您好,欢迎来到意榕旅游网。
搜索
您的当前位置:首页地下室结构模板施工专项方案3.15

地下室结构模板施工专项方案3.15

来源:意榕旅游网


目 录

一、工程概况

二、高排架搭设区域概况 三、模板支架设计 四、材料要求 五、排架搭设要求 六、排架使用要求 七、排架拆除要求 八、其它注意事项 九、应急预案 十、相关附图 附:计算书

附图:高排架、大梁排架搭设区域平面图

1

一、工程概况

1、施工工程概况

新建宝钢综合大楼位于宝山区牡丹江路以东,漠河路以北的交叉口。地下室为两层钢筋混凝土框架结构,长180.5m,宽60.9m。层高5.1m~5.3m,外墙厚600mm,地下二层板厚140mm(人防区为250mm),地下室顶板厚200mm,混凝土强度等级为C35,抗渗等级为S8。

2、本项目有关单位

建设单位: 宝钢集团有限公司 主体工程设计单位: 宝钢工程技术集团有限公司 民防工程设计单位: 上海地下空间研究设计总院有限公司 勘察单位: 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 监理单位: 上海宝钢建设监理有限公司 施工单位: 上海绿地建设(集团)有限公司

二、高排架搭设区域概况

本工程地下室两层,地下二层建筑面积11065m2,地下一层建筑面积11029m2,两层满堂脚手架搭设均超过4米,均属高排架搭设区域。地下室钢筋混凝土底板面标高为-10.450米,地下二层分人防区和非人防区,楼面标高均为-5.350米,地下一层顶板面标高不等,有-1.450m~-0.050m等。

板厚及梁设计参数详见下表:

2

部位 地下室二层 板厚 梁断面 250×650;350×800;350×800;300×800;500×1000;350×1200;250×600;250×700;250×500;250×450;200×500;200×400 非人防140mm 区 人防区 250mm 350×850;500×1000; 300×750;300×1000 地下室一顶板 层 200mm 350×800;350×750;350×2000;350×1650;350×1000;500×1300;500×950;300×700;250×800;250×700;250×650;250×600;200×500;200×400 三、 模板支架设计

立杆:支撑架立杆均采用Ф48×3.0mm钢管,竖向钢管单根无接长,梁底支撑扣件均为双扣件,立杆间距按顶板厚度分两种,板厚140mm区域梁跨方向为950mm;板厚200mm及以上区域梁跨方向为750mm,两侧排架距梁外侧150mm。梁宽小于350mm梁底中间不加支撑立杆,梁宽为350mm梁底中间加设一排支撑立杆,梁宽为500mm梁底中间加设二排支撑立杆,梁高度大于1000mm梁立杆顺梁跨方向中间加密。

3

板支撑架设计:板厚为140mm,立杆纵横间距均小于或等于950mm;板厚为200mm、250mm,立杆纵横间距均小于或等于750mm。

扫地杆:在二层结构离地下室底板面200mm设双向扫地杆;地下一层结构在二层楼面以上200mm处设置双向扫地杆。

水平杆:水平杆为Ф48×3.0mm钢管,步距为1.5m。水平杆纵横向间距同立杆间距,板底木楞下纵横向设水平杆支撑,梁底模板次楞木方下为与梁断面垂直的承重钢管横杆,横杆间距同梁底立杆。

剪刀撑:水平剪刀撑的设置在扫地杆处设置一道,在梁底下300mm区域设置一道。在支撑架四周均设竖向剪刀撑,纵横向剪刀撑在主梁两侧或中间必须设置,在板底中间纵横向设置一道竖向剪刀撑。

高排架基础:由于地下二层排架基础为钢筋混凝土大底板上,无需加固,而一层脚手架落在地下二层楼面上,故也无需加固,但需保留下层楼层排架。

由于局部有梁高超过1000mm高度,该部分梁均应采取加固措施。即:梁底次楞间距为@100,顺梁跨立杆间距为不大于400mm,水平受力横杆间距同立杆间距,梁两侧均设置一道竖向剪刀撑。另:混凝土浇筑过程中,该梁混凝土先浇筑一半高,待初凝后终凝前浇筑上部混凝土,并保证上部板混凝土浇筑的连续性,防止出现冷缝。

四、 材料要求

钢管:采用Ø48×3.0脚手管(现场采用钢管壁厚不得小于3mm,计算按3mm钢管壁厚计算)

4

扣件:采用可锻铸铁制作的直角、旋转和对接扣件,但支撑系统立柱不得搭接。

上述材料进入施工现场后,应提供相应的检测报告,并应按规范要求组织验收,合格后方可使用。尤其注意的是:① 不得采用严重锈蚀、薄壁、弯曲、有裂缝的钢管。钢管上严禁打孔;② 旧扣件使用前应进行外观质量检查,严重锈蚀、有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换。

五、 排架搭设要求

搭设顺序:弹线→立杆→横向水平杆→纵向水平杆→剪刀撑,再循环进行立杆、水平杆、剪刀撑施工至顶部→搁栅。

弹线立排架。根据设计向木工进行技术交底,由木工根据排架方案弹出立杆分隔线。

扣件使用要求:立杆与水平杆(牵杠、扫地杆)、搁栅连接采用直角扣件;该项目立杆应租赁相应长度钢管,不得采用接长方式;剪刀撑的接长以及与立杆的连接采用旋转扣件。

立杆的垂直偏差不大于1/200架高,排架立柱下必须设置垫木。

排架扣件的拧固力矩控制在40—65N.m,由质量员对扣件拧固力进行抽查。

剪刀撑应随立杆、水平杆等同步搭设。楼层高排架随非高排架同步搭设,并与周边排架牵杠贯通。每搭完一步排架后应按构造要求校正步距、纵距、横距及立杆垂直度。

剪刀撑的位置从梁及楼板支架两端开始,沿竖向全高连续设置。剪刀撑的斜杆设在立杆的外侧与横杆成45°~60°夹角。

5

为保证架子的稳定性,搭设剪刀撑时将斜杆间隔扣在立杆上和水平杆的伸出部分,剪刀撑的脚部顶架在支承面上。

排架在搭设过程中不得随意改变架体构造设计、减少杆配件和对立杆间距随意放大。

搭设过程中,在局部搭设区设置脚手板或竹笆供人操作。立杆固定以后,首先在上部临时设置一根水平杆用于系扣安全带。

六、 排架使用要求

施工过程中,应对以下项目经常检查:①杆件的设置和连接、支撑等构造是否符合构造要求;②立杆是否有松动现象。

混凝土浇筑顺序尽量做到对称施工,禁止大面积一侧向另一侧浇筑施工。

混凝土浇筑过程中,严格控制混凝土倾倒高度(不大于400mm),并及时将泵管口起堆的混凝土推平,严禁任何大冲击荷载作用在排架上。

混凝土浇筑过程中,安排专人对模板支撑系统进行监护,发现松动、变形等现象,必须立即停止浇筑并落实相应的加固措施。

架体搭设完成后,项目部应对照方案组织验收,确认合格挂牌,方可允许下道工续施工。现场作业人员不得擅自拆除或移动架体上任一杆件,确须临时拆除或移动,应与项目部相关人员联系,协商解决。架体上严禁堆放多余物料。

