框架涵支架模板计算书2016.11.18文档格式.doc
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(8)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JTG130-2003);
(9)《钢管满堂支架预压技术规程》(JGJ/T194-2009);
(10)《贵安新区茶园路西延伸段工程施工图交叉口起点新建1-3x2m箱涵工程》;
(11)《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、中华人民共和国《道路交通安全发》、《建筑施工高处作业安全规范》、《路桥施工计算手册》(人民交通出版社);
二、顶板处底模支架计算
2.1参数信息
2.1.1模板支架参数
顶板的3m范围内横向间距(m):
0.90;
纵距(m):
步距(m):
1.2;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0.39;
模板支架搭设高度(m):
2;
采用的钢管(mm):
Φ48×
2.75;
板底支撑连接方式:
方木支撑;
立杆承重连接方式:
可调托座;
混凝土的计算厚度(m):
0.35。
涵洞支架模板断面示意图
2.1.2荷载参数
钢筋混凝土自重G2:
25kN/m3;
施工人员及设备产生的荷载Q1:
2.5kN/m2;
水平面模板倾倒砼和振捣砼产生的荷载标准值Q2:
4.0kN/m2;
垂直面模板倾倒砼和振捣砼产生的荷载标准值Q2:
可变荷载的组合值系数φc:
0.9;
结构重要性系数γ0:
1
模板自重G3:
0.3KN/㎡。
2.1.3材料参数
面板采用覆面木胶合面板,厚度为10mm;
板底支撑采用方木;
面板弹性模量E(Mpa):
10×
103;
面板抗弯强度设计值(Mpa):
13;
木方弹性模量E(Mpa):
9×
木方抗弯强度设计值(Mpa):
12;
木方抗剪强度设计值(Mpa):
1.3;
木方的间隔距离(m):
0.25;
木方的截面宽度(m):
0.1;
木方的截面高度(m):
2.2模板面板计算
根据《建筑施工模板安全技术规范》5.2.1"
面板可按三跨连续梁计算"
的规定,因此本例以简支梁,取1m单位宽度计算。
计算简图如下:
模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=1.0×
0.012/6=1.6667×
10-5m3;
I=1×
0.013/12=8.3334×
10-8m4;
2.2.1强度计算
荷载计算公式如下:
q1=γ0×
[1.2((G2)×
h)+1.4×
φc×
Q1]×
b
=1×
[1.2×
(25)×
0.35)+1.4×
0.9×
(2.5+2.0)]×
1=16.17kN/m
M=0.101kN·
m;
σ=M/W=0.101×
103/(1.6667×
10-5)=6.06Mpa
面板的最大应力计算值为6.06Mpa小于面板的抗弯强度设计值13Mpa,满足要求!
2.2.2挠度计算
1.2×
0.35×
1=10.93kN/m
ν=0.34mm
面板最大允许挠度[ν]=250/400=0.625mm;
面板的最大挠度计算值0.34mm小于面板的最大允许挠度0.625mm,满足要求!
2.3模板横向分配方木的计算
方木截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×
h2/6=10×
10×
10/6=1.6667×
10-4m3;
I=b×
h3/12=10×
10/12=833.33cm4;
2.3.1强度验算
均布荷载q=γ0×
[1.35×
(G2×
h+G3)+1.4×
(0.3+(25)×
(2.5+2)]×
0.3=5.085kN/m;
最大弯矩M=0.9153kN·
方木最大应力计算值σ=M/W=0.9153×
103/1.6667×
10-4=5.49Mpa;
方木的抗弯强度设计值[f]=12Mpa;
方木的最大应力计算值为=5.49Mpa小于方木的抗弯强度设计值12Mpa,满足要求!
