十字梁节点模板支架计算书七师五五工业园区消防危化应急救援中心工程;工程建设地点:五五工业园区;属于框架结构;地上3层;地下0层;建筑高度:15.7m;标准层层高:3.9m ;总建筑面积:3884.84平方米;总工期:135天。
本工程由五五工业园管委会投资建设,农七师勘察设计研究院设计,农七师勘察设计研究院地质勘察,新疆银通建设监理有限公司监理,奎屯广厦建筑安装有限责任公司组织施工;由宋东平担任项目经理,胡文欣担任技术负责人。
主次梁模板支架的计算依据有:《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001);《混凝土结构设计规范》GB50010-2002;《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001);《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
一、参数信息1、结构参数:结构层高(m):7.3;板厚(mm):90;节点处梁底增加承重立杆1排4根;2、主梁支模架体构造参数:梁截面高度(mm):600;梁截面宽度(mm):300;承重架支撑形式:小楞垂直于梁截面;梁底增设承重杆数量:4;立杆沿梁跨度方向间距(m):1.2;梁底纵向支撑数量:4;梁两侧立杆间距(m):1.2;梁底增加支撑小横杆数量:1;立杆步距(m):1.5;立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.3;立杆承重连接方式:单扣件连接;3、次梁支模架体构造参数:梁截面高度(mm):600;梁截面宽度(mm):300;承重架支撑形式:小楞垂直于梁截面;梁底增设承重杆数量:0;立杆沿梁跨度方向间距(m):1;梁底纵向支撑数量:3;梁两侧立杆间距(m):1;梁底增加支撑小横杆数量:0;立杆步距(m):1.5;立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.3;立杆承重连接方式:单扣件连接;4、荷载参数:模板和方木的自重荷载(kN/m2):0.15;砼倾倒振捣荷载(kN/m2):2;砼与钢筋自重荷载(kN/m2):25;施工均布荷载(kN/m2):1;5、材料参数:钢管直径(mm):Ф48×3.5;面板类型:胶合面板;面板弹性模量值(N/mm2):6000;面板厚度(mm):20;抗弯强度设计值(N/mm2):13;方木截面宽度(mm):60;方木截面高度(mm):80;抗压强度设计值(N/mm2):16;抗弯强度设计值(N/mm2):17;方木弹性模量值(N/mm2):9000;抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.7;6、结构示意图:主梁截面示意图次梁截面示意图平面示意图二、主梁节点计算(一)底模计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
梁底模板采用胶合面板,厚度:20mm,则有:截面惯性矩I=600×203/12=400000mm4;截面抵抗矩W=600×202/6=40000mm3;1、荷载的计算钢筋混凝土荷载:g1=25×0.6×0.6=9kN/m;模板方木荷载:g2=0.15×0.6=0.09kN/m;砼倾倒荷载:q1=2×0.6=1.2kN/m;施工荷载:q2=1×0.6=0.6kN/m;作用在底模上的荷载P=1.2×(9+0.09)+1.4×(1.2+0.6)=13.428kN/m;计算简图剪力图(kN)弯矩图(kN·m)变形图(mm)根据计算,得到:最大弯矩:M max=0.013kN·m;最大剪力:V max=0.806kN;最大支座反力:R max=1.477kN;计算得出支座反力从左到右分别为:R1=0.537kN,R2=1.477kN,R3=1.477kN,R4=0.537kN;2、模板强度验算⑴模板抗弯强度计算抗弯计算强度f=0.013×106/40000=0.336N/mm2;抗弯计算强度0.336N/mm2小于模板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!⑵模板挠度计算ω=0.677q k l4/100EI≤[ω]=min(l/150,10)最大变形ν=0.677×13.428×1004/(100×6000×400000)=0.004mm模板的最大挠度小于容许挠度min(100/150,10),满足要求!(二)梁底支撑验算1、纵向支撑计算本算例中,纵向支撑采用钢管: Ф48×3.5支撑截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5080mm3;I=121900mm4;按照2跨连续梁计算,纵向支撑承受由面板支座反力传递的荷载。
Q=1.477/0.6+0.01=2.472kN/m。
计算简图剪力图(kN)弯矩图(kN·m)变形图(mm)最大弯矩:M max=0.111kN·m;最大剪力:V max=0.927kN;⑴抗弯强度验算σ = M/W<f m;最大受弯应力σ=0.111×106/64000=1.738N/mm2;纵向支撑的最大应力计算值σ = 1.738N/mm2小于方木抗弯强度设计值f m=17N/mm2,满足要求!⑵抗剪强度验算截面抗剪强度必须满足:τ=3Q/(2bh)≤f vτ=3×0.927×103/(2×60×80)=0.29N/mm2;纵向支撑的剪应力计算值0.29N/mm2小于支撑小楞的抗剪强度设计值f v=1.7N/mm2,满足要求!⑶挠度验算ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=min(l/150,10)纵向支撑的最大挠度计算值:ν=0.677×2.472×6004/(100×9000×2560000)=0.094mm;纵向支撑的最大挠度计算值ν= 0.094mm 小于支撑小楞的最大允许挠度[ν]=min(600/150,10)mm,满足要求!2、横向支撑计算梁底横向支撑承受梁底纵向支撑传递的集中荷载。