七、 排架拆除要求

高排架拆除必须满足如下先决条件,即该部分楼面板混凝土同等养护试块强度达到设计强度的100%,经技术负责人确认,报

6

监批复同意方可拆除。

排架拆除前,应作全面的检查加固,拆除时设置警戒区,并指派专人负责警戒。

排架拆除采取边拆模板边拆排架的方法,严禁先将排架顶部大面积拆除后再拆模板的方法。拆除的模板不得堆于架体上。

拆除严格按搭设的逆顺序进行,做到一步一清,严禁上下同时拆除,严禁高处抛物。分段拆除时的高差不大于2步,拆除的杆件、零配件及时运至地面,分类归堆,并妥善保管。

特别注意:该项目地下二层140mm厚楼板支撑体系拆除应在上部楼层混凝土浇筑后,强度达到50%以上方可开始拆除。

拆除时要统一指挥,上下呼应、动作协调,当解开与另一人有关的结扣时应先通知对方,防止坠落。拆除过程中不得中途换人,如必须换人,应向后者交底清楚后方可离开。

八、 其它注意事项:

搭拆脚手架操作人员必须按相关规定取得相应操作证书。 排架搭、拆前,以交底形式让搭设人员、监护人员、相关管理人员熟悉施工方案,明确搭设要领和要求,掌握《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)中的搭设流程、搭设要求、构造要求等。

在架体上作业时,必须佩带安全帽和安全带,不得进行单人作业。同时应注意保护自我和他人安全,避免发生碰撞闪失和落物,严禁在架体上嬉闹和坐在栏杆上休息。每日收工前应清理架面,任何情况下严禁自架体上向下抛掷物品。

吊运钢管须用专用的保险吊钩,钢管堆放平稳,严禁单点起

7

吊。

排架搭、拆过程中不得中途停止未完工序。

施工现场带电线路如无可靠的安全措施一律不准通过排架。 混凝土浇筑前,应安排架工检查扣件连接是否有松动等。浇筑过程中必须安排2人以上看模,并有充足照明。

九、 应急预案

1、高处坠落事故应急预案 (1)情况分析

当工程施工中发生高处坠落事故以后,为能迅速有效地开展抢救工作,最大限度降低员工及相关方生命安全风险。

(2)采取对策

成立应急响应指挥及协调工作。 组织机构

组长:项目经理; 成员:项目部管理人员 具体职责如下:

1)负责现场,任务是掌握了解事故情况,组织现场抢救。 2)负责联络,任务是根据指挥小组命令,及时布置现场抢救。 3)负责维持现场秩序,做好当事人、周围人员的问讯记录。 4)负责妥善处理善后工作,保持与当地相关上级部门的沟通。 (3)应急措施

1)迅速将伤员脱离危险场地,移至安全地带。

2)保持呼吸通畅,若发现窒息者,应及时解除其呼吸道梗塞和呼吸机能障碍,应立即解开伤员衣领,消除伤员口鼻、咽、喉

8

部的异物、血块、分泌物、呕吐物等。

3)有效止血,包扎伤口。

4)视其伤情采取报警直接送往医院,或等待简单处理后去医院检查。

5)伤员有骨折,关节伤、肢体挤压伤,大块软组织伤都要固定。

6)若伤员有断肢情况发生应尽量用干净的干布(灭菌敷料)包裹装入塑料袋内,随伤员一起转送。

7)预防感染、止痛,可以给伤员用抗生素和止痛剂。 8)记录伤情,现场救护人员应边抢救边记录伤员的受伤机制,受伤部位,受伤程度等第一手资料。

(4)应急物资

常备药品:消毒用品、急救物品、急救箱、担架、小夹板。 2、坍塌、倒塌事故应急准备与响应预案

1、事故发生后,现场应立即报告项目应急响应指挥部。 2、积极组织抢救伤员脱离危险区。

3、清除伤员口、鼻内泥土、凝血块、呕吐物等,将昏迷伤员舌头拉出,以防窒息。对呼吸、心跳停止的伤员以心脏复苏。并尽快送附近医院。

4、对坍塌、倒塌现场 进行加固、排水、降水等整改补救措施,在确保人员生命安全的前提下,组织恢复正常施工。

5、遵循“四不放过”原则对脚手架坍塌、倒塌事故原因组织相关单位人员进行分析,制定相应的整改措施。认真填写伤亡事

9

故报告表,上报公司质安部。

6、应急物资

常备药品:消毒用品,急救物品(绷带、无菌敷料)及常用小夹板、担架、止血袋、氧气袋。 3、触电事故应急预案 1、情况分析

当工程施工中发生触电事故以后,为能迅速有效地开展抢救工作,最大限度降低员工及相关方生命安全风险,特制定本预案。

2、触电事故应急措施

1)事故第一发现人应当机立断地尽可能地立即切断电源(关闭电路),也可用现场得到的绝缘材料等器材使触电人员脱离带电体,并大声呼救,报告责任人(或现场相关管理人员)。

2)将伤员立即脱离危险地方,仰卧在平地或平板上进行简单诊断,应急小组组织人员抢救。

3)若发现触电者“有心跳无呼吸”或“有呼吸无心跳”或“呼吸心跳均停止”,立即分别进行“口对口(鼻)人工呼吸”、“体外心脏挤压”、“两者同时进行”心肺复苏。

4)立即拨打120向当地急救中心取得联系(医院在附近的直接送往医院),应详细说明事故地点、严重程度、本部门的联系电话,并派人到路口接应。

5)立即向所属公司、集团应急抢救领导小组汇报事故发生情况并寻求支持。

6)维护现场秩序,严密保护事故现场。

10

3、应急物资

常备药品:消毒用品、急救物品(绷带、无菌敷料)及各种常用小夹板、担架。

4、注意事项

1)在未脱离电源时,切不可用手去拉触电者。

2)事故发生时应组织人员进行全力抢救,视情况拨打120急救电话和马上通知有关责任人。

3)注意保护好事故现场,便于调查分析事故原因。 4)心肺复苏抢救措施要坚持不断的进行(包括送医院的途中),不能随便放弃。

十、相关附图

1、高排架、大梁排架搭设区域平面图(详见后附图) 2、高排架、大梁排架局部平面示意图如下图

3、大梁排架断面图如下图

11

大梁排架断面图

4、高排架模板支架立面示意图

12

附件:计算书

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》(JGJ130-2011)、《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。

因本工程梁、板支架高度大于4米,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了《施工技术》2002(3):《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。

由于该高排架搭设均处于地下室坑内,计算不考虑风荷载。 梁模板计算书

1、梁段:断面300*800。(板厚140mm区)

