高大支模架专项方案(专家论证) 下载本文

1、荷载计算

模板自重标准值:q1=0.30×0.80=0.24kN/m;

新浇混凝土自重标准值:q2=0.70×24.00×0.80=13.44kN/m; 梁钢筋自重标准值:q3=0.70×1.50×0.80=0.84kN/m; 施工人员及设备活荷载标准值:q4=1.00×0.80=0.80kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载标准值:q5=2.00×0.80=1.60kN/m。 底模的荷载设计值为:

q=1.35×(q1+q2+q3)+1.4×(q4+q5)=1.35×(0.24+13.44+0.84)+1.4×(0.80+1.60)=22.96kN/m; 2、抗弯强度验算

按以下公式进行面板抗弯强度验算: σ = M/W

梁底模板承受的最大弯矩计算公式如下: Mmax=0.1ql2=0.1×22.96×0.27×0.27=0.163kN·m; 支座反力R1=0.4ql=2.449 kN; R2=1.1ql=6.736 kN; R3= R2=1.1ql=6.736 kN; R4= R1=2.449 kN;

最大支座反力R=1.1ql=6.736 kN; σ = M/W=1.63×105/4.32×104=3.8N/mm2;

面板计算应力σ=3.8N/mm2 小于 梁底模面板的抗弯强度设计值 fm =15N/mm2,满足要求! 3、抗剪强度验算

面板承受的剪力为Q=3.674 kN,抗剪强度按照下面的公式计算: τ=3Q/(2bh)≤fv

τ =3×3.674×1000/(2×1000×18)=0.306N/mm2;

面板受剪应力计算值τ =0.31小于fv=1.40N/mm2,满足要求。 4、挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用荷载标准值,根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此梁底模板的变形计算如下:最大挠度计算公式如下:

ν=0.677qkl4/(100EI)≤[ν]=min(l/150,10)

其中,l--计算跨度(梁底支撑间距): l =266.67mm; 面板的最大挠度计算值:

ν = 0.677×14.52×266.674/(100×6000.00×3.89×105)=0.213mm; 面板的最大允许挠度值 [ν] = min(266.67/150,10)=1.78mm

面板的最大挠度计算值 ν =0.21mm 小于 面板的最大允许挠度值 [ν] = 1.78mm,满足要求!

三、梁底纵向支撑小楞的强度和刚度验算

本工程中,支撑小楞采用方木,方木的截面惯性矩 I 和截面抵抗矩W分别为: W=60.00×80.00×80.00/6 =6.40×104 mm3; I=60.00×80.00×80.00×80.00/12 = 2.56×106 mm4;

Page 29 of 70

1、荷载的计算

按照三跨连续梁计算,支撑小楞承受由面板支座反力传递的荷载。 q=6.736/0.800=8.419kN/m。 2、抗弯强度验算 σ = M/W

最大弯矩 M =0.1×8.419×0.802= 0.539 kN·m; 最大剪力 Q =0.617×8.419×0.80= 4.156kN;

最大受弯应力 σ = M / W = 5.39×105/6.40×104 = 8.419 N/mm2;

支撑小楞的最大应力计算值 σ = 8.419 N/mm2 小于支撑小楞的抗弯强度设计值fm=13.000 N/mm2,满足要求! 3、抗剪强度验算

截面最大抗剪强度必须满足: τ =3Q/(2bh)≤fv

支撑小楞的受剪应力值计算:

τ = 3×4.16×103/(2×60.00×80.00) = 1.299 N/mm2; 支撑小楞的抗剪强度设计值 fv =1.300N/mm2;

支撑小楞的受剪应力计算值 τ=1.299 N/mm2小于支撑小楞的抗剪强度设计值 fv= 1.30 N/mm2,满足要求! 4、挠度验算

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=min(l/150,10)

支撑小楞的最大挠度计算值 ν = 0.677×8.419×800.004/(100×12000.00×2.56×106)=0.760mm;

支撑小楞的最大挠度计算值 ν=0.760 mm小于支撑小楞的最大允许挠度 [v] =min(800.00/ 150,10) mm,满足要求!

四、梁底横向支撑钢管的强度验算

梁底横向支撑承受梁底木方传递的集中荷载。对支撑钢管的计算按照集中荷载作用下的简支梁进行计算。计算简图如下: 1 、荷载计算

梁底边支撑传递的集中力: P1=R1=2.449kN

梁底中间支撑传递的集中力:P2=R2=6.736kN

梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力:

P3=(0.900-0.800)/4×0.800×(1.2×0.160×24.000+1.4×1.000)+1.2×2×0.800×(0.700-0.160)×0.300=0.431kN

计算简图(kN)

Page 30 of 70

变形图(mm)

弯矩图(kN·m) 经过连续梁的计算得到: N1=N4=2.33 kN; N2=N3=7.297 kN;

最大弯矩Mmax=0.117 kN·m; 最大挠度计算值 νmax=0.031 mm;

最大受弯应力σ = M / W = 1.17×105/1.61×104 = 7.226 N/mm2;

梁底支撑小横杆的最大应力计算值 σ = 7.226 N/mm2 小于 梁底支撑小横杆的抗弯强度设计值 fm =205.000 N/mm2,满足要求!

