梁
本工程由金星房地产开发公司投资建设的金星湘江苑一期工程工程; 工程建设地点:衡阳市粤新路5号(原湖南叉车厂内),由浙江禾泽都林建筑规划设计有限公司设计,核工业衡阳第二地质工程勘察院地质勘察,衡阳市建设工程监理有限公司监理监理,核工业湖南衡阳华安建设工程有限公司组织施工;由谢鹏担任项目经理。
工程说明:本工程为金星湘江苑一期工程1~11楼、28、30、37、41、42#楼共16栋(3#地下车库、5#地下车库),建筑面积共约87617m2,其中多层13栋,小高层3栋。洋房基础为夯扩桩、预制管桩、独立柱基承台及砖砌条形基础,夯扩桩已分包。多层为框混结构, 地上6层、 地下1层,建筑高度:20.8m;标准层层高:3m ;小高层为框剪结构,地上18层、地下1层,建筑高度:55.5m;总建筑面积:87617平方米;总工期:480天。
高支撑架的计算依据《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。
梁段:6-8轴/T轴。
一、参数信息 1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度 B(m):0.30;梁截面高度 D(m):1.20;
混凝土板厚度(mm):100.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):1.00; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10;
立杆步距h(m):1.50;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.00; 梁支撑架搭设高度H(m):3.00;梁两侧立杆间距(m):0.60; 承重架支撑形式:梁底支撑小楞平行梁截面方向; 梁底增加承重立杆根数:0; 采用的钢管类型为Φ48×3.5;
立杆承重连接方式:双扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:0.80;
2.荷载参数
模板自重(kN/m2):0.35;钢筋自重(kN/m3):1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.5;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):18.0;
倾倒混凝土侧压力(kN/m2):2.0;振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0; 3.材料参数
木材品种:柏木;木材弹性模量E(N/mm2):10000.0; 木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):17.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.7;
面板类型:胶合面板;面板弹性模量E(N/mm2):9500.0; 面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0; 4.梁底模板参数
梁底模板支撑的间距(mm):300.0;面板厚度(mm):18.0; 5.梁侧模板参数
次楞间距(mm):200 ,主楞竖向根数:4; 主楞间距为:100mm,220mm,210mm; 穿梁螺栓水平间距(mm):300; 穿梁螺栓直径(mm):M12;
主楞龙骨材料:钢楞;截面类型为圆钢管48×3.5; 主楞合并根数:2; 次楞龙骨材料:钢楞
截面类型为圆形,直径100mm,壁厚5mm; 次楞合并根数:2; 二、梁模板荷载标准值计算 1.梁侧模板荷载
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
其中 γ -- 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t -- 新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
T -- 混凝土的入模温度,取20.000℃; V -- 混凝土的浇筑速度,取1.500m/h;
H -- 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取0.750m;
β1-- 外加剂影响修正系数,取1.200; β2-- 混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F; 分别计算得 50.994 kN/m2、18.000 kN/m2,取较小值18.000 kN/m2
作为本工程计算荷载。
三、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。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
面板计算简图(单位:mm) 1.强度计算
跨中弯矩计算公式如下:
其中,W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 100×2.1×2.1/6=73.5cm3; M -- 面板的最大弯距(N·mm); σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2) [f] -- 面板的抗弯强度设计值(N/mm2); 按以下公式计算面板跨中弯矩:
其中 ,q -- 作用在模板上的侧压力,包括: 新浇混凝土侧压力设计值: q1= 1.2×1×18×0.9=19.44kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×1×2×0.9=2.52kN/m; q = q1+q2 = 19.440+2.520 = 21.960 kN/m; 计算跨度(内楞间距): l = 200mm;
面板的最大弯距 M= 0.125×21.96×2002 = 1.10×105N·mm; 经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 1.10×105 / 7.35×104=1.494N/mm2;
面板的抗弯强度设计值: [f] = 13N/mm2;
面板的受弯应力计算值 σ =1.494N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q=21.96N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 200mm; E--面板材质的弹性模量: E = 9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 100×1.8×1.8×1.8/12=48.6cm4; 面板的最大挠度计算值: ν= 5×21.96×2004/(384×9500×4.86×105) = 0.099 mm;
面板的最大容许挠度值:[ν] = l/250 =200/250 = 0.8mm;
面板的最大挠度计算值 ν=0.099mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ν]=0.8mm,满足要求!