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数 梁截面宽度 B(m):0.35; 梁截面高度 D(m):0.80 混凝土板厚度(mm):0.14;

立杆纵距(沿梁跨度方向间距)La(m):0.95; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10; 脚手架步距(m):1.50;

梁支撑架搭设高度H(m):4.50;

梁两侧立柱间距(m):0.65;

承重架支设:无承重立杆,木方支撑垂直梁截面; 立杆横向间距或排距Lb(m):0.95;

13

采用的钢管类型为Φ48×3.00;

扣件连接方式: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):0.50; 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):24.0; 倾倒混凝土侧压力(kN/m2):4.0; 振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0 3.材料参数

木材品种:东北落叶松;

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):1.6; 面板类型:胶合面板;

钢材弹性模量E(N/mm2):210000.0; 钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):205.0; 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):150.0; 面板厚度(mm):18.0; 5.梁侧模板参数

主楞间距(mm):500; 次楞间距(mm):150;

穿梁螺栓水平间距(mm):500; 穿梁螺栓竖向间距(mm):450; 穿梁螺栓直径(mm):M14; 主楞龙骨材料:钢楞;

截面类型为圆钢管48×3.0;

主楞合并根数:2;

主楞龙骨材料:木楞,,宽度50mm,高度100mm; 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。

按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:

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,取4.000h; T -- 混凝土的入模温度,取15.000℃; V -- 混凝土的浇筑速度,取1.000m/h;

14

H -- 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取1.000m;

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;

分别为 29.146 kN/m2、24.000 kN/m2,取较小值24.000 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。计算的原则是按照龙骨的间

距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

面板计算简图 1.抗弯验算

其中, σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2);

M -- 面板的最大弯距(N.mm);

W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50.00×1.8×1.8/6=27.00cm3; [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= 1.2×0.50×24.00×0.90=12.96kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.50×4.00×0.90=2.52kN/m; q = q1+q2 = 12.960+2.520 = 15.480 kN/m; 计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

面板的最大弯距 M= 0.1×15.48×150.002 = 3.48×104N.mm;

经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 3.48×104 / 2.70×104=1.290N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2;

面板的受弯应力计算值 σ =1.290N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/mm2,满足要求!

2.挠度验算

15

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q = 24.00×0.50 = 12.00N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

E--面板材质的弹性模量: E = 9500.00N/mm2;

I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4; 面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×12.00×150.004/(100×9500.00×2.43×105) = 0.018 mm;

面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =150.000/250 = 0.600mm;

面板的最大挠度计算值 ω =0.018mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ω]=0.600mm,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,龙骨采用木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 50×100×100/6 = 83.33cm3;

I = 50×100×100×100/12 = 416.67cm4;

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 = (1.2×24.000×0.90+1.4×4.000×0.90)×0.150/1=4.kN/m;

内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm;

内楞的最大弯距: M=0.1×4.×500.002= 1.16×105N.mm;

经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 1.16×105/8.33×104 = 1.393 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17.000N/mm2;

内楞最大受弯应力计算值 σ = 1.393 N/mm2 内楞的抗弯强度设计值 小于 [f]=17.000N/mm2,满足要求!

(2).内楞的挠度验算

16

其中 E -- 面板材质的弹性模量: 10000.00N/mm2;

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =24.00×0.15/1= 3.60 N/mm; l--计算跨度(外楞间距):l = 500.00mm;

I--面板的截面惯性矩:E = 4.17×106N/mm2;

内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×3.60×500.004/(100×10000.00×4.17×106) = 0.037 mm;

内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000mm;

内楞的最大挠度计算值 ω=0.037mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm,满足要求!

2.外楞计算

外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,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48×3.0;

外钢楞截面抵抗矩 W = 4.49cm3;

外钢楞截面惯性矩 I = 10.78cm4;

外楞计算简图 (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)。 最大弯矩M按下式计算:

其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×24.00×0.90+1.4×4.00×0.90)×0.50×0.45/2=3.48kN;

外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距): l = 450mm;

外楞的最大弯距:M = 0.175×3483.000×450.000 = 2.74×105N.mm

经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 2.74×105/4.49×103 = 61.088 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205.000N/mm2;

外楞的受弯应力计算值 σ =61.088N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205.000N/mm2,满足要求!

17

(2).外楞的挠度验算

其中 E -- 外楞的弹性模量,其值为 210000.00N/mm2;

p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: p =24.00×0.50×0.45/1= 2.70 KN; l--计算跨度(拉螺栓间距):l = 450.00mm; I--面板的截面惯性矩:I = 1.08×105mm4;

外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×2.70×103×450.003/(100×210000.00×1.08×105) = 0.125mm;

外楞的最大容许挠度值: [ω] = 1.125mm;

外楞的最大挠度计算值 ω =0.125mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=1.125mm,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170.000 N/mm2; 查表得:

穿梁螺栓的直径: 14 mm;

穿梁螺栓有效直径: 11.55 mm; 穿梁螺栓有效面积: A= 105 mm2;

穿梁螺栓所受的最大拉力: N =24.000×0.500×0.450×2 =10.800 kN。 穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170.000×105/1000 = 17.850 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力 N=10.800kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=17.850kN,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,按支撑在底撑上的简支梁计算。

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 = 950.00×18.00×18.00/6 = 5.13×104mm3;

I = 950.00×18.00×18.00×18.00/12 = 4.62×105mm4;

18

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 =350.00mm; 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)×0.95×0.80×0.90=20.93kN/m; 模板结构自重荷载:

q2:1.2×0.50×0.95×0.90=0.51kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载设计值:

q3: 1.4×2.00×0.95×0.90=2.39kN/m;

q = q1 + q2 + q3=20.93+0.51+2.39=23.84kN/m; 跨中弯矩计算公式如下:

Mmax = 1/8×23.837×0.3502=0.365kN.m;

σ =0.365×106/5.13×104=7.115N/mm2;

梁底模面板计算应力 σ =7.115 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 [f]=13.000N/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)×0.800+0.50)×0.95= 19.86N/mm; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =350.00mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2;

面板的最大允许挠度值:[ω] =350.00/250 = 1.400mm;

面板的最大挠度计算值: ω = 5×19.855×350.04/(384×9500.0×4.62×105)=0.884mm; 面板的最大挠度计算值: ω =0.884mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 350.0 / 250 = 1.400mm,满足要求! 七、梁底支撑的计算

本工程梁底支撑采用方木。

强度及抗剪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。

1.荷载的计算:

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):

19

q1 = (24.000+1.500)×0.800×0.950=19.380 kN/m;

(2)模板的自重线荷载(kN/m):

q2 = 0.500×0.950×(2×0.800+0.350)/ 0.350=2.6 kN/m; (3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):

经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.500+2.000)×0.350×0.950=1.496 kN; 2.方木的支撑力验算

均布荷载 q = 1.2×19.380+1.2×2.6=26.432 kN/m; 集中荷载 P = 1.4×1.496=2.095 kN;

方木计算简图

经过计算得到从左到右各方木传递集中力[即支座力]分别为: N1=5.733 kN; N2=5.733 kN;

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.000×10.000×10.000/6 = 83.33 cm3;

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12 = 416.67 cm4; 方木强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 均布荷载 q = 5.733/0.950=6.035 kN/m;

最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×6.035×0.950×0.950= 0.5 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.5×106/83333.3 = 6.535 N/mm2;

抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;

方木的最大应力计算值 6.535 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!