对支撑的计算按照集中荷载作用下的多跨连续梁进行计算。
横向支撑采用钢管,截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:W=5080mm3;I=121900mm4;计算简图剪力图(kN)弯矩图(kN·m)变形图(mm)经过计算得到支座反力:R1=0kN,R2=0kN,R3=0.547kN,R4=0kN,R5=1.487kN,R6=1.487kN,R7=0kN,R8=0.547kN,R9=0kN,R10=0kN;最大弯矩:M max=0kN·m;最大剪力:V max=0kN;⑴抗弯强度验算σ = M/W<f m;最大受弯应力σ=0×106/5080=0.002N/mm2;梁底横向支撑的最大应力计算值σ=0.002N/mm2小于梁底支撑小横杆的抗弯强度设计值f m=17N/mm2,满足要求!⑵抗剪强度验算截面最大抗剪强度必须满足:τ = V[b×h02-(b-δ)h2]/(8I Zδ)≤f v横向支撑的受剪应力值计算:τ = 0×103×[0×02 - (0-0)×02]/(8×0×104×0) = 0N/mm2;横向支撑的受剪应力计算值τ=0N/mm2小于支撑小楞的抗剪强度设计值f v=125N/mm2,满足要求!⑶挠度验算最大挠度计算值νmax=0mm;梁底横向支撑小楞的最大挠度:[ν]=min(240/150,10)=1.6mm;梁底支撑小横杆的最大挠度计算值ν= 0mm小于梁底支撑小横杆的最大允许挠度[ν] =min(240/150,10)mm,满足要求!3、梁底纵向支撑钢管计算本工程中,主次梁节点底部增加了垂直支撑体系,纵向支撑钢管只起构造作用,故不需要验算。
4、扣件抗滑移计算扣件所受到的竖向力为小横杆传递的支座反力,R=1.487kN<Rc=8kN,满足要求。
(三)立杆稳定性计算支架立杆的轴向力设计值N ut指每根立杆受到荷载单元传递来的最不利的荷载值。
其中包括上部模板传递下来的荷载及支架自重,显然,梁底部立杆所受的轴压力最大。
上部模板所传竖向荷载包括以下部分:通过支撑梁的顶部扣件的滑移力(或可调托座传力)。
根据前面的计算:F1=1.487kN;F2=1.2×0.129×6.7=1.037kN;立杆受压荷载总设计值为:N ut =1.487+1.037=2.524kN;立杆稳定性验算σ=N ut/υA≤fυ --轴心受压立杆的稳定系数,根据长细比λ按《规程》附录C采用;A--立杆的截面面积。
计算长度l o按下式计算取值:l o=kμh=1.155×1.73×1.5=2.997m;k -- 计算长度附加系数,取值为:1.155 ;u -- 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,u=1.73;故l o取2.997m;λ=l o/i= 2.997×103/15.8=189.698;查《扣件式脚手架规范》附录得=0.199;σ=2.524×103/(0.199×489)=25.9N/mm2;立杆的受压强度计算值σ=25.9N/mm2小于立杆的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求。
三、次梁节点计算(一)底模计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
梁底模板采用胶合面板,厚度:20mm,则有:截面惯性矩I=500×203/12=333333.333mm4;截面抵抗矩W=500×202/6=33333.333mm3;1、荷载的计算钢筋混凝土荷载:g1=25×0.5×0.6=7.5kN/m;模板方木荷载:g2=0.15×0.5=0.075kN/m;砼倾倒荷载:q1=2×0.5=1kN/m;施工荷载:q2=1×0.5=0.5kN/m;作用在底模上的荷载P=1.2×(7.5+0.075)+1.4×(1+0.5)=11.19kN/m;计算简图剪力图(kN)弯矩图(kN·m)变形图(mm)根据计算,得到:最大弯矩:M max=0.031kN·m;最大剪力:V max=1.049kN;最大支座反力:R max=2.098kN;计算得出支座反力从左到右分别为:R1=0.629kN,R2=2.098kN,R3=0.629kN;2、模板强度验算⑴模板抗弯强度计算抗弯计算强度f=0.031×106/33333.333=0.944N/mm2;抗弯计算强度0.944N/mm2小于模板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!⑵模板挠度计算ω=5q k l4/384EI≤[ω]=mi n(l/150,10)最大变形ν=5×11.19×1504/(384×6000×333333.333)=0.037mm模板的最大挠度小于容许挠度min(150/150,10),满足要求!(二)梁底支撑验算1、纵向支撑计算本算例中,纵向支撑采用方木,支撑截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=60×80×80/6=64000mm3;I=60×80×80×80/12=2560000mm4;按照三跨连续梁计算,纵向支撑承受由面板支座反力传递的荷载。