变形图(mm)
经过计算得到:
最大弯矩M=0.036kN·m
最大剪力:
V=0.746kN
最大变形:
ν=0.003mm
最大支座反力:
F=1.344kN
(三)次楞计算
(1)次楞抗弯强度计算
σ=M/W=0.036×106/8.333×104=0.433N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=0.433N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=15N/mm2,满足要求!
(2)次楞抗剪强度计算
τ=VS0/Ib=0.746×1000×62500/(4.167×106×50)=0.224N/mm2;
实际剪应力计算值0.224N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=1.600N/mm2,满足要求!
(3)次楞挠度计算
容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250;
第1跨最大挠度为0.001mm,容许挠度为0.400mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.003mm,容许挠度为1.200mm,满足要求!
第3跨最大挠度为0.001mm,容许挠度为1.200mm,满足要求!
第4跨最大挠度为0.001mm,容许挠度为0.480mm,满足要求!
各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值,满足要求!
2.主楞计算
主楞采用2根Ф48×3.5钢管为一组,共3组。
主楞的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
I=2×12.19×104=2.438×105mm4;
W=2×5.08×103=1.016×104mm3;
E=206000N/mm2;
主楞承受次楞传递的集中力,计算弯矩和剪力时取次楞的最大支座力1.344kN,计算挠度时取次楞的最大支座力0.992kN。
根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下:
弯矩和剪力计算简图
弯矩图(kN·m)
剪力图(kN)
变形计算简图
变形图(mm)
经过计算得到:
最大弯矩M=0.076kN·m
最大剪力:
V=1.197kN
最大变形:
ν=0.007mm
最大支座反力:
F=1.869kN
(1)主楞抗弯强度计算
σ=M/W=0.076×106/1.016×104=7.442N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=7.442N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(2)主楞抗剪强度计算
τ=VS0/Itw=0.599×1000×6946/(2.438×105×3.5)=4.873N/mm2;
实际剪应力计算值4.873N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=120.000N/mm2,满足要求!
(3)主楞挠度计算
容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250;
第1跨最大挠度为0.007mm,容许挠度为1.600mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.004mm,容许挠度为1.600mm,满足要求!
第3跨最大挠度为0.007mm,容许挠度为1.600mm,满足要求!
各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值,满足要求!
3.穿梁螺栓计算
验算公式如下:
N<[N]=f×A
其中N--穿梁螺栓所受的拉力;
A--穿梁螺栓有效面积(mm2);
f--穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;
穿梁螺栓型号:
M14;查表得:
穿梁螺栓有效直径:
11.55mm;
穿梁螺栓有效面积:
A=105mm2;
穿梁螺栓最大容许拉力值:
[N]=170×105/1000=17.850kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力:
N=1.869kN。
穿梁螺栓所受的最大拉力N=1.869kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=17.850kN,满足要求!
四、梁底模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
根据《模板规范(JGJ162-2008)》第5.2.1条规定,面板按照简支跨计算。
这里取面板的计算宽度为0.500m。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
I=25.380×104×500/250.000=5.076×105mm4;
W=5.780×103×500/250.000=1.156×104mm3;
1.荷载计算及组合
模板自重标准值G1k=0.75×0.500=0.375kN/m;
新浇筑砼自重标准值G2k=24×0.500×1=12.000kN/m;
钢筋自重标准值G3k=1.5×0.500×1=0.750kN/m;
永久荷载标准值Gk=G1k+G2k+G3k=13.125kN/m;
振捣砼时产生的荷载标准值Q2k=2×0.500=1.000kN/m;
(1)计算挠度采用标准组合:
q=13.125kN/m;
(2)计算弯矩采用基本组合:
q=max(q1,q2)=16.829kN/m;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×13.125+1.4×1.000)=15.435kN/m;
由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×(1.35×13.125+1.4×0.7×1.000)=16.829kN/m;
2.面板抗弯强度验算
σ=M/W<[f]
其中:
W--面板的截面抵抗矩,W=1.156×104mm3;
M--面板的最大弯矩(N·mm)M=0.125ql2=1.761×106N·mm;
计算弯矩采用基本组合:
q=16.829kN/m;
面板计算跨度:
l=915mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=1.761×106/1.156×104=152.352N/mm2;
实际弯曲应力计算值σ=152.352N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
3.面板挠度验算
ν=5ql4/(384EI)≤[ν]
其中:
q--作用在模板上的压力线荷载:
q=13.125kN/m;
l-面板计算跨度:
l=915mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=206000N/mm2;
I--截面惯性矩:
I=5.076×105mm4;
[ν]-容许挠度:
[ν]=1.500mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=5×13.125×9154/(384×206000×5.076×105)=1.146mm;
实际最大挠度计算值:
ν=1.146mm小于最大允许挠度值:
[ν]=1.500mm,满足要求!