方木抗剪验算:

最大剪力的计算公式如下: 截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力: V = 0.6×6.035×0.950 = 3.440 kN;

圆木的截面面积矩 S =0.785×50.00×50.00 = 1962.50 N/mm2;

圆木方受剪应力计算值 T =3.44×1962.50/(416.67×50.00) = 0.32 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.600 N/mm2;

方木的受剪应力计算值 0.324 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.600 N/mm2,满足

20

要求!

方木挠度验算:

最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:

方木最大挠度计算值 ω= 0.677×5.029×950.0004

/(100×10000.000×416.667×104)=0.666mm;

方木的最大允许挠度 [ω]=0.950×1000/250=3.800 mm;

方木的最大挠度计算值 ω= 0.666 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ω]=3.800 mm,满足要求!

3.支撑钢管的强度验算

支撑钢管按照简支梁的计算如下

计算简图(kN)

支撑钢管变形图(kN.m)

支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到:

支座反力 RA = RB=5.733 kN; 最大弯矩 Mmax=0.860 kN.m;

最大挠度计算值 Vmax=1.888 mm;

支撑钢管的最大应力 σ=0.860×106/4490.0=191.518 N/mm2; 支撑钢管的抗压设计强度 [f]=205.0 N/mm2;

支撑钢管的最大应力计算值 191.518 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!

八、梁底纵向钢管计算

纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。 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 。

21

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=5.73 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

其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括:

横杆的最大支座反力: N1 =5.733 kN ;

脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×4.500=0.697 kN;

楼板的混凝土模板的自重: N3=1.2×(0.95/2+(0.65-0.35)/2)×0.95×0.50=0.356 kN;

楼板钢筋混凝土自重荷载:

N4=1.2×(0.95/2+(0.65-0.35)/2)×0.95×0.140×(1.50+24.00)=2.4 kN;

N =5.733+0.697+0.356+2.4=9.330 kN;

φ-- 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 = 1.59; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.24; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 4.49;

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] =205.00 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh (1) 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 =1.700; 上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.700×1.500 = 2.945 m; Lo/i = 2945.250 / 15.900 = 185.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.209 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=9329.790/(0.209×424.000) = 105.283 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 105.283 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算

lo = k1k2(h+2a) (2)

k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167;

k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.002 ; 上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.002×(1.500+0.100×2) = 1.988 m;

22

Lo/i = 1987.868 / 15.900 = 125.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.423 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=9329.790/(0.423×424.000) = 52.019 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 52.019 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

2、梁段:断面350*850。(板厚140mm)

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数 梁截面宽度 B(m):0.35; 梁截面高度 D(m):0.85 混凝土板厚度(mm):0.14;

立杆纵距(沿梁跨度方向间距)La(m):0.95; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10; 脚手架步距(m):1.50;

梁支撑架搭设高度H(m):4.45;

梁两侧立柱间距(m):0.65;

承重架支设:1根承重立杆,木方支撑垂直梁截面; 立杆横向间距或排距Lb(m):0.95;

采用的钢管类型为Φ48×3.00; 扣件连接方式: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):0.50;

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):24.0;

23

倾倒混凝土侧压力(kN/m2):4.0; 振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0 3.材料参数

木材品种:东北落叶松;

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):1.6; 面板类型:胶合面板;

钢材弹性模量E(N/mm2):210000.0; 钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):205.0; 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):150.0; 面板厚度(mm):18.0; 5.梁侧模板参数

主楞间距(mm):500; 次楞间距(mm):150;

穿梁螺栓水平间距(mm):500; 穿梁螺栓竖向间距(mm):450; 穿梁螺栓直径(mm):M14;

主楞龙骨材料:钢楞;

截面类型为圆钢管48×3.0; 主楞合并根数:2;

主楞龙骨材料:木楞,,宽度50mm,高度100mm; 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。

按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:

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,取4.000h; T -- 混凝土的入模温度,取15.000℃; V -- 混凝土的浇筑速度,取1.000m/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1.000m; 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;

分别为 29.146 kN/m2、24.000 kN/m2,取较小值24.000 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

24

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。计算的原则是按照龙骨的间

距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

面板计算简图 1.抗弯验算

其中, σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2);

M -- 面板的最大弯距(N.mm);

W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50.00×1.8×1.8/6=27.00cm3; [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= 1.2×0.50×24.00×0.90=12.96kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.50×4.00×0.90=2.52kN/m; q = q1+q2 = 12.960+2.520 = 15.480 kN/m; 计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

面板的最大弯距 M= 0.1×15.48×150.002 = 3.48×104N.mm;

经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 3.48×104 / 2.70×104=1.290N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2;

面板的受弯应力计算值 σ =1.290N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/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 = 24.00×0.50 = 12.00N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

E--面板材质的弹性模量: E = 9500.00N/mm2;

I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4; 面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×12.00×150.004/(100×9500.00×2.43×105) = 0.018 mm;

面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =150.000/250 = 0.600mm;

面板的最大挠度计算值 ω =0.018mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ω]=0.600mm,

25

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,龙骨采用木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 50×100×100/6 = 83.33cm3;

I = 50×100×100×100/12 = 416.67cm4;

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 = (1.2×24.000×0.90+1.4×4.000×0.90)×0.150/1=4.kN/m;

内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm;

内楞的最大弯距: M=0.1×4.×500.002= 1.16×105N.mm;

经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 1.16×105/8.33×104 = 1.393 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17.000N/mm2;

内楞最大受弯应力计算值 σ = 1.393 N/mm2 内楞的抗弯强度设计值 小于 [f]=17.000N/mm2,满足要求!

(2).内楞的挠度验算

其中 E -- 面板材质的弹性模量: 10000.00N/mm2;

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =24.00×0.15/1= 3.60 N/mm; l--计算跨度(外楞间距):l = 500.00mm;

26

I--面板的截面惯性矩:E = 4.17×106N/mm2;

内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×3.60×500.004/(100×10000.00×4.17×106) = 0.037 mm;

内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000mm;

内楞的最大挠度计算值 ω=0.037mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm,满足要求!

