恒智天成安全计算软件梁模板木立柱支撑计算书.docx
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恒智天成安全计算软件梁模板木立柱支撑计算书
恒智天成安全计算软件梁模板(木立柱支撑)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
木立柱排列平面示意图
一、恒智天成安全计算软件梁模板(木立柱支撑)计算书参数信息
1.模板构造及支撑参数
(一)构造参数
梁截面宽度B:
0.6m;梁截面高度D:
1.2m;
楼层高度H:
3.3m;结构表面要求:
隐藏;
混凝土楼板厚度:
120mm;梁边至板支撑距离:
1.3m;
考虑梁两侧的楼板荷载;
(二)支撑参数
(1)立柱
立柱缺口占总面积的百分数:
8%;
立柱中间设置纵横向拉条;
立柱间距:
0.8m;立柱高度:
1.865m;
材料:
60×80方木;
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;
(2)帽木
帽木长度:
1000mm;
材料:
80×120方木;
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;
(3)斜撑
斜撑与立柱交点到帽木距离:
600mm;
材料:
60×80方木;
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;
2.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:
0.5kN/m2;振捣砼对梁底模板荷载Q2k:
2kN/m2;
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)15mm厚覆面木胶合板;厚度:
15mm;
抗弯设计值fm:
30N/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*3;
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):
400;
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:
800mm;
螺栓竖向间距(mm)依次是:
100,300*3;
4.梁底模板参数
搭设形式为:
帽木托顶顺向支撑梁;
(一)面板参数
面板采用克隆(平行方向)15mm厚覆面木胶合板;厚度:
15mm;
抗弯设计值fm:
30N/mm2;弹性模量E:
11500N/mm2;
(二)第一层支撑梁参数
材料:
1根50×100矩形木楞;
根数:
4;
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;
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1.080m。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
I=1080×153/12=3.038×105mm4;
W=1080×152/6=4.050×104mm3;
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1.200m;
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=28.800kN/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=12.933×1.08=13.968kN/m;
计算弯矩采用基本组合:
q=max(q1,q2)=18.876kN/m;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×12.933+1.4×2)×1.08=17.807kN/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)×1.08=18.876kN/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=4.050×104mm3;
M--面板的最大弯矩(N·mm)M=0.125ql2=3.775×105N·mm;
计算弯矩采用基本组合:
q=18.876kN/m;
面板计算跨度:
l=400.000mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=3.775×105/4.050×104=9.321N/mm2;
实际弯曲应力计算值σ=9.321N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=30N/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=13.968kN/m;
l-面板计算跨度:
l=400.000mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=11500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=3.038×105mm4;
容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250=1.600mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=5×13.968×400.0004/(384×11500×3.038×105)=1.333mm;
实际最大挠度计算值:
ν=1.333mm小于最大允许挠度值:
[ν]=1.600mm,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400mm。
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=12.933×0.400=5.173kN/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)=6.991kN/m;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×12.933+1.4×2)×0.400=6.595kN/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)×0.400=6.991kN/m;
有效压头高度位置以下荷载:
q=0.9×1.35×12.933×0.400=6.285kN/m;
顶部荷载:
q=0.9×1.4×0.7×2×0.400=0.706kN/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=0.053kN·m
最大剪力:
V=1.014kN
最大变形:
ν=0.004mm
最大支座反力:
F=2.000kN
(三)次楞计算
(1)次楞抗弯强度计算
σ=M/W=0.053×106/8.333×104=0.633N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=0.633N/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=1.014×1000×62500/(4.167×106×50)=0.304N/mm2;
实际剪应力计算值0.304N/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0.004mm,容许挠度为1.200mm,满足要求!
第3跨最大挠度为0.003mm,容许挠度为1.200mm,满足要求!
第4跨最大挠度为0.002mm,容许挠度为1.200mm,满足要求!
第5跨最大挠度为0.002mm,容许挠度为0.320mm,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4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2.000kN,计算挠度时取次楞的最大支座力1.634kN。
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=0.280kN·m
最大剪力:
V=1.300kN
最大变形:
ν=0.192mm
最大支座反力:
F=4.299kN
(1)主楞抗弯强度计算
σ=M/W=0.280×106/1.016×104=27.554N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=27.554N/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=0.650×1000×6946/(2.438×105×3.5)=5.290N/mm2;
实际剪应力计算值5.290N/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0.192mm,容许挠度为3.200mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.035mm,容许挠度为3.200mm,满足要求!