四、梁侧模板内外楞的计算 1.内楞计算
内楞(木或钢)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。
本工程中,内龙骨采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 截面类型为圆形,截面直径100mm,截面壁厚5mm; 内钢楞截面抵抗矩 W = 67.5cm3; 内钢楞截面惯性矩 I = 337.46cm4;
内楞计算简图 (1).内楞强度验算 强度验算计算公式如下:
其中, σ -- 内楞弯曲应力计算值(N/mm2); M -- 内楞的最大弯距(N·mm); W -- 内楞的净截面抵抗矩; [f] -- 内楞的强度设计值(N/mm2)。 按以下公式计算内楞跨中弯矩: 其中,作用在内楞的荷载,q = (1.2×18×0.9+1.4×2×0.9)×1=21.96kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距): l = 177mm;
内楞的最大弯距: M=0.101×21.96×176.672= 6.92×104N·mm; 最大支座力:R=1.1×21.96×0.177=4.831 kN;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 6.92×104/6.75×104 = 1.026 N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值: [f] = 205N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值 σ = 1.026 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
(2).内楞的挠度验算
其中 l--计算跨度(外楞间距):l = 500mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:q=21.96 N/mm; E -- 内楞的弹性模量: 206000N/mm2; I -- 内楞的截面惯性矩:I = 3.37×106mm4; 内楞的最大挠度计算值: ν=
0.677×21.96×5004/(100×206000×3.37×106) = 0.013 mm;
内楞的最大容许挠度值: [ν] = 500/400=1.25mm;
内楞的最大挠度计算值 ν=0.013mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ν]=1.25mm,满足要求!
2.外楞计算
外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力,取内楞的最大支座力4.831kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,外龙骨采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 截面类型为圆钢管48×3.5; 外钢楞截面抵抗矩 W = 10.16cm3; 外钢楞截面惯性矩 I = 24.38cm4; (1).外楞抗弯强度验算
其中 σ -- 外楞受弯应力计算值(N/mm2)
M -- 外楞的最大弯距(N·mm); W -- 外楞的净截面抵抗矩; [f] --外楞的强度设计值(N/mm2)。
根据三跨连续梁算法求得最大的弯矩为M=F×a=1.318 kN·m; 其中,F=1/4×q×h=6.588,h为梁高为1.2m,a为次楞间距为200mm; 经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 1.32×106/1.02×104 = 129.685 N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205N/mm2;
外楞的受弯应力计算值 σ =129.685N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
(2).外楞的挠度验算
其中E-外楞的弹性模量:206000N/mm2; F--作用在外楞上的集中力标准值:F=6.588kN; l--计算跨度:l=300mm;
I-外楞的截面惯性矩:I=243800mm4; 外楞的最大挠度计算值:
ν=1.615×6588.000×300.003/(100×206000.000×243800.000)=0.057mm;
根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.057 mm 外楞的最大容许挠度值: [ν] = 300/400=0.75mm;
外楞的最大挠度计算值 ν=0.057mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ν]=0.75mm,满足要求!
五、穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
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170 N/mm2; 查表得:
穿梁螺栓的直径: 12 mm; 穿梁螺栓有效直径: 9.85 mm; 穿梁螺栓有效面积: A= 76 mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力: N =(1.2×18+1.4×2)×0.5×0.575 =7.015 kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170×76/1000 = 12.92 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力 N=7.015kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=12.92kN,满足要求!