2.外楞计算

外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,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48×3.0; 外钢楞截面抵抗矩 W = 4.49cm3; 外钢楞截面惯性矩 I = 10.78cm4;

外楞计算简图 (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)。 最大弯矩M按下式计算:

其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×24.00×0.90+1.4×4.00×0.90)×0.50×0.45/2=3.48kN;

外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距): l = 450mm;

外楞的最大弯距:M = 0.175×3483.000×450.000 = 2.74×105N.mm

经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 2.74×105/4.49×103 = 61.088 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205.000N/mm2;

外楞的受弯应力计算值 σ =61.088N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205.000N/mm2,满足要求!

(2).外楞的挠度验算

其中 E -- 外楞的弹性模量,其值为 210000.00N/mm2;

p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: p =24.00×0.50×0.45/1= 2.70 KN; l--计算跨度(拉螺栓间距):l = 450.00mm;

27

I--面板的截面惯性矩:I = 1.08×105mm4;

外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×2.70×103×450.003/(100×210000.00×1.08×105) = 0.125mm;

外楞的最大容许挠度值: [ω] = 1.125mm;

外楞的最大挠度计算值 ω =0.125mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=1.125mm,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170.000 N/mm2; 查表得:

穿梁螺栓的直径: 14 mm;

穿梁螺栓有效直径: 11.55 mm;

穿梁螺栓有效面积: A= 105 mm2;

穿梁螺栓所受的最大拉力: N =24.000×0.500×0.450×2 =10.800 kN。 穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170.000×105/1000 = 17.850 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力 N=10.800kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=17.850kN,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,按支撑在底撑上的两跨连续梁计算。

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 = 950.00×18.00×18.00/6 = 5.13×104mm3;

I = 950.00×18.00×18.00×18.00/12 = 4.62×105mm4;

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 =175.00mm; q -- 作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN/m);

28

新浇混凝土及钢筋荷载设计值:

q1: 1.2×(24.00+1.50)×0.95×0.85×0.90=22.24kN/m; 模板结构自重荷载:

q2:1.2×0.50×0.95×0.90=0.51kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载设计值:

q3: 1.4×2.00×0.95×0.90=2.39kN/m;

q = q1 + q2 + q3=22.24+0.51+2.39=25.15kN/m; 跨中弯矩计算公式如下:

Mmax = 0.125×25.146×0.175=0.550kN.m; σ =0.550×106/5.13×104=10.722N/mm2;

梁底模面板计算应力 σ =10.722 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 [f]=13.000N/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)×0.850+0.50)×0.95= 21.07N/mm; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =175.00mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2;

面板的最大允许挠度值:[ω] =175.00/250 = 0.700mm; 面板的最大挠度计算值: ω =

0.521×21.066×175.04/(100×9500.0×4.62×105)=0.023mm;

面板的最大挠度计算值: ω =0.023mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 175.0 / 250 = 0.700mm,满足要求!

七、梁底支撑的计算

本工程梁底支撑采用方木。

强度及抗剪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。

1.荷载的计算:

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):

q1 = (24.000+1.500)×0.850×0.950=20.591 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m):

q2 = 0.500×0.950×(2×0.850+0.350)/ 0.350=2.782 kN/m; (3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):

经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.500+2.000)×0.350×0.950=1.496 kN; 2.方木的支撑力验算

均布荷载 q = 1.2×20.591+1.2×2.782=28.048 kN/m; 集中荷载 P = 1.4×1.496=2.095 kN;

29

方木计算简图

经过计算得到从左到右各方木传递集中力[即支座力]分别为: N1=1.906 kN; N2=8.220 kN; N3=1.906 kN;

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.000×10.000×10.000/6 = 83.33 cm3;

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12 = 416.67 cm4; 方木强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 均布荷载 q = 8.220/0.950=8.653 kN/m;

最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×8.653×0.950×0.950= 0.781 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.781×106/83333.3 = 9.371 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;

方木的最大应力计算值 9.371 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!

方木抗剪验算:

最大剪力的计算公式如下:

截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力: V = 0.6×8.653×0.950 = 4.932 kN;

圆木的截面面积矩 S =0.785×50.00×50.00 = 1962.50 N/mm2;

圆木方受剪应力计算值 T =4.93×1962.50/(416.67×50.00) = 0.46 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.600 N/mm2;

方木的受剪应力计算值 0.465 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.600 N/mm2,满足要求!

方木挠度验算:

最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:

方木最大挠度计算值 ω= 0.677×7.211×950.0004

30

/(100×10000.000×416.667×104)=0.9mm;

方木的最大允许挠度 [ω]=0.950×1000/250=3.800 mm;

方木的最大挠度计算值 ω= 0.9 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ω]=3.800 mm,满足要求!

3.支撑钢管的强度验算

支撑钢管按照连续梁的计算如下

计算简图(kN)

支撑钢管变形图(kN.m)

支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到:

支座反力 RA = RB=0.676 kN;

最大弯矩 Mmax=0.114 kN.m;

最大挠度计算值 Vmax=0.029 mm;

支撑钢管的最大应力 σ=0.114×106/4490.0=25.324 N/mm2;

支撑钢管的抗压设计强度 [f]=205.0 N/mm2;

支撑钢管的最大应力计算值 25.324 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!

八、梁底纵向钢管计算

纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。 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=0.68 kN;

31

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

其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括:

横杆的最大支座反力: N1 =0.676 kN ;

脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×4.450=0.6 kN; N =0.676+0.6=1.366 kN;

φ-- 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 = 1.59; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.24; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 4.49;

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] =205.00 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh (1)

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 =1.700; 上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.700×1.500 = 2.945 m; Lo/i = 2945.250 / 15.900 = 185.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.209 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=1365.597/(0.209×424.000) = 15.410 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 15.410 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算 lo = k1k2(h+2a) (2)

k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167;

k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.002 ;

上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.002×(1.500+0.100×2) = 1.988 m; Lo/i = 1987.868 / 15.900 = 125.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.423 ; 钢管立杆受压应力计算值 ;σ=1365.597/(0.423×424.000) = 7.614 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 7.614 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

3、梁段:断面500*1000。(板厚140mm)

32

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数 梁截面宽度 B(m):0.50; 梁截面高度 D(m):1.00

混凝土板厚度(mm):0.14;

立杆纵距(沿梁跨度方向间距)La(m):0.95; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10; 脚手架步距(m):1.50;

梁支撑架搭设高度H(m):4.30; 梁两侧立柱间距(m):0.80;

承重架支设:多根承重立杆,木方支撑垂直梁截面; 梁底增加承重立杆根数:2;

立杆横向间距或排距Lb(m):0.95;

采用的钢管类型为Φ48×3.00; 扣件连接方式: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):0.50;

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):24.0; 倾倒混凝土侧压力(kN/m2):4.0; 振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0 3.材料参数

木材品种:东北落叶松;

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):1.6;

33

面板类型:胶合面板;

钢材弹性模量E(N/mm2):210000.0;

钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):205.0; 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):150.0; 面板厚度(mm):18.0; 5.梁侧模板参数 主楞间距(mm):500; 次楞间距(mm):150;