2.3.2抗剪验算
截面抗剪强度必须满足:
τ=3V/2bhn<
[τ]
其中最大剪力:
V=3.23kN;
方木受剪应力计算值τ=3×
3.23×
103/(2×
0.1×
0.1)=0.48Mpa;
方木抗剪强度设计值[τ]=1.3Mpa;
方木的受剪应力计算值0.48Mpa小于方木的抗剪强度设计值1.3Mpa,满足要求!
2.3.3挠度验算
q=1.2×
(G1+(G3)×
h)×
b=1.2×
(0.3+(25)×
0.35)×
0.3=3.258kN/m
最大挠度计算值ν=1.39mm;
最大允许挠度[ν]=600/400=1.5mm;
方木的最大挠度计算值1.39mm小于方木的最大允许挠度1.5mm,满足要求!
2.3.4反力计算
计算强度、剪力时,其反力值如下:
Fmax=6.3KN
计算刚度时,其反力值如下:
Fmax=4.027KN
2.4模板纵向支撑方木的计算
h2/6=15×
15×
15/6=562.5cm3;
h3/12=15×
15/12=4218cm4;
2.4.1强度验算
均布荷载q=6.3/0.3=21kN/m;
最大弯矩M=1.07kN·
方木最大应力计算值σ=M/W=1.07×
103/1.6667×
104=6.4Mpa;
方木的抗弯强度设计值[f]=10Mpa;
方木的最大应力计算值为6.4Mpa小于方木的抗弯强度设计值10Mpa,满足要求!
2.4.2抗剪验算
V=8.4kN;
方木受剪应力计算值τ=3×
8.4×
0.1)=1.2Mpa;
方木的受剪应力计算值1.2N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.6N/mm2,满足要求!
2.4.3挠度验算
q=4.027/0.3=13.42kN/m
最大挠度计算值ν=0.2455mm;
最大允许挠度[ν]=750/400=1.75mm;
方木的最大挠度计算值0.2455mm小于方木的最大允许挠度1.75mm,满足要求!
2.4.4反力计算
Fmax=16.4KN
2.5模板支架立杆荷载设计值
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
2.5.1静荷载标准值
(1)脚手架的自重(kN):
立杆:
NG1=1.2×
0.0384×
2.0=0.0921kN;
横杆:
NG2=1.2×
2+1.2×
0.75×
2=0.152KN
(2)模板、混凝土及施工机具等重量
静荷载标准值NG=16.4kN;
2.5.2立杆的轴向压力设计值
计算公式
N=0.092+16.4+0.152=16.65KN;
根据路桥施工计算手册,横杆步距不大于1m的对接立杆容许承载力为35.7KN,本支架按极限状态设计,N=16.65<
R=35.7KN,满足要求。
2.6立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
σ=N/(φA)≤[f]
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=16.65kN;
φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.58cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.89cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ--------钢管立杆受压应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
L0----计算长度(m);
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;
a=0.7m;
得到计算结果:
L0=0.6m;
L0/i=200/15.8=12.6;
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008,P44页得轴心受压立杆的稳定系数φ=0.9;
钢管立杆受压应力计算值;
σ=16650/(0.9×
489)=37.8N/mm2;
立杆稳定性计算σ=37.8N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
2.7地基承载力验算
因立杆立于已浇筑底板上,满足要求。
三、墙身侧模计算
3.1参数信息
3.1.1模板外模参数
面板类型:
胶合面板;
面板厚度(mm):
10.00,面板弹性模量(Mpa):
10000,面板抗弯强度设计值fc(Mpa):
13Mpa,面板抗剪强度设计值(Mpa):
1.50;
内楞材料:
木方,宽度(mm):
100,高度(mm):
100,间距(mm):
250,穿墙螺栓水平间距(mm):
750,方木抗弯强度设计值fc(Mpa):
12,方木弹性模量E(Mpa):
9000,方木抗剪强度设计值ft(Mpa):
1.3;
外楞材料:
双A48×
2.75mm,间距0.75m.抗弯强度设计值fc(Mpa):
205,弹性模量E(Mpa):
210000。
对拉螺栓直径(mm):
M16;
1.8。
3.1.2荷载参数
混凝土自重G2:
25kN/m2;
垂直面模板振捣砼产生的荷载标准值Q2:
垂直面模板倾倒砼产生的荷载标准值Q2:
2.0kN/m2;
3.2模板荷载标准值计算
新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
F=0.22γtβ1β2V1/2=0.22*24*6.7*1.2*1.15*1.5=96