六、梁底模板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 300×18×18/6 = 1.62×104mm3; I = 300×18×18×18/12 = 1.46×105mm4;
1.抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中, σ -- 梁底模板的弯曲应力计算值(N/mm2); M -- 计算的最大弯矩 (kN·m);
l--计算跨度(梁底支撑间距): l =300.00mm; q -- 作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN/m); 新浇混凝土及钢筋荷载设计值:
q1: 1.2×(24.00+1.50)×0.30×1.20×0.90=9.91kN/m; 模板结构自重荷载:
q2:1.2×0.35×0.30×0.90=0.11kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载设计值: q3: 1.4×2.00×0.30×0.90=0.76kN/m;
q = q1 + q2 + q3=9.91+0.11+0.76=10.78kN/m; 跨中弯矩计算公式如下:
Mmax = 0.10×10.784×0.32=0.097kN·m; σ =0.097×106/1.62×104=5.991N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =5.991 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:
q =((24.0+1.50)×1.200+0.35)×0.30= 9.29KN/m; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =300.00mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值:[ν] =300.00/250 = 1.200mm; 面板的最大挠度计算值: ν=
0.677×9.285×3004/(100×9500×1.46×105)=0.368mm;
面板的最大挠度计算值: ν=0.368mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ν] = 300 / 250 = 1.2mm,满足要求!
七、梁底支撑钢管的计算 1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN):
q1= (24+1.5)×0.3×1.2×0.3=2.754 kN; (2)模板的自重荷载(kN):
q2 = 0.35×0.3×(2×1.2+0.3) =0.283 kN;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值 P1 = (2.5+2)×0.3×0.3=0.405 kN; 2.木方楞的传递均布荷载验算:
q = (1.2×(2.754×0.283)+1.4×0.405)/0.3=14.04 kN/m; 3.支撑钢管的强度验算:
按照均布荷载作用下的简支梁计算 均布荷载,q=14.04 kN/m;
弯矩图(kN·m)
剪力图(kN)
变形图(mm) 钢管的支座力N1=N3=2.106 KN;
钢管最大应力计算值 : σ=0.474×106 /5080=93.278 N/mm2; 钢管最大剪力计算值 : T=2×2.106×103/4.52×100=9.319N/mm2; 钢管的最大挠度:ω=0.626 mm;
钢管的允许挠度: [ν]=600.000/250=2.400 mm;
钢管最大应力计算值 93.278 N/mm2 小于 钢管抗弯强度设计值 [f]=205.000 N/mm2,满足要求!
钢管受剪应力计算值 9.319 N/mm2 小于 钢管抗剪强度设计值 [T]=120.000 N/mm2,满足要求!
钢管的最大挠度 ν=0.626 mm 小于 钢管的最大允许挠度 [ν]=2.400 mm,满足要求!
八、梁底纵向钢管计算
作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。
1.梁两侧支撑钢管的强度计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P= 2.106 KN.
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.709 kN·m ; 最大变形 Vmax = 1.812 mm ;
最大支座力 Rmax = 7.659 kN ;
最大应力 σ= 0.709×106 /(5.08×103 )=139.554 N/mm2; 支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 139.554 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度Vmax=1.812mm小于1000/150与10 mm,满足要求!