穿梁螺栓水平间距(mm):500; 穿梁螺栓竖向间距(mm):450; 穿梁螺栓直径(mm):M14; 主楞龙骨材料:钢楞;

截面类型为圆钢管48×3.0;

主楞合并根数:2;

主楞龙骨材料:木楞,,宽度50mm,高度100mm; 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。

按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:

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,取4.000h; T -- 混凝土的入模温度,取15.000℃; V -- 混凝土的浇筑速度,取1.000m/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1.000m; 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;

分别为 29.146 kN/m2、24.000 kN/m2,取较小值24.000 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。计算的原则是按照龙骨的间

距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

34

面板计算简图 1.抗弯验算

其中, σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2);

M -- 面板的最大弯距(N.mm);

W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50.00×1.8×1.8/6=27.00cm3; [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= 1.2×0.50×24.00×0.90=12.96kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.50×4.00×0.90=2.52kN/m; q = q1+q2 = 12.960+2.520 = 15.480 kN/m; 计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

面板的最大弯距 M= 0.1×15.48×150.002 = 3.48×104N.mm;

经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 3.48×104 / 2.70×104=1.290N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2;

面板的受弯应力计算值 σ =1.290N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/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 = 24.00×0.50 = 12.00N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

E--面板材质的弹性模量: E = 9500.00N/mm2;

I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4; 面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×12.00×150.004/(100×9500.00×2.43×105) = 0.018 mm;

面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =150.000/250 = 0.600mm;

面板的最大挠度计算值 ω =0.018mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ω]=0.600mm,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。

35

本工程中,龙骨采用木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 50×100×100/6 = 83.33cm3;

I = 50×100×100×100/12 = 416.67cm4;

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 = (1.2×24.000×0.90+1.4×4.000×0.90)×0.150/1=4.kN/m;

内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm;

内楞的最大弯距: M=0.1×4.×500.002= 1.16×105N.mm;

经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 1.16×105/8.33×104 = 1.393 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17.000N/mm2;

内楞最大受弯应力计算值 σ = 1.393 N/mm2 内楞的抗弯强度设计值 小于 [f]=17.000N/mm2,满足要求!

(2).内楞的挠度验算

其中 E -- 面板材质的弹性模量: 10000.00N/mm2;

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =24.00×0.15/1= 3.60 N/mm; l--计算跨度(外楞间距):l = 500.00mm;

I--面板的截面惯性矩:E = 4.17×106N/mm2;

内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×3.60×500.004/(100×10000.00×4.17×106) = 0.037 mm;

内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000mm;

内楞的最大挠度计算值 ω=0.037mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm,满足要求!

36

2.外楞计算

外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,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48×3.0;

外钢楞截面抵抗矩 W = 4.49cm3; 外钢楞截面惯性矩 I = 10.78cm4;

外楞计算简图 (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)。 最大弯矩M按下式计算:

其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×24.00×0.90+1.4×4.00×0.90)×0.50×0.45/2=3.48kN;

外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距): l = 450mm;

外楞的最大弯距:M = 0.175×3483.000×450.000 = 2.74×105N.mm 经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 2.74×105/4.49×103 = 61.088 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205.000N/mm2;

外楞的受弯应力计算值 σ =61.088N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205.000N/mm2,满足要求!

(2).外楞的挠度验算

其中 E -- 外楞的弹性模量,其值为 210000.00N/mm2;

p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: p =24.00×0.50×0.45/1= 2.70 KN; l--计算跨度(拉螺栓间距):l = 450.00mm; I--面板的截面惯性矩:I = 1.08×105mm4;

外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×2.70×103×450.003/(100×210000.00×1.08×105) = 0.125mm;

外楞的最大容许挠度值: [ω] = 1.125mm;

外楞的最大挠度计算值 ω =0.125mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=1.125mm,满足要求!

37

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170.000 N/mm2; 查表得:

穿梁螺栓的直径: 14 mm; 穿梁螺栓有效直径: 11.55 mm; 穿梁螺栓有效面积: A= 105 mm2;

穿梁螺栓所受的最大拉力: N =24.000×0.500×0.450×2 =10.800 kN。 穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170.000×105/1000 = 17.850 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力 N=10.800kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=17.850kN,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 = 950.00×18.00×18.00/6 = 5.13×104mm3;

I = 950.00×18.00×18.00×18.00/12 = 4.62×105mm4;

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 =166.67mm; 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)×0.95×1.00×0.90=26.16kN/m; 模板结构自重荷载:

q2:1.2×0.50×0.95×0.90=0.51kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载设计值:

q3: 1.4×2.00×0.95×0.90=2.39kN/m;

38

q = q1 + q2 + q3=26.16+0.51+2.39=29.07kN/m; 跨中弯矩计算公式如下:

Mmax = 0.10×29.070×0.1672=0.081kN.m;

σ =0.081×106/5.13×104=1.574N/mm2;

梁底模面板计算应力 σ =1.574 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 [f]=13.000N/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)×1.000+0.50)×0.95= 24.70N/mm; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =166.67mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2;

面板的最大允许挠度值:[ω] =166.67/250 = 0.667mm; 面板的最大挠度计算值: ω =

0.677×24.700×166.74/(100×9500.0×4.62×105)=0.029mm;

面板的最大挠度计算值: ω =0.029mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 166.7 / 250 = 0.667mm,满足要求!

七、梁底支撑的计算

本工程梁底支撑采用方木。 强度及抗剪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。

1.荷载的计算:

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):

q1 = (24.000+1.500)×1.000×0.950=24.225 kN/m;

(2)模板的自重线荷载(kN/m):

q2 = 0.500×0.950×(2×1.000+0.500)/ 0.500=2.375 kN/m;

(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):

经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.500+2.000)×0.500×0.950=2.137 kN; 2.方木的支撑力验算

均布荷载 q = 1.2×24.225+1.2×2.375=31.920 kN/m; 集中荷载 P = 1.4×2.137=2.993 kN;

方木计算简图

39

经过计算得到从左到右各方木传递集中力[即支座力]分别为: N1=1.2 kN; N2=7.346 kN; N3=7.793 kN; N4=1.2 kN;

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.000×10.000×10.000/6 = 83.33 cm3;

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12 = 416.67 cm4; 方木强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 均布荷载 q = 7.793/0.950=8.203 kN/m;

最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×8.203×0.950×0.950= 0.740 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.740×106/83333.3 = 8.884 N/mm2;

抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;

方木的最大应力计算值 8.884 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!

方木抗剪验算:

最大剪力的计算公式如下:

截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力: V = 0.6×8.203×0.950 = 4.676 kN;

圆木的截面面积矩 S =0.785×50.00×50.00 = 1962.50 N/mm2;

圆木方受剪应力计算值 T =4.68×1962.50/(416.67×50.00) = 0.44 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.600 N/mm2;

方木的受剪应力计算值 0.440 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.600 N/mm2,满足要求!

