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计算
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一、编制依据
《建筑施工模板安全技术
规范
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》(JGJ162-2008)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)2006 年版
《木结构设计规范》(GB50005-2003)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)。
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)
二、参数信息
模板与支架搭设参数:
模板支架搭设高度H:4.8m( eq \o\ac(○,B)~ eq \o\ac(○,D)轴之间为8.7m);立杆纵距la:1m;立杆横距lb:1m;水平杆最大步距h:1.5m;
面板采用:竹胶合板 厚度:12mm;
支撑面板的次楞梁采用:方木支撑;间距:0.2m;主楞梁采用:单钢管φ48.3×3.6;钢管均按φ48.3×3.6 计算。
荷载参数:
永久荷载
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
值:楼板厚度:0.12m;新浇筑砼自重(G2k):24kN/m3;钢筋自重(G3k): 1.1kN/m3 ;模板与小楞自重(G1k):0.35kN/m2 。
可变荷载标准值:施工人员及设备荷载(Q1k),当计算面板和直接支承面板的次楞梁时,均布荷载取:2.5kN/m2,再用集中荷载 2.5kN进行验算,比较两者所得的弯矩取其大值。当计算直接支承次楞梁的主楞梁时,均布荷载标准值取 1.5kN/m2 ,当计算支架立柱时,均布荷载标准值取 1kN/m2 。振捣砼时荷载标准值(Q2k):2kN/m2。
三、模板面板计算
面板采用竹胶合板,厚度为12mm,按简支跨计算,验算跨中最不利抗弯强度和挠度。取单位宽度1m的面板作为计算单元。
面板的截面抵抗矩W= 100×1.2×1.2/6=24.000cm3;
面板的截面惯性矩I= 100×1.2×1.2×1.2/12=14.400cm4;
1、强度验算
(1)计算时两端按简支板考虑,其计算跨度取支承面板的次楞间距,L=0.2m。
(2)荷载计算
取均布荷载或集中荷载两种作用效应考虑,计算结果取其大值。
均布线荷载设计值为:
q1=0.9×[1.2×(24000×0.2+1100×0.2+350)+1.4×2500]×1=8950N/m
q1=0.9×[1.35×(24000×0.2+1100×0.2+350)+1.4×0.7×2500]×1= 8730N/m
根据以上两者比较应取q1= 8950N/m作为设计依据。
集中荷载设计值:
模板自重线荷载设计值q2=0.9×1×1.2×350=378 N/m
跨中集中荷载设计值 P=0.9×1.4×2500= 3150N
(3)强度验算
施工荷载为均布线荷载:
施工荷载为集中荷载:
取Mmax=159.39N·m为验算强度。
面板抗弯强度设计值f=35N/mm2;
面板强度满足要求。
2、挠度验算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,故其作用效应的线荷载计算如下:
q = 1×(24000×0.2+1100×0.2+350)=5370N/m=5.370N/mm;
面板最大容许挠度值: 200.0/250=0.8mm
面板弹性模量: E = 9000N/mm2
满足要求。
四、次楞方木验算
次楞采用方木,宽度60mm,高度80mm,间距0.2m,截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:
截面抵抗矩W=6.0×8.0×8.0/6=64.00cm3;
截面惯性矩I=6.0×8.0×8.0×8.0/12=256.00cm4;
1、抗弯强度验算
(1)次楞按简支梁计算,其计算跨度取主楞排矩即立杆横距,L=1m。
(2)荷载计算
取均布荷载或集中荷载两种作用效应考虑,计算结果取其大值。
均布线荷载设计值为:
q1=0.9×[1.2×(24000×0.2+1100×0.2+350)+1.4×2500]×0.2=1790N/m
q1=0.9×[1.35×(24000×0.2+1100×0.2+350)+1.4×0.7×2500]×0.2= 1746N/m
根据以上两者比较应取q1= 1790N/m作为设计依据。
集中荷载设计值:
模板自重线荷载设计值q2=0.9×0.2×1.2×350=76 N/m