九、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN;
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到 R=0 kN; R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 十、立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式 1.梁两侧立杆稳定性验算:
其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括:
纵向钢管的最大支座反力: N1 =7.659 kN ; 脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×3=0.465 kN; 楼板的混凝土模板的自重:
N3=1.2×(1.00/2+(0.60-0.30)/2)×1.00×0.35=0.273 kN;
楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=1.2×(1.00/2+(0.60-0.30)/2)×1.00×0.100×(1.50+24.00)=1.989 kN;
N =7.659+0.465+0.273+1.989=10.386 kN;
υ-- 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 = 1.58; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.89; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 5.08; σ -- 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/mm2); [f] -- 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);
参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh k1 -- 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 =1.7; 上式的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.7×1.5 = 2.945 m; Lo/i = 2945.25 / 15.8 = 186 ;
由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数υ= 0.207 ;
钢管立杆受压应力计算值 ;σ=10385.777/(0.207×489) = 102.603 N/mm2;
钢管立杆稳定性计算 σ = 102.603 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
柱模板的计算依据《建筑施工手册》第四版、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
柱模板的背部支撑由两层(木楞或钢楞)组成,第一层为直接支撑模板的竖楞,用以支撑混凝土对模板的侧压力;第二层为支撑竖楞的柱箍,用以支撑竖楞所受的压力;柱箍之间用对拉螺栓相互拉接,形成一个完整的柱模板支撑体系。
柱模板设计示意图
柱截面宽度B(mm):900.00;柱截面高度H(mm):670.00;柱模板的总计算高度:H = 3.00m;
根据规范,当采用溜槽、串筒或导管时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2;
计算简图
一、参数信息 1.基本参数
柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:2;柱截面宽度B方向竖楞数目:4; 柱截面高度H方向对拉螺栓数目:2;柱截面高度H方向竖楞数目:4; 对拉螺栓直径(mm):M14; 2.柱箍信息
柱箍材料:钢楞;截面类型:矩形;
宽度(mm):80.00;高度(mm):100.00;壁厚(mm):5.00; 钢楞截面惯性矩I(cm4):241.42;钢楞截面抵抗矩W(cm3):48.28; 柱箍的间距(mm):300;柱箍合并根数:1;
3.竖楞信息
竖楞材料:钢楞;截面类型:矩形;
宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00;壁厚(mm):5.00;
钢楞截面惯性矩I(cm4):113.08;钢楞截面抵抗矩W(cm3):28.27; 竖楞合并根数:2; 4.面板参数
面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):25.00; 面板弹性模量(N/mm2):9500.00;面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;
面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50; 5.木方和钢楞
方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9500.00;
方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):1.50;
钢楞弹性模量E(N/mm2):210000.00;钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00;
二、柱模板荷载标准值计算
新浇混凝土侧压力标准值 F1=57.246kN/m2; 倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2 kN/m2。 三、柱模板面板的计算
模板结构构件中的面板属于受弯构件,按简支梁或连续梁计算。本工程中取柱截面宽度B方向和H方向中竖楞间距最大的面板作为验算对象,进行强度、刚度计算。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
由前述参数信息可知,柱截面宽度B方向竖楞间距最大,为l= 280 mm,且竖楞数为 4,面板为大于 3 跨,因此对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的三跨连续梁进行计算。
面板计算简图 1.面板抗弯强度验算
对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的三跨连续梁用下式计算最大跨中弯距:
其中, M--面板计算最大弯距(N·mm); l--计算跨度(竖楞间距): l =280.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×57.25×0.30×0.90=18.548kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.30×0.90=0.756kN/m;
式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。 q = q1 + q2 =18.548+0.756=19.304 kN/m;
面板的最大弯距:M =0.1×19.304×280×280= 1.51×105N.mm; 面板最大应力按下式计算:
其中, σ --面板承受的应力(N/mm2); M --面板计算最大弯距(N·mm); W --面板的截面抵抗矩 :
b:面板截面宽度,h:面板截面厚度; W= 300×25.0×25.0/6=3.13×104 mm3;
f --面板的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000N/mm2; 面板的最大应力计算值: σ = M/W = 1.51×105 / 3.13×104 = 4.843N/mm2;
面板的最大应力计算值 σ =4.843N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [σ]=13N/mm2,满足要求!
2.面板抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下: 其中, ∨--面板计算最大剪力(N); l--计算跨度(竖楞间距): l =280.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×57.25×0.30×0.90=18.548kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×2.00×0.30×0.90=0.756kN/m;
式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。 q = q1 + q2 =18.548+0.756=19.304 kN/m; 面板的最大剪力:∨ = 0.6×19.304×280.0 = 3243.022N; 截面抗剪强度必须满足下式:
其中, τ --面板承受的剪应力(N/mm2);
∨--面板计算最大剪力(N):∨ = 3243.022N; b--构件的截面宽度(mm):b = 300mm ; hn--面板厚度(mm):hn = 25.0mm ;
fv---面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 13.000 N/mm2; 面板截面受剪应力计算值: τ =3×3243.022/(2×300×25.0)=0.649N/mm2;
面板截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
面板截面的受剪应力 τ =0.649N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.面板挠度验算
最大挠度按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m): q = 57.25×0.30=17.17 kN/m;
ν--面板最大挠度(mm);
l--计算跨度(竖楞间距): l =280.0mm ;
E--面板弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ; I--面板截面的惯性矩(mm4);
I= 300×25.0×25.0×25.0/12 = 3.91×105 mm4; 面板最大容许挠度: [ν] = 280 / 250 = 1.12 mm; 面板的最大挠度计算值: ν=
0.677×17.17×280.04/(100×9500.0×3.91×105) = 0.193 mm;
面板的最大挠度计算值 ν =0.193mm 小于 面板最大容许挠度设计值 [ν]= 1.12mm,满足要求!