方木挠度验算:

最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:

方木最大挠度计算值 ω= 0.677×6.836×950.0004 /(100×10000.000×416.667×104)=0.905mm;

方木的最大允许挠度 [ω]=0.950×1000/250=3.800 mm;

方木的最大挠度计算值 ω= 0.905 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ω]=3.800 mm,满足要求!

3.支撑钢管的强度验算

支撑钢管按照连续梁的计算如下

40

计算简图(kN)

支撑钢管变形图(kN.m)

支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到:

支座反力 RA = RB=0.800 kN; 最大弯矩 Mmax=0.120 kN.m;

最大挠度计算值 Vmax=0.039 mm;

支撑钢管的最大应力 σ=0.120×106/4490.0=26.832 N/mm2;

支撑钢管的抗压设计强度 [f]=205.0 N/mm2;

支撑钢管的最大应力计算值 26.832 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!

八、梁底纵向钢管计算

纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。

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=0.80 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

41

其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括:

横杆的最大支座反力: N1 =0.800 kN ;

脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×4.300=0.666 kN; N =0.800+0.666=1.466 kN;

φ-- 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 = 1.59; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.24; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 4.49;

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] =205.00 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh (1) 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 =1.700; 上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.700×1.500 = 2.945 m; Lo/i = 2945.250 / 15.900 = 185.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.209 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=1466.345/(0.209×424.000) = 16.7 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 16.7 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算 lo = k1k2(h+2a) (2)

k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167;

k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.001 ; 上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.001×(1.500+0.100×2) = 1.986 m; Lo/i = 1985.884 / 15.900 = 125.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.423 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=1466.345/(0.423×424.000) = 8.176 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 8.176 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

4、梁段:断面300*800。(板厚250mm)

42

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):0.80 混凝土板厚度(mm):0.25;

立杆纵距(沿梁跨度方向间距)La(m):0.75; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10; 脚手架步距(m):1.50;

梁支撑架搭设高度H(m):4.50; 梁两侧立柱间距(m):0.60;

承重架支设:无承重立杆,木方支撑垂直梁截面; 立杆横向间距或排距Lb(m):0.75; 采用的钢管类型为Φ48×3.00;

扣件连接方式: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):0.50;

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):24.0; 倾倒混凝土侧压力(kN/m2):4.0; 振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0 3.材料参数

木材品种:东北落叶松;

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):1.6; 面板类型:胶合面板;

钢材弹性模量E(N/mm2):210000.0;

钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):205.0; 面板弹性模量E(N/mm2):9500.0;

43

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):150.0; 面板厚度(mm):18.0; 5.梁侧模板参数 主楞间距(mm):500; 次楞间距(mm):150;

穿梁螺栓水平间距(mm):500; 穿梁螺栓竖向间距(mm):450; 穿梁螺栓直径(mm):M14; 主楞龙骨材料:钢楞; 截面类型为圆钢管48×3.0;

主楞合并根数:2;

主楞龙骨材料:木楞,,宽度50mm,高度100mm; 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。

按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:

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,取4.000h; T -- 混凝土的入模温度,取15.000℃;

V -- 混凝土的浇筑速度,取1.000m/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1.000m; 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;

分别为 29.146 kN/m2、24.000 kN/m2,取较小值24.000 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。计算的原则是按照龙骨的间

距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

44

面板计算简图 1.抗弯验算

其中, σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2); M -- 面板的最大弯距(N.mm);

W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50.00×1.8×1.8/6=27.00cm3; [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= 1.2×0.50×24.00×0.90=12.96kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.50×4.00×0.90=2.52kN/m; q = q1+q2 = 12.960+2.520 = 15.480 kN/m;

计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

面板的最大弯距 M= 0.1×15.48×150.002 = 3.48×104N.mm;

经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 3.48×104 / 2.70×104=1.290N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2;

面板的受弯应力计算值 σ =1.290N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/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 = 24.00×0.50 = 12.00N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

E--面板材质的弹性模量: E = 9500.00N/mm2;

I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4; 面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×12.00×150.004/(100×9500.00×2.43×105) = 0.018 mm;

面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =150.000/250 = 0.600mm;

面板的最大挠度计算值 ω =0.018mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ω]=0.600mm,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,龙骨采用木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 50×100×100/6 = 83.33cm3;

I = 50×100×100×100/12 = 416.67cm4;

45

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 = (1.2×24.000×0.90+1.4×4.000×0.90)×0.150/1=4.kN/m;

内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm;

内楞的最大弯距: M=0.1×4.×500.002= 1.16×105N.mm;

经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 1.16×105/8.33×104 = 1.393 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17.000N/mm2;

内楞最大受弯应力计算值 σ = 1.393 N/mm2 内楞的抗弯强度设计值 小于 [f]=17.000N/mm2,满足要求!

(2).内楞的挠度验算

其中 E -- 面板材质的弹性模量: 10000.00N/mm2;

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =24.00×0.15/1= 3.60 N/mm; l--计算跨度(外楞间距):l = 500.00mm;

I--面板的截面惯性矩:E = 4.17×106N/mm2;

内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×3.60×500.004/(100×10000.00×4.17×106) = 0.037 mm;

内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000mm;

内楞的最大挠度计算值 ω=0.037mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm,满足要求!

2.外楞计算

外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,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48×3.0;

46

外钢楞截面抵抗矩 W = 4.49cm3; 外钢楞截面惯性矩 I = 10.78cm4;

外楞计算简图 (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)。 最大弯矩M按下式计算:

其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×24.00×0.90+1.4×4.00×0.90)×0.50×0.45/2=3.48kN;

外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距): l = 450mm;

外楞的最大弯距:M = 0.175×3483.000×450.000 = 2.74×105N.mm

经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 2.74×105/4.49×103 = 61.088 N/mm2;

外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205.000N/mm2;

外楞的受弯应力计算值 σ =61.088N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205.000N/mm2,满足要求!

(2).外楞的挠度验算

其中 E -- 外楞的弹性模量,其值为 210000.00N/mm2;

p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: p =24.00×0.50×0.45/1= 2.70 KN; l--计算跨度(拉螺栓间距):l = 450.00mm; I--面板的截面惯性矩:I = 1.08×105mm4;

外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×2.70×103×450.003/(100×210000.00×1.08×105) = 0.125mm;

外楞的最大容许挠度值: [ω] = 1.125mm;

外楞的最大挠度计算值 ω =0.125mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=1.125mm,满足要求!