梁底横向支撑小楞的最大挠度:ν =0.031 mm;

梁底支撑小横杆的最大挠度计算值 ν = 0.031 mm 小于 梁底支撑小横杆的最大允许挠度 [v] =min(316.67/ 150,10) mm,满足要求!

五、梁跨度纵向支撑钢管计算

梁底支撑纵向钢管只起构造作用,无需要计算。

六、扣件抗滑移的计算

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): 1.05R ≤ Rc 其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 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=7.297 kN; 1.05R < 8.00 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

七、组合风荷载时,立杆的稳定性计算

1、立杆荷载

根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值Nut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,最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,此值为F1 =7.297 kN ;

除此之外,根据《规程》条文说明4.2.1条,支架自重可以按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。故支架自重部分荷载可取为 F2=1.35×0.15×4.20=0.85kN;

通过相邻的承受板的荷载的扣件传递的荷载,此值包括模板自重和钢筋混凝土自重: F3=1.35×(0.80/2+(0.90-0.80)/2)×0.80×(0.30+24.00×0.16)=2.012 kN; 立杆受压荷载总设计值为:N =7.297+2.012+0.851=10.159 kN; 2、立杆稳定性验算 σ = 1.05Nut/(υAKH)≤f

υ-- 轴心受压立杆的稳定系数;

A -- 立杆的截面面积,按《规程》附录B采用;立杆净截面面积 (cm2): A = 4.24;

KH--高度调整系数,建筑物层高超过4m时,按《规程》 5.3.4采用;

Page 31 of 70

计算长度l0按下式计算的结果取大值: l0 = h+2a=1.80+2×0.30=2.400m; l0 = kμh=1.163×1.272×1.800=2.663m; 式中:h-支架立杆的步距,取1.8m;

a --模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度,取0.3m; μ -- 模板支架等效计算长度系数,参照《扣件式规程》附表D-1,μ =1.272; k -- 计算长度附加系数,取值为:1.163 ; 故l0取2.663m;

λ = l0/i = 2662.805 / 15.9 = 167 ; 查《规程》附录C得 υ= 0.253; KH=1/[1+0.005×(4.20-4)] = 0.999;

σ =1.05×N/(υAKH)=1.05×10.159×103/( 0.253×424.000×0.999)= 99.542 N/mm2;

立杆的受压强度计算值σ = 99.542 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f=205.000 N/mm2 ,满足要求。

八、组合风荷载时,立杆稳定性计算

1、立杆荷载

根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。由前面的计算可知: Nut=10.159kN;

风荷载标准值按照以下公式计算 经计算得到,风荷载标准值

wk =0.7μzμsWo= 0.7 ×0.45×0.74×0.355 = 0.083 kN/m2;

其中 w0 -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:w0 = 0.45 kN/m2; μz -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:μz= 0.74 ; μs -- 风荷载体型系数:取值为0.355; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为

Mw = 0.85 ×1.4wklah2/10 =0.850 ×1.4×0.083×0.8×1.82/10 = 0.026 kN·m; 2、立杆稳定性验算 σ =1.05Nut/(υAKH)+Mw/W≤f

σ =1.05×N/(υAKH)=1.05×10.159×103/( 0.253×424.000×1.00)+25524.226/4490.000= 105.226 N/mm2; 立杆的受压强度计算值σ = 105.226 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f=205.000 N/mm2 ,满足要求。

九、模板支架整体侧向力计算

1、根据《规程》4.2.10条,风荷载引起的计算单元立杆的附加轴力按线性分布确定,最大轴力N1表达式为: N1 =3FH/((m+1)Lb)

其中:F--作用在计算单元顶部模板上的水平力(N)。按照下面的公式计算: F =0.85AFWkla/(La)

AF--结构模板纵向挡风面积(mm2),本工程中AF=1.08×104×7.00×102=7.56×106mm2;

wk --风荷载标准值,对模板,风荷载体型系数μs取为1.0,wk =0.7μz×μs×w0=0.7×0.74×1.0×0.45=0.233kN/m2;

所以可以求出F=0.85×AF×wk×la/La=0.85×7.56×106×10-6×0.233×0.8/10.8×1000=110.956N。

H--模板支架计算高度。H=4.200 m。

m--计算单元附加轴力为压力的立杆数为:1根。

lb--模板支架的横向长度(m),此处取梁两侧立杆间距lb=0.900 m。 la --梁底立杆纵距(m),la=0.800 m。 La--梁计算长度(m),La=10.800 m。

综合以上参数,计算得N1=3×110.956×4200.000/((1+1)×900.000)=776.689N。

2、考虑风荷载产生的附加轴力,验算边梁和中间梁下立杆的稳定性,当考虑叠合效应时,按照下式重新计算:

Page 32 of 70