四、竖楞方木的计算
模板结构构件中的竖楞(小楞)属于受弯构件,按连续梁计算。 本工程柱高度为3.0m,柱箍间距为300mm,竖楞为大于 3 跨,因此按均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,竖楞采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 截面类型为矩形,宽度60mm,高度80mm,壁厚为5mm; 内钢楞截面抵抗矩 W = 28.27cm3; 内钢楞截面惯性矩 I = 113.08cm4;
竖楞方木计算简图 1.抗弯强度验算
支座最大弯矩计算公式:
其中, M--竖楞计算最大弯距(N·mm); l--计算跨度(柱箍间距): l =300.0mm; q--作用在竖楞上的线荷载,它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×57.25×0.28×0.90=17.311kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.28×0.90=0.706kN/m;
q = (17.311+0.706)/2=9.008 kN/m;
竖楞的最大弯距:M =0.1×9.008×300.0×300.0= 8.11×104N.mm;
其中, σ --竖楞承受的应力(N/mm2); M --竖楞计算最大弯距(N·mm);
W --竖楞的截面抵抗矩(mm3),W=2.83×104; f --竖楞的抗弯强度设计值(N/mm2); f=205.000N/mm2; 竖楞的最大应力计算值: σ = M/W = 8.11×104/2.83×104 =
2.868N/mm2;
竖楞的最大应力计算值 σ =2.868N/mm2 小于 竖楞的抗弯强度设计值 [σ]=205N/mm2,满足要求!
2.抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
其中, ∨--竖楞计算最大剪力(N); l--计算跨度(柱箍间距): l =300.0mm; q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×57.25×0.28×0.90=17.311kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.28×0.90=0.706kN/m;
q = (17.311+0.706)/2=9.008 kN/m; 竖楞的最大剪力:∨ = 0.6×9.008×300.0 = 1621.511N; 截面抗剪强度必须满足下式:
其中, τ --竖楞截面最大受剪应力(N/mm2); ∨--竖楞计算最大剪力(N):∨ = 1621.511N; b--竖楞的截面宽度(mm):b = 60.0mm ; hn--竖楞的截面高度(mm):hn = 80.0mm ;
fv--竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2; 竖楞截面最大受剪应力计算值: τ
=3×1621.511/(2×60.0×80.0)=0.507N/mm2;
竖楞截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值 τ =0.507N/mm2 小于 竖楞截面抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度按三跨连续梁计算,公式如下:
其中,q--作用在竖楞上的线荷载(kN/m): q =57.25×0.28 = 16.03 kN/m;
ν--竖楞最大挠度(mm);
l--计算跨度(柱箍间距): l =300.0mm ;
E--竖楞弹性模量(N/mm2):E = 210000.00 N/mm2 ; I--竖楞截面的惯性矩(mm4),I=1.13×106; 竖楞最大容许挠度: [ν] = 300/400 = 1.2mm; 竖楞的最大挠度计算值: ν=
0.677×16.03×300.04/(100×210000.0×1.13×106) = 0.004 mm;
竖楞的最大挠度计算值 ν=0.004mm 小于 竖楞最大容许挠度 [ν]=1.2mm ,满足要求!