F=γH=24*1.8=43.2
其中γ--混凝土的重力密度,取24kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,取6.7h;
T--混凝土的入模温度,取15℃;
V--混凝土的浇筑速度,取1m/h;
H--模板计算高度,取1.91m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.2;
β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.15。
取较小值43.2kN/m2作为本工程计算荷载。
3.3面板的计算
的规定,取1m单位宽度计算。
计算简图如右图所示:
3.3.1抗弯强度验算
弯矩计算公式如下:
M=1/10ql2
其中,M--面板计算最大弯矩(KN•m);
l--计算跨度(内楞间距):
l=250.0-100=150mm;
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×
43.2×
0.1=5.184kN/m;
倾倒、振捣混凝土侧压力设计值q2:
1.4×
(2+4)×
0.1=0.756kN/m;
q=5.184+0.756=5.94KN。
面板的最大弯矩:
M=1÷
(5.94)×
0.152=0.0134KN•m;
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
σ=M/W<
f
其中,σ--面板承受的应力(Mpa);
M--面板计算最大弯矩(KN•m);
W--面板的截面抵抗矩:
W=bh2/6=0.1×
0.01×
0.01/6=1.6667×
10-6m3;
f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2);
f=12Mpa;
面板截面的最大应力计算值:
σ=M/W=0.0134×
10-6=8.02Mpa;
面板截面的最大应力计算值σ=8.02Mpa小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=12Mpa,满足要求!
3.3.2抗剪强度验算
计算公式如下:
V=0.5ql×
2
其中,V--面板计算最大剪力(N);
l=150mm;
面板的最大剪力:
V=0.5×
(5.184+0.756)×
0.2×
2=0.891KN;
τ=3V/(2bhn)≤fv
其中,τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2);
V--面板计算最大剪力(N):
V=7236N;
b--构件的截面宽度(mm):
b=1000mm;
hn--面板厚度(mm):
hn=10.0mm;
fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=1.300Mpa;
面板截面的最大受剪应力计算值:
τ=3×
0.891/(2×
0.010)=1.34Mpa;
面板截面抗剪强度设计值:
[fv]=1.5Mpa;
面板截面的最大受剪应力计算值τ=1.34Mpa小于面板截面抗剪强度设计值[τ]=1.5Mpa,满足要求!
3.3.3挠度验算
刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
挠度计算公式如下:
ν=(1/128)ql4/(EI)≤[ν]=l/400
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载:
q=1.2×
0.1=5.184N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
l=200mm;
E--面板的弹性模量:
E=10000MPa;
I--面板的截面惯性矩:
I=0.1×
0.010×
0.010/12=8.33×
10-9m4;
面板的最大允许挠度值:
[ν]=150/400=0.375mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=ql4/(128EI)=5.184×
1000×
0.154/(128×
109×
8.33×
10-9)=0.273mm
ν=0.273mm小于等于面板的最大允许挠度值[ν]=0.375mm,满足要求!
3.4内楞的计算
内楞直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的简支梁计算。
本工程中,内楞采用木方,宽度100mm,高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=0.1×
0.1/6×
1=1.667×
10-4m3;
I=0.1×
0.1/12×
1=8.33×
10-6cm4;
3.4.1内楞的抗弯强度验算
新浇混凝土侧压力设计值q1:
0.25=12.96kN/m;
倾倒、振捣混凝土侧压力设计值q2:
0.25=2.1kN/m。
其受力图如下所示:
内楞的最大弯矩:
M=1.097KN.m;
内楞的抗弯强度应满足下式:
σ=M/W=6.58Mpa<
f=12Mpa
其中,σ--内楞承受的应力(Mpa);
M--内楞计算最大弯矩(KN·
m);
W--内楞的截面抵抗矩,W=1.67×
f--内楞的抗弯强度设计值;
f=13.000Mpa;
内楞的最大应力计算值σ=6.58Mpa小于内楞的抗弯强度设计值[f]=12Mpa,满足要求!
