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涵洞模板计算

涵洞模板计算
一、荷载:
①模板及支架自重:
21/1m kN G k = (4m 以下楼板木模板为0.75,此处保守取
1)
②盖板自重:
a.砼
23/4.146.0/24m kN m m kN q =⨯=砼 (根据《JGJ 162-2008》 4.1.1
第2条:普通混凝土自重标准值可采用2
/24m kN ) b.钢筋
23/66.06.0/1.1m kN m kN q =⨯=钢筋 (4.1.1第3条:一般梁板结构
每立方米钢筋混凝土的钢筋自重标准值:楼板可取kN 1.1) ∴
m /06.152kN q q G k =+=钢筋砼
③施工人员、机械荷载:21/5.2m kN Q k
= (4.1.2 第1条:当计算模板和直接支承
模板的小梁时,均布活载可取2
/5.2m kN ,再用集中荷载kN 5.2进行验算,比较两者所得弯矩值取其大值)
④振捣混凝土时产生的荷载:22/2m kN Q k
= (4.1.2第2条:振捣混凝土对水平面
模板可采用2
/2m kN )
二、荷载组合:
(1)计算承载力时荷载组合
①由可变荷载效应控制的组合:
ik n
i Qi n i ik G Q G S ∑∑==+=1
1
γγ永久
)()(5.24.124.106.1512.1⨯+⨯++=
6.25= (保守考虑,取消0.9可变荷载系数)
②由永久荷载效应控制的组合:
ik n
i ci Qi ik G Q G S ∑=+=1
ψγγ永久)27.04.15.27.04.1()06.151(35.1⨯⨯+⨯⨯++⨯=
1.26=
荷载效应组合的设计值S 应从以上两个组合值中取最不利值确定:
[]1.26)6.25,1.26max(,max 211===q q S
(2)验算挠度时的荷载组合形式: )
(k k G G S 2122.1+= )(06.1512.1+⨯=
272.19=
三、涵洞顶板计算
(1)面板计算:(根据《JGJ 162-2008》 5.2.1,按简支跨进行计算,取b=1m 宽板带为计算
单元)(次楞间距取mm 300)
①材料信息:
胶合板厚度取12mm ,材料信息:2
3
/109mm N E ⨯=,[]2/29mm N =σ由于胶合板材
料未最终确定,暂保守取值23
/106mm N E ⨯=
计算单元取mm 1000
342
2104.26
1210006mm bh W ⨯=⨯==
453
31044.112
12100012mm bh I ⨯=⨯==
②强度验算
m kN ql M ⋅=⨯⨯==2936.009.01.268
1
812max
[]MPa MPa W M 2923.1210
4.2102936.04
6
max =≤=⨯⨯==σσ ∴ 面板抗弯计算符合承载力要求
③刚度验算
EI
ql f 38454
=
5
34
1044.1106384200272.195⨯⨯⨯⨯⨯⨯= mm 465.0= 400
14301200465.0<==l f (根据《JGJ 162-2008》 4.4.1:对结构表面外露的模板,其最大变形值不得超过计算跨度的400
1

∴刚度验算符合要求
(2)次楞木计算:(主楞间距取mm 600、计算宽度b=0.3) ①材料信息:
次楞木采用9070⨯的杉木:2
3/109mm N E ⨯=,
[]2/11mm N =σ
342
21045.9690706mm bh W ⨯=⨯==
463
31025.412
907012mm bh I ⨯=⨯==
②模型建立
次楞计算跨数的假定需要符合工程实际的情况,另外还需考虑次楞的两端悬挑情况。

m kN S q /83.73.01=⨯=
建模,取三跨作连续梁计算,两端自由端留300mm ,如下图
支座反力如下图:
③强度验算
弯矩运算结果如下:
m kN M ⋅=28.0max []MPa MPa W M 1196.210
45.910
28.04
6
max =<=⨯⨯==
σσ ∴满足要求
③抗剪验算
弯矩运算结果如下:
kN Q 82.2max =
∴ 满足要求 ③挠度验算
m kN S q /78.53.0272.193.02=⨯=⨯=
建模,取三跨作连续梁计算,如下图
支座反力如下图:
材料弹性模量2
6
/109m kN E ⨯=,抗弯刚度2
25.38m kN EI ⋅= 得到变形值:
mm f 1326.0max =
400
16001326.0<=l f (根据《JGJ 162-2008》 4.4.1:对结构表面外露的模板,其最大变形值不得超过计算跨度的400
1