第3跨最大挠度为0.192mm,容许挠度为3.200mm,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=4.299kN。
穿梁螺栓所受的最大拉力N=4.299kN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0.800m。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
I=800×153/12=2.250×105mm4;
W=800×152/6=3.000×104mm3;
1.荷载计算及组合
模板自重标准值G1k=0.5×0.800=0.400kN/m;
新浇筑砼自重标准值G2k=24×0.800×1.2=23.040kN/m;
钢筋自重标准值G3k=1.5×0.800×1.2=1.440kN/m;
永久荷载标准值Gk=G1k+G2k+G3k=24.880kN/m;
振捣砼时产生的荷载标准值Q2k=2×0.800=1.600kN/m;
(1)计算挠度采用标准组合:
q=24.880kN/m;
(2)计算弯矩采用基本组合:
q=max(q1,q2)=31.640kN/m;
由可变荷载效应控制的组合:
q1=0.9×(1.2×24.880+1.4×1.600)=28.886kN/m;
由永久荷载效应控制的组合:
q2=0.9×(1.35×24.880+1.4×0.7×1.600)=31.640kN/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=3.000×104mm3;
M--面板的最大弯矩(N·mm)M=0.125ql2=1.582×105N·mm;
计算弯矩采用基本组合:
q=31.640kN/m;
面板计算跨度:
l=600/(4-1)=200.000mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=1.582×105/3.000×104=5.273N/mm2;
实际弯曲应力计算值σ=5.273N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=30N/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=24.880kN/m;
l-面板计算跨度:
l=200.000mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=11500N/mm2;
I--截面惯性矩:
I=2.250×105mm4;
[ν]-容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250=0.800mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=5×24.880×200.0004/(384×11500×2.250×105)=0.200mm;
实际最大挠度计算值:
ν=0.200mm小于最大允许挠度值:
[ν]=0.800mm,满足要求!
五、梁底支撑梁的计算
1.第一层支撑梁的计算
支撑梁采用1根50×100矩形木楞,共4组,均匀布置在梁底。
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=1×416.67×104=4.167×106mm4;
W=1×83.33×103=8.333×104mm3;
E=10000N/mm2;
支撑梁直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
支撑梁均布荷载计算:
(1)计算弯矩和剪力采用(考虑支撑梁自重):
q=31.640×200.000/800.000+0.041=7.951kN/m;
(2)计算挠度采用(考虑支撑梁自重):
q=24.880×200.000/800.000+0.030=6.250kN/m;
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×7.951×0.82=0.509kN.m
最大剪力V=0.6ql=0.6×7.951×0.8=3.816kN
最大支座力N=1.1ql=1.1×7.951×0.8=6.997kN
最大变形ν=0.677ql4/100EI=0.677×6.250×8004/(100×10000.000×4.167×106)=0.416mm
(一)支撑梁抗弯强度计算
σ=M/W=0.509×106/8.333×104=6.106N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=6.106N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=15N/mm2,满足要求!
(二)支撑梁抗剪计算
τ=VS0/Ib=3.816×1000×62500/(4.167×106×50)=1.145N/mm2;
实际剪应力计算值1.145N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=1.600N/mm2,满足要求!
(三)支撑梁挠度计算
最大挠度:
ν=0.416mm;
[ν]-容许挠度:
结构表面隐藏[ν]=l/250=3.200mm;
实际最大挠度计算值:
ν=0.416mm小于最大允许挠度值:
[ν]=3.200mm,满足要求!
