1、基本参数
车行地通道施工分段长度按9m,模板支架搭设高度为4.9m;人行地通道施工分段长度为17m,模板支架搭设高度为3.6m。
模板:底板采用组合钢模板,墙体及顶模采用标准P6015定型钢模板,横向安装,模板尺寸600×1500×55mm,钢板厚度5mm。
横向水平杆:采用φ48mm×3.5mm钢管,间距800mm,步距800mm。
纵向水平杆:采用φ48mm×3.5mm钢管,间距800mm,步距1200mm。
立杆:采用φ48mm×3.5mm钢管,横向及纵向间距800mm。
扣件:采用可锻铸铁制作,符合国标GB 15831标准。
立杆、水平杆和斜撑接长方式:采用对接扣件连接。
2、荷载计算
根据荷载组合,侧墙模板荷载包括新浇筑混凝土对模板侧面的压力和倾倒混凝土时产生的荷载。
(1)新浇筑混凝土对模板侧面的压力:
侧模受到新浇砼的最大侧压力按公式(1)和公式(2)计算,取较小值:
F1=0.22γctβ1β2V1/2 (1)
模板支架专项方案
F1=γcH (2)
其中 γc—— 混凝土的重力密度,取25.0kN/m3;
t —— 新浇混凝土的初凝时间(h),按200/(T+15),T为砼入模温度,取25℃,t=5h;
V —— 混凝土的浇筑速度,取2.0m/h;
H —— 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取施工段高度5.0m;
β1—— 外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.00,掺外加剂时取1.20,按不掺外加剂;
β2—— 混凝土坍落度影响修正系数,当坍落度小于30mm时取0.85、坍落度50-90mm时取1.0、坍落度110-150mm时取1.15,按坍落度120mm取1.15。
按公式(1),Fy=0.22×25.00×5.00×1.00×1.15×2.01/2=44.72kN/m2
按公式(2),Fy=25.0×5=125.0kN/m2
取Fy=44.72kN/m2
(2)倾倒混凝土时产生的荷载:
考虑采用泵车泵送砼入模,泵送砼产生的荷载标准值按下式计算:
Fb=10Q(Q/D2+2h1/2)。
1
模板支架专项方案
式中:Q-单位时间内平均泵送砼数量,取60m3/h=0.017m3/s。
D-泵车输送管内径,取0.125m。
h-砼输送管出料口距离模板面的垂直高度,取1.5m。
则
Fb=10×0.017(0.017/0.1252+2×1.51/2)=0.60 kN/m2
根据以上荷载计算,验算侧模板支架强度和刚度时,荷载设计值为:
强度验算荷载设计值:
F=γFy+γFb=1.2×44.72+1.4×0.60kN/m2=54.50kN/m2。
刚度验算荷载设计值:F=γFy=1.2×44.72kN/m2=53.66kN/m2。
模板:均布线荷载。模板宽度b取单块模板的一半宽度300mm。
强度荷载q=Fb=54.50×0.30=16.35kN/m
刚度荷载q=Fb=53.66×0.30=16.10kN/m
内楞:均布线荷载
强度荷载q=FL1=54.50×0.30=16.35kN/m
2
模板支架专项方案
刚度荷载q=FL1=53.66×0.30=16.10kN/m
外楞:集中荷载
强度荷载P=FL1L2=54.50×0.30×0.75=12.26kN
刚度荷载P=FL1L2=53.66×0.30×0.75=12.07kN
水平杆:集中荷载
强度荷载P=FL1L3=54.50×0.75×0.90=36.79kN
3、模板验算
(1)面板验算
根据内楞的分布,模板可按照均布荷载(q=17.67kN/m)下的两跨等跨(跨距800mm)连续梁来考虑和计算,计算简图如下:
3
模板支架专项方案
q
查表得均布荷载作用下的三等跨连续梁的特征系数:
KM=-0.125 KV=-0.625 KW=0.521
A、抗弯强度验算:
木模板的截面抵抗矩W=0.1667×104 mm3(查表)
M=KM·q·l2=0.125×17.67×8002=1.4×106 N·mm
式中:l-模板计算跨度,800mm
4
模板支架专项方案
σ=M/W=(1.4×106)/(0.636×104)=204N/mm2
Q235钢材的抗弯强度设计值fm=205N/mm2
计算值σ=181N/mm2<fm=205N/mm2,满足要求!
B、刚度验算
P3015钢模板的截面惯性矩:I=2.639×105 mm4(查表)
Q235钢材的弹性模量E=2.06×105 N/mm2(查表)
ω=( KW·q·l4)/(100·E·I)=( 0.521×16.10×7504)/(100×2.06×105×2.639×105)
=(2.654×1012)/(5.436×1012)=0.48mm
P3015钢模板的容许挠度按:[ω]=l/400计算,则:
[ω]=l/400=750/400=1.88mm
计算值ω=0.48mm=[ω]=1.88mm,满足要求!