∴刚度验算符合要求
(3)主楞木计算:(立杆纵距取mm 900,由次楞建模得,主楞支承次楞的支座反力为
kN R 17.5=(计算承载力时),kN R 81.3=(计算挠度)
) ①材料信息
主楞木采用10×10的方木
3
422107.1661001006mm bh W ⨯=⨯== 4
63
31033.81210010012mm bh I ⨯=⨯==
主楞木自重:m kN g q k /072.0100060
2.12.1=⨯
==
②模型建立
支座反力如下图:
③强度验算
m
kN
M⋅
=25
.1-
max
[]MPa
MPa
W
M
11
485
.7
10
7.
16
10
25
.1
4
6
max=
<
=


=

σ
∴强度验算合格
④抗剪验算
kN
Q59
.6
max
=
⑤刚度验算
计算挠度时,建立模型如下:
支座反力如下:
材料弹性模量2
6
/109m kN E ⨯=,抗弯刚度2
97.74m kN EI ⋅= 得到变形值:
mm f 7018.0max =
400
16007018.0<=l f (根据《JGJ 162-2008》 4.4.1:对结构表面外露的模板,其最大变形值不得超过计算跨度的400
1

∴刚度验算合格
(4)立杆稳定验算(以3m 高涵洞为例)
架体自重作用于单根立杆的荷载包括:①立杆自重②水平杆自重③竖向剪刀撑自重④水平剪刀撑⑤可调托撑
根据以上荷载:保守估计作用在单根立杆上的架体自重为:kN G Z 5.1=
本计算不考虑风荷载
脚手架立杆沿涵长方向布设间距为0.9m ,沿线路方向布设间距为0.6m
取立杆伸出顶层水平杆长度a=650mm ,立杆计算长度系数μ=1,取立杆计算长度附加系数k=1.155
立杆计算长度为:
m 888.265.022.1155.11)2(0=⨯+⨯⨯=+=)(a h k l μ
长细比[]230753.18210
58.11000
888.20=≤=⨯⨯==
λλi l ∴长细比满足要求
计算立杆自由端高度
250m m
=1000×0.25=h 0的立杆承载力,其取值应根据mm a 650=和mm a 200=对应的立杆承载力线性插入取值。

21.678kN
=/10.001×205×100×4.93×0.214=Y Af
=
P 0
650)(ϕ N P P k 013.26678.212.12.1650200=⨯=⨯=
根据线性差值法可得:kN P 532.25250=
计算可变控制荷载组合:
b a D K k b a 3k 2k 1k Z 1l ×l ×
)κQ +1.4(Q +l ×l ×h]×)G +(G +G +[G ×1.2=N =1.2×(1.393+0.2+(24+1.1)×0.6)×0.9×0.6+1.4×(2+1.35×0.5)×0.9×0.6 =12.814kN
由永久荷载控制的组合:
N 2=1.35×[G Z +G 1k +(G 2k +G 3k )×h]×l a ×l b +1.4×0.7×(Q k +κQ DK )×l a ×l b
=1.35×(1.393+0.2+(24+1.1)×0.6)×0.9×0.6+1.4×0.7×(2+1.35×0.5)×0.9×0.6 =13.556kN
N=max (N 1,N 2)=max(12.814,13.556)=13.556kN ≤P 250=25.532kN
所以,立杆满足要求。

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