五、B方向柱箍的计算
本算例中,柱箍采用钢楞,截面类型为矩形,宽度80mm,高度100mm,壁厚为5mm;
截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 钢柱箍截面抵抗矩 W = 48.28 cm3;
钢柱箍截面惯性矩 I = 241.42 cm4;
柱箍为大于 3 跨,按集中荷载三跨连续梁计算(附计算简图):
B方向柱箍计算简图
其中 P - -竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN); P = (1.2 ×57.25×0.9 + 1.4 ×2×0.9)×0.28 × 0.3/1 = 5.41 kN;
B方向柱箍剪力图(kN)
最大支座力: N = 6.589 kN;
B方向柱箍弯矩图(kN·m) 最大弯矩: M = 0.213 kN.m;
B方向柱箍变形图(mm) 最大变形: V = 0.005 mm; 1. 柱箍抗弯强度验算
柱箍截面抗弯强度验算公式
其中 ,柱箍杆件的最大弯矩设计值: M = 0.21 kN.m; 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩: W = 48.28 cm3; B边柱箍的最大应力计算值: σ = 4.19 N/mm2; 柱箍的抗弯强度设计值: [f] = 205 N/mm2;
B边柱箍的最大应力计算值 σ =4.19N/mm2 小于 柱箍的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
2. 柱箍挠度验算
经过计算得到: ν= 0.005 mm;
柱箍最大容许挠度:[ν] = 300 / 250 = 1.2 mm; 柱箍的最大挠度 ν=0.005mm 小于 柱箍最大容许挠度 [ν]=1.2mm,满足要求!
六、B方向对拉螺栓的计算 计算公式如下:
其中 N -- 对拉螺栓所受的拉力;
A -- 对拉螺栓有效面积 (mm2);
f -- 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2; 查表得:
对拉螺栓的型号: M14 ;
对拉螺栓的有效直径: 11.55 mm; 对拉螺栓的有效面积: A= 105 mm2; 对拉螺栓所受的最大拉力: N = 6.589 kN。
对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.05×10-4 = 17.85 kN; 对拉螺栓所受的最大拉力 N=6.589kN 小于 对拉螺栓最大容许拉力值 [N]=17.85kN,对拉螺栓强度验算满足要求!
七、H方向柱箍的计算
本工程中,柱箍采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 本工程中,柱箍采用钢楞,截面类型为矩形,宽度80mm,高度100mm,壁厚为5mm;
截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 钢柱箍截面抵抗矩 W = 48.28cm3; 钢柱箍截面惯性矩 I = 2414.2cm4;
柱箍为大于 3 跨,按三跨连续梁计算(附计算简图):
H方向柱箍计算简图
其中 P -- 竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN); P = (1.2×57.25×0.9+1.4×2×0.9)×0.203 ×0.3/1 = 3.92 kN;
H方向柱箍剪力图(kN)
最大支座力: N = 4.967 kN;
H方向柱箍弯矩图(kN·m) 最大弯矩: M = 0.128 kN.m;
H方向柱箍变形图(mm) 最大变形: V = 0.002 mm; 1.柱箍抗弯强度验算
柱箍截面抗弯强度验算公式:
其中, 柱箍杆件的最大弯矩设计值: M = 0.13 kN.m; 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩: W = 48.28 cm3; H边柱箍的最大应力计算值: σ = 2.516 N/mm2; 柱箍的抗弯强度设计值: [f] = 205 N/mm2;
H边柱箍的最大应力计算值 σ =2.516N/mm2 小于 柱箍的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
2. 柱箍挠度验算
经过计算得到: V = 0.002 mm;
柱箍最大容许挠度: [V] = 223.333 / 250 = 0.893 mm; 柱箍的最大挠度 V =0.002mm 小于 柱箍最大容许挠度 [V]=0.893mm,满足要求!
八、H方向对拉螺栓的计算 验算公式如下:
其中 N -- 对拉螺栓所受的拉力; A -- 对拉螺栓有效面积 (mm2);
f -- 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2; 查表得:
对拉螺栓的直径: M14 ; 对拉螺栓有效直径: 11.55 mm; 对拉螺栓有效面积: A= 105 mm2;
对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.05×10-4 = 17.85 kN;
对拉螺栓所受的最大拉力: N = 4.967 kN。
对拉螺栓所受的最大拉力: N=4.967kN 小于 [N]=17.85kN,对拉螺栓强度验算满足要求!
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容