2.第二层支撑梁(帽木)的计算
支撑梁采用80×120方木,间距800mm。
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=80×1203/12=1.152×107mm4;
W=80×1202/6=1.920×105mm3;
E=10000N/mm2;
(一)荷载计算及组合:
(1)第二层支撑梁(帽木)承受第一层支撑梁传递的集中力
计算弯矩和剪力时取第一层中部支撑梁传递的最大支座力6.997kN;
计算弯矩和剪力时取第一层端部支撑梁传递的最大支座力4.140kN;(包含梁侧模板传递的自重荷载)
计算挠度时取第一层中部支撑梁传递的最大支座力5.500kN;
计算挠度时取第一层端部支撑梁传递的最大支座力3.225kN;(包含梁侧模板传递的自重荷载)
(2)第二层支撑梁(帽木)自重均布荷载:
计算弯矩和剪力时取0.078kN/m;
计算挠度时取0.058kN/m。
(3)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=(25×0.12+0.5)×0.8×1.3/2=1.820kN;
活荷载标准值Qkb=1.0×0.8×1.3/2=0.520kN;
计算弯矩和剪力时取F=max(F1,F2)=2.670kN;
由可变荷载效应控制F1=0.9×(1.2×1.820+1.4×0.520)=2.621kN;
由永久荷载效应控制F2=0.9×(1.35×1.820+1.4×0.7×0.520)=2.670kN;
计算挠度时取1.820kN。
(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=4.074kN
N2=19.541kN
N3=4.074kN
计算得到:
最大弯矩:
M=0.982kN.m
最大剪力:
V=9.771kN
最大变形:
ν=0.063mm
最大支座反力:
F=19.541kN
(1)支撑梁抗弯强度计算
σ=M/W=0.982×106/1.920×105=5.115N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=5.115N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=15N/mm2,满足要求!
(2)支撑梁抗剪计算
τ=VS0/Ib=9.771×1000×144000/(1.152×107×120)=1.018N/mm2;
实际剪应力计算值1.018N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=1.600N/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0.063mm,容许挠度为2.000mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.063mm,容许挠度为2.000mm,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.帽木斜撑的计算
斜撑的稳定性计算公式
σ=N/(φA)≤[f]
其中σ-木斜撑轴心受压应力计算值(N/mm2);
N--斜撑的轴心压力设计值,N=4.074/sin50.194°=5.304kN;
φ--轴心受压斜撑的稳定系数,由长细比λ依据《模板规范JGJ162-2008》计算得到φ=0.759;
斜撑计算长度lo=(500²+600²)1/2×0.001=0.781m;
计算斜撑的截面回转半径i=1.73cm;
A--斜撑毛截面面积:
A=48.00cm2;
[f]-木材顺纹抗压强度设计值:
[f]=13N/mm2;
木斜撑长细比λ计算值:
λ=lo/i=0.781×100/1.73=45.042
木斜撑长细比λ=45.042小于木斜撑允许长细比[λ]=150,满足要求!
木斜撑受压应力计算值:
σ=5.304×1000/(0.759×48.00×100)=1.455N/mm2;
木斜撑稳定性计算σ=1.455N/mm2小于木材顺纹抗压强度的设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
六、木立柱计算
1.木立柱的稳定性计算
立柱的稳定性计算公式
σ=N/(φA)≤[f]
其中σ-木立柱轴心受压应力计算值(N/mm2);
N--立柱的轴心压力设计值,它包括:
帽木传递的轴向力:
N1=27.690kN;
木立柱的自重:
N2=0.9×1.2×0.029×1.865=0.058kN;
N=N1+N2=27.690+0.058=27.748kN;
φ--轴心受压立柱的稳定系数,由长细比λ依据《模板规范JGJ162-2008》计算得到φ=0.689;
立柱计算长度lo=0.933m;
计算立柱的截面回转半径i=1.734cm;
A--立柱毛截面面积:
A=48.000cm2;
[f]-木材顺纹抗压强度设计值:
[f]=13N/mm2;
木立柱长细比λ计算值:
λ=lo/i=0.933×100/1.73=53.777
木立柱长细比λ=53.777小于木立柱允许长细比[λ]=150,满足要求!
木立柱受压应力计算值:
σ=27.748×1000/(0.689×48.00×100)=8.393N/mm2;
木立柱稳定性计算σ=8.393N/mm2小于木材顺纹抗压强度的设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
2.木立柱的强度计算
立柱的强度计算公式
σ=N/An≤[f]
其中σ-木立柱轴心受压应力计算值(N/mm2);
N--立柱的轴心压力设计值,N=27.748kN;
An--立柱净截面面积:
An=44.160cm2;
[f]-木材顺纹
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