3.4.2内楞的抗剪强度验算
最大剪力按均布荷载作用下的简支梁计算,公式如下:
内楞的最大剪力:
V=3.6KN;
其中,τ--内楞的截面的最大受剪应力(Mpa);
V--内楞计算最大剪力(N):
b--内楞的截面宽度(mm):
b=100mm;
hn--内楞的截面高度(mm):
hn=100.0mm;
fv--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=1.6Mpa;
内楞截面的受剪应力计算值:
τ=3×
3.6×
103/(2×
0.1)=0.54Mpa;
内楞截面的受剪应力计算值τ=0.54Mpa小于内楞截面的抗剪强度设计值fv=1.2Mpa,满足要求!
3.4.3内楞的挠度验算
刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑动荷载作用。
内楞的最大挠度计算值:
ν=1.334mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ν]=750/400=1.875mm;
内楞的最大挠度计算值ν=1.334mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.875mm,满足要求!
3.4.4反力计算
计算强度时,其反力值如下:
Fmax=7.754KN
Fmax=6.998KN
3.5外楞的计算
外楞直接承受内楞传递的荷载,按照均布荷载作用下的简支梁计算。
本工程中,外楞采用双48x2.75mm钢管,宽度100mm,高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=0.0982×
(D4-d4)/D=0.0982×
(0.0484-0.04254)/0.048=4.18×
10-6m3;
I=0.0491×
(D4-d4)=0.0491×
(0.0484-0.04254)=1.004×
10-7cm4;
3.5.1外楞的抗弯强度验算
荷载值为:
q=7.754/0.25/2=31/2=15.5KN/m
外楞的最大弯矩:
M=0.79KN·
外楞的抗弯强度应满足下式:
其中,σ--内楞承受的应力(N/mm2);
M--内楞计算最大弯矩(N·
mm);
105mm3;
f=13.000N/mm2;
外楞的最大应力计算值:
σ=0.79×
103/4.18×
10-6=189Mpa;
外楞的抗弯强度设计值:
[f]=205Mpa;
外楞的最大应力计算值σ=189Mpa小于内楞的抗弯强度设计值[f]=205Mpa,满足要求!
3.5.2外楞的挠度验算
刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑振动荷载作用。
外楞的最大挠度计算值:
ν=0.973mm;
外楞的最大容许挠度值:
外楞的最大挠度计算值ν=0.973mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=1.875mm,满足要求!
3.5.3外楞反力计算
Fmax=12.1KN
3.6拉杆计算
拉杆荷载值计算:
12.1x2=24.2KN
根据路桥施工计算手册:
24.2/(0.008*0.008*3.1415)=120Mpa<
205Mpa,满足要求;
而M16对拉螺栓容许拉力为24.5KN>
24.2KN,满足要求。
四、支架计算
4.1荷载标准值
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=(0.0348×
2+0.0348×
2)×
1.2=0.221kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.75×
0.3×
1.2=0.243kN;
(3)钢筋混凝土梁自重(kN):
NG3=25×
0.35×
0.75×
1.2=7.09kN;
(4)人员、机具及混凝土荷载
NG4=(2.5+4)×
1.4=6.14kN;
静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=13.694kN;
4.2立杆的稳定性计算
N=6.98kN;
L0----计算长度(m),最大步距;
立杆计算长度L0=1200mm;
L0/i=1200/15.8=75;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.75;
σ=13.6
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