跨中集中荷载设计值 P=0.9×1.4×2500= 3150N
(3)强度验算
施工荷载为均布线荷载:
M1= 0.125q1l2=0.125×1790×1=223.75N·m
施工荷载为集中荷载:
M2= 0.125q2l2+0.25Pl=0.125×76×12+0.25×3150×1=797.00N·m
取Mmax=797.00N·m为验算强度。
木材抗弯强度设计值f=17N/mm2;
次楞抗弯强度满足要求。
2、抗剪强度验算
施工荷载为均布线荷载时:
V1=0.5q1l=0.5×1790×1=895.000N
施工荷载为集中荷载:
V2= 0.5q2l+0.5P=0.5×76×1+0.5×3150=1613.000N
取V=1613.000N验算强度。
木材顺纹抗剪强度设计值fv=1.7N/mm2;
抗剪强度按下式计算:
次楞抗剪强度满足要求。
3、挠度验算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,故其作用效应的线荷载计算如下:
q = 0.2×(24000×0.2+1100×0.2+350)=1074N/m=1.074N/mm;
次楞最大容许挠度值:1000/250=4.0mm;
次楞弹性模量: E = 10000N/mm2
满足要求。
五、主楞验算
主楞采用:单钢管φ48.3×3.6
截面抵抗矩W=5.26cm3;
截面惯性矩I=12.71cm4;(采用《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
表
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B.0.1 钢管截面几何特性)
1、强度验算
当进行主楞强度验算时,施工人员及设备均布荷载取 1.5kN/mm2。
首先计算次楞作用在主楞上的集中力 P。
作用在次楞上的均布线荷载设计值为:
q1=0.9×[1.2×(24000×0.2+1100×0.2+350)+1.4×1500]×0.2=1538N/m
q1=0.9×[1.35×(24000×0.2+1100×0.2+350)+1.4×0.7×1500]×0.2= 1570N/m
根据以上两者比较应取q1= 1570N/m作为设计依据。
次楞最大支座力=1q1l=1×1570×1/1000=1.570kN。
次楞作用集中荷载 P=1.570kN,进行最不利荷载布置如下图:
计算简图(kN)
弯矩图(N.m)
最大弯矩 Mmax=0.801kN.m;
主楞的抗弯强度设计值f=215N/mm2
主楞抗弯强度满足要求。
3、挠度验算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值。
首先计算次楞作用在主楞上的集中荷载 P。
作用在次楞上的均布线荷载设计值为:
q = 0.2×(24000×0.2+1100×0.2+350)=1074N/m=1.074N/mm;
次楞最大支座力=1q1l=1×1.074×1=1.074kN
以此值作为次楞作用在主楞上的集中荷载 P,经计算,主梁最大变形值 V=1.693mm。
主梁的最大容许挠度值:1000/150=6.7mm,
最大变形 Vmax =1.693mm < 6.7mm
满足要求。
六、扣件式钢管立柱计算
1、 轴向力计算
(每米立杆承受结构自重0.12KN/m)
0.9×{1.2×[0.12×4.8+(24×0.2+1.1×0.2+0.35)×1×1]+1.4×1×1×1}=8.356kN
根据上述计算结果取N=8.356kN作为设计依据。
2、立柱稳定性验算
立柱的稳定性计算公式:
N ---- 轴心压力设计值(kN) :N=8.356kN
φ---- 轴心受压稳定系数,由长细比λ=Lo/i 查表得到
L0 --- 立杆计算长度(m),取纵横向水平拉杆的最大步距,L0=1.5m
i ---- 立柱的截面回转半径(cm) ,i=1.59cm
A ---- 立柱截面面积(cm2),A=5.06cm2
f ---- 钢材抗压强度设计值N/mm2,f= 205N/mm2
立柱长细比计算:
λ=Lo/i=150.0/1.59=94 <150,长细比满足要求!。
按照长细比查表得到轴心受压立柱的稳定系数φ=0.594;
立柱稳定性满足要求。
七、立柱底承载力验算
1、上部立柱传至垫木顶面的轴向力设计值 N=8.356kN
2、垫木底面面积 A
垫木作用长度 1m,垫木宽度 0.3m,垫木面积A=1×0.3=0.3m2
3、地基土为素填土,其承载力设计值fak= 80kN/m2
立柱垫木地基土承载力折减系数mf= 0.4
4、验算地基承载力
立柱底垫木的底面平均压力:
满足要求。
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