(2)内楞验算
根据外楞的布置和受力形式,可将内楞作为一个由模板传来的均布荷载(q=16.35kN/m)作用下三等跨(跨距750mm)连续梁来考虑和计算,计算简图如下:
5
模板支架专项方案
查表得三等跨连续梁的特征系数为:
KM=-0.177 KV=-0.617 KW=0.990
A、抗弯强度验算
1根80×40×2.0方钢管的截面抵抗矩W=9.28×103 mm3(查表)
M=KM·q·l2=0.177×16.35×7502=1.628×106 N·mm
式中:l-内楞的计算跨度,750mm
σ=M/W=(1.628×106)/(9.28×103)=175N/mm2
Q235钢材的抗弯强度设计值fm=205N/mm2
计算值σ=175N/mm2<fm=205N/mm2,满足要求!
B、刚度验算
1根80×40×2.0方钢管的截面惯性矩I=37.13×104 mm3(查表)
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模板支架专项方案
Q235钢材的弹性模量E=2.06×105 N/mm2(查表)
ω=( KW·q·l4)/(100·E·I)
= ( 0.990×16.10×7504)/(100×2.06×105×37.13×104)
=(0.504×1013)/(0.765×1013)=0.66mm
式中:l-内楞的计算跨度,750mm
内楞的容许挠度按:[ω]=l/500计算,则:
[ω]=l/400=750/500=1.50mm
计算值ω=0.66mm<[ω]=1.50mm,满足要求!
(3)外楞验算
外楞受到内楞传来的集中荷载(P=12.26kN),根据外楞的受力形式,可作为一个集中荷载作用下的三等跨(跨距900mm)连续梁来考虑和计算,计算简图如下:
7
模板支架专项方案
查表得三等跨连续梁的特征系数为:
KM=0.2 KV=-1.311 KW=2.716
A、抗弯强度验算
1根100×50×3.0mm方钢管的截面抵抗矩W=22.42×103 mm3(查表)
M=KM·F·l=0.2×12260×900=3.1×106N·mm
式中:l-外楞的计算跨度,900mm
σ=M/(2W)=(3.1×106)/(22.42×103)=142N/mm2
Q235钢材的抗弯强度设计值fm=205N/mm2
计算值σ=142N/mm2<fm=205N/mm2,满足要求!
B、刚度验算
1根100×50×3.0mm方钢管的截面惯性矩I=112.12×104 mm3(查表)
Q235钢材的弹性模量E=2.06×105 N/mm2(查表)
ω=( KW·F·l3)/(100·E·I)=(2.716×12070×9003)/(100×2.06×105×112.12×104)
=(2.390×1013)/(2.310×1013)=1.04mm
8
模板支架专项方案
式中:l-外楞的计算跨度,900mm
钢管的容许挠度按:[ω]=l/400计算,则:
[ω]=l/400=900/400=2.25mm
计算值ω=1.04mm<[ω]=2.25mm,满足要求!
(1)立杆稳定性验算
计算参数:
钢管立杆截面面积:4mm2,惯性矩:12.19cm4 截面模量:5080mm3,回转半径:i=1.58ccm
荷载计算:模板及支架自重:0.5kn/m2
砼自重:15.0KN/m2
钢筋自重:0.17KN/m2
施工及振捣产生荷载:2KN/m2
总荷载:17.67KN/m2
9
模板支架专项方案
q
立杆的稳定性计算按下式:
(1.05·Nut)/(φ·A·KH)≤f
式中:
Nut—立杆的轴向荷载(N)
φ—轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ查表得到
λ—立杆的长细比,λ=l0/i
10
模板支架专项方案
i—立杆的截面回转半径 (mm) i = 15.8
A—立杆净截面面积(mm2) A = 4
KH—高度调整系数,支架超过4m时按下式计算:
KH=1/(1+0.005(H-4))
车行地道支架高度H=4.9.0m,带入求得
KH=1/(1+0.005(4.9-4))=0.997
f— 钢管立杆抗压强度设计值,f=205.00 N/mm2;
l0—立杆的计算长度 (m),按下式计算,取较大值:
l0= k1uh 或 l0= h+2a
h—立杆步距(mm),取800mm
k1— 计算长度附加系数,查表取值为1.243;
u— 计算长度系数,查表取值为1.720
a— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a =500mm;
计算得:l0= k1uh=1.243×1.720×800=1710mm
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模板支架专项方案
l0= h+2a=800+2×500=1800mm
取l0=1924mm
则λ=l0/i=1800/15.8=113.924
根据λ查表得φ=0.440
立杆的受压应力为:
σ=(1.05·Nut)/(φ·A·KH)
=(1.05×14136)/(0.440×4×0.997)
=69.19N/mm2
钢管立杆抗压强度设计值 f=205.0N/mm2;
计算值σ=69.19 N/mm2<f =205 N/mm2,满足要求!
(5)扣件抗滑移验算
因传给立杆的荷载采用可调顶托形式,不需要进行扣件的抗滑承载力验算。
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