五、梁底支撑梁的计算
支撑梁采用1根□100×50×3.0矩形钢管,间距915mm。
支撑梁的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
I=1×112.12×104=1.121×106mm4;
W=1×22.42×103=2.242×104mm3;
E=206000N/mm2;
(一)荷载计算及组合:
模板自重标准值G1k=0.915×(0.5×2×0.82+0.75×0.5)/0.5=2.187kN/m;
新浇筑砼自重标准值G2k=24×0.915×1=21.960kN/m;
钢筋自重标准值G3k=1.5×0.915×1=1.373kN/m;
永久荷载标准值Gk=G1k+G2k+G3k=25.519kN/m;
振捣砼时产生的荷载标准值Q2k=2×0.915=1.830kN/m;
计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。
永久荷载标准值Gkb=(25×0.18+0.75)×0.915×1.3/2=3.122kN;
活荷载标准值Qkb=1.0×0.915×1.3/2=0.595kN;
(1)计算弯矩和剪力时,采用由可变荷载效应控制的组合(含支撑梁自重):
均布荷载设计值q1=0.9×(1.2×25.519+1.2×0.068+1.4×1.830)=29.940kN/m;
楼板传来集中力设计值F1=0.9×(1.2×3.122+1.4×0.595)=4.122kN;
(2)计算弯矩和剪力时,采用由永久荷载效应控制的组合(含支撑梁自重):
均布荷载设计值q2=0.9×(1.35×25.519+1.35×0.068+1.4×0.7×1.830)=32.702kN/m;
楼板传来集中力设计值F2=0.9×(1.35×3.122+1.4×0.7×0.595)=4.318kN;
(3)计算挠度时,采用荷载标准值进行组合(含支撑梁自重):
均布荷载标准值q3=25.519+0.068=25.587kN/m;
楼板传来集中力标准值F3=3.122kN;
(二)支撑梁验算
根据前面计算的荷载组合,取结构最不利状态进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下:
弯矩和剪力计算简图
弯矩图(kN·m)
剪力图(kN)
变形计算简图
变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为:
N1=5.171kN
N2=19.883kN
计算得到:
最大弯矩:
M=3.704kN.m
最大剪力:
V=15.564kN
最大变形:
ν=1.650mm
最大支座反力:
F=19.883kN
(1)支撑梁抗弯强度计算
σ=M/W=3.704×106/2.242×104=165.201N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=165.201N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(2)支撑梁抗剪计算
τ=VS0/Itw=15.564×1000×8502/(1.121×106×3)=39.341N/mm2;
实际剪应力计算值39.341N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=120.000N/mm2,满足要求!
(3)支撑梁挠度计算
[ν]-容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250;
第1跨最大挠度为1.650mm,容许挠度为4.876mm,满足要求!
各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值,满足要求!
六、门架立柱的稳定性计算
1.门架静荷载标准值计算
静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架自重产生的轴向力(kN/m)
门架的每跨距内,每步架高内的构配件及其重量分别为:
经计算得到,每米高脚手架自重合计NGk1=0.503/1.955=0.257kN/m。
(2)加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力(kN/m)
剪刀撑采用Φ42×2.5mm钢管,按照4步4跨设置,每米高的钢管重计算:
tgα=(4×1.955)/(4×1.830)=1.068
2×0.024×(4×1.830)/cosα/(4×1.955)=0.067kN/m;
水平加固杆采用Φ42×2.5mm钢管,按照4步1设设置,每米高的钢管重为:
0.024×(1×1.830)/(4×1.955)=0.006kN/m;
每跨内的直角扣件1个,旋转扣件4个,每米高的钢管重为:
(1×0.0135+4×0.0145)/1.955=0.037kN/m;
每米高的附件重量为0.02kN/m;
每米高的栏杆重量为0.01kN/m;
经计算得到,每米高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计NGk2=0.139kN/m;
静荷载标准值总计为NG=NGK1+NGK2=0.396kN/m;
2.门架立柱的稳定性计算
门架立柱的稳定性计算公式
σ=N/(kφA1)≤[f]
其中σ-门架立柱轴心受压应力计算值(N/mm2);
N-作用于一榀门型支柱的轴向力设计值,它包括:
支撑梁传递荷载设计值:
N1=19.883kN;
门架及加固件自重荷载设计值:
N2=0.9×1.2×0.396×(6.5-1)/2=1.177kN;
N=N1+N2=19.883+1.177=21.060kN;
k--门架承载力修正系数,k=0.9;
[f]--钢管强度设计值:
[f]=205N/mm2;
φ--门架立杆的稳定系数,由长细比koho/i查《模板规范JGJ162-2008》附录D得到,φ=0.377;
其中:
长度修正系数ko=1.13;
门架的高度h0=1.93m;
门架立柱换算截面回转半径i=(I/A1)1/2=1.650cm;
门架立杆的毛截面面积A1=4.89cm2;
门架立杆的换算截面惯性矩I=I0+I1·h1/h0=13.320cm4;
门架立杆的毛截面惯性矩I0=12.19cm4;
门架加强杆的毛截面惯性矩I1=1.42cm4;
门架加强杆的高度h1=1.536m;
门架立柱长细比λ计算值:
λ=h0/i=1.93×100/1.650=116.939
门架立柱长细比λ=116.939小于门架立柱允许长细比[λ]=150,满足要求!
门架立柱轴心受压应力计算值σ=21.060×103/(0.9×0.377×4.89×102)=126.781N/mm2;
门架立柱稳定性计算σ=126.781N/mm2小于门架立柱抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
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