五、穿梁螺栓的计算 验算公式如下:

47

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170.000 N/mm2; 查表得:

穿梁螺栓的直径: 14 mm; 穿梁螺栓有效直径: 11.55 mm; 穿梁螺栓有效面积: A= 105 mm2;

穿梁螺栓所受的最大拉力: N =24.000×0.500×0.450×2 =10.800 kN。 穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170.000×105/1000 = 17.850 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力 N=10.800kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=17.850kN,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,按支撑在底撑上的简支梁计算。

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 = 750.00×18.00×18.00/6 = 4.05×104mm3;

I = 750.00×18.00×18.00×18.00/12 = 3.65×105mm4;

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)×0.75×0.80×0.90=16.52kN/m; 模板结构自重荷载:

q2:1.2×0.50×0.75×0.90=0.41kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载设计值:

q3: 1.4×2.00×0.75×0.90=1.kN/m;

q = q1 + q2 + q3=16.52+0.41+1.=18.82kN/m; 跨中弯矩计算公式如下:

48

Mmax = 1/8×18.819×0.3002=0.212kN.m; σ =0.212×106/4.05×104=5.228N/mm2;

梁底模面板计算应力 σ =5.228 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 [f]=13.000N/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)×0.800+0.50)×0.75= 15.68N/mm; 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:[ω] =300.00/250 = 1.200mm;

面板的最大挠度计算值: ω = 5×15.675×300.04/(384×9500.0×3.65×105)=0.477mm; 面板的最大挠度计算值: ω =0.477mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 300.0 / 250 = 1.200mm,满足要求!

七、梁底支撑的计算

本工程梁底支撑采用方木。

强度及抗剪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。

1.荷载的计算:

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):

q1 = (24.000+1.500)×0.800×0.750=15.300 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m):

q2 = 0.500×0.750×(2×0.800+0.300)/ 0.300=2.375 kN/m;

(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):

经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.500+2.000)×0.300×0.750=1.013 kN; 2.方木的支撑力验算

均布荷载 q = 1.2×15.300+1.2×2.375=21.210 kN/m; 集中荷载 P = 1.4×1.013=1.418 kN;

方木计算简图

经过计算得到从左到右各方木传递集中力[即支座力]分别为: N1=3.938 kN;

49

N2=3.938 kN;

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.000×10.000×10.000/6 = 83.33 cm3;

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12 = 416.67 cm4;

方木强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 均布荷载 q = 3.938/0.750=5.250 kN/m;

最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×5.250×0.750×0.750= 0.295 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.295×106/83333.3 = 3.4 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;

方木的最大应力计算值 3.4 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!

方木抗剪验算:

最大剪力的计算公式如下: 截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力: V = 0.6×5.250×0.750 = 2.362 kN;

圆木的截面面积矩 S =0.785×50.00×50.00 = 1962.50 N/mm2;

圆木方受剪应力计算值 T =2.36×1962.50/(416.67×50.00) = 0.22 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.600 N/mm2;

方木的受剪应力计算值 0.223 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.600 N/mm2,满足要求!

方木挠度验算:

最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:

方木最大挠度计算值 ω= 0.677×4.375×750.0004

/(100×10000.000×416.667×104)=0.225mm;

方木的最大允许挠度 [ω]=0.750×1000/250=3.000 mm;

方木的最大挠度计算值 ω= 0.225 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ω]=3.000 mm,满足要求!

3.支撑钢管的强度验算

支撑钢管按照简支梁的计算如下

50

计算简图(kN)

支撑钢管变形图(kN.m)

支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到:

支座反力 RA = RB=3.938 kN; 最大弯矩 Mmax=0.591 kN.m;

最大挠度计算值 Vmax=1.097 mm;

支撑钢管的最大应力 σ=0.591×106/4490.0=131.2 N/mm2; 支撑钢管的抗压设计强度 [f]=205.0 N/mm2;

支撑钢管的最大应力计算值 131.2 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!

八、梁底纵向钢管计算

纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。 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=3.94 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

其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括:

横杆的最大支座反力: N1 =3.938 kN ;

脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×4.500=0.697 kN;

楼板的混凝土模板的自重: N3=1.2×(0.75/2+(0.60-0.30)/2)×0.75×0.50=0.236 kN;

楼板钢筋混凝土自重荷载:

N4=1.2×(0.75/2+(0.60-0.30)/2)×0.75×0.250×

51

(1.50+24.00)=3.012 kN;

N =3.938+0.697+0.236+3.012=7.883 kN;

φ-- 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 = 1.59; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.24; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 4.49;

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] =205.00 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh (1) 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 =1.700; 上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.700×1.500 = 2.945 m; Lo/i = 2945.250 / 15.900 = 185.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.209 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=7883.078/(0.209×424.000) = 88.958 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 88.958 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算

lo = k1k2(h+2a) (2)

k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167;

k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.002 ; 上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.002×(1.500+0.100×2) = 1.988 m; Lo/i = 1987.868 / 15.900 = 125.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.423 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=7883.078/(0.423×424.000) = 43.953 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 43.953 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

5、梁段:梁截面350mm*850mm (板厚250mm)

52

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数 梁截面宽度 B(m):0.35; 梁截面高度 D(m):0.85 混凝土板厚度(mm):0.25;

立杆纵距(沿梁跨度方向间距)La(m):0.75; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10; 脚手架步距(m):1.50;

梁支撑架搭设高度H(m):4.45; 梁两侧立柱间距(m):0.65;

承重架支设:1根承重立杆,木方支撑垂直梁截面; 立杆横向间距或排距Lb(m):0.75;

采用的钢管类型为Φ48×3.00; 扣件连接方式: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):0.50; 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):24.0; 倾倒混凝土侧压力(kN/m2):4.0; 振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0 3.材料参数

53

木材品种:东北落叶松;

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):1.6; 面板类型:胶合面板;

钢材弹性模量E(N/mm2):210000.0;

钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):205.0; 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):150.0; 面板厚度(mm):18.0; 5.梁侧模板参数

主楞间距(mm):500;

次楞间距(mm):150;

穿梁螺栓水平间距(mm):500; 穿梁螺栓竖向间距(mm):450; 穿梁螺栓直径(mm):M14; 主楞龙骨材料:钢楞; 截面类型为圆钢管48×3.0; 主楞合并根数:2;

主楞龙骨材料:木楞,,宽度50mm,高度100mm; 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。

按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:

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,取4.000h; T -- 混凝土的入模温度,取15.000℃; V -- 混凝土的浇筑速度,取1.000m/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1.000m; 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;

分别为 29.146 kN/m2、24.000 kN/m2,取较小值24.000 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。计算的原则是按照龙骨的间

距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

面板计算简图 1.抗弯验算

其中, σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2); M -- 面板的最大弯距(N.mm);

W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50.00×1.8×1.8/6=27.00cm3; [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= 1.2×0.50×24.00×0.90=12.96kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.50×4.00×0.90=2.52kN/m; q = q1+q2 = 12.960+2.520 = 15.480 kN/m; 计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

面板的最大弯距 M= 0.1×15.48×150.002 = 3.48×104N.mm;

经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 3.48×104 / 2.70×104=1.290N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2;

面板的受弯应力计算值 σ =1.290N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/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 = 24.00×0.50 = 12.00N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

E--面板材质的弹性模量: E = 9500.00N/mm2;

I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4; 面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×12.00×150.004/(100×9500.00×2.43×105) = 0.018 mm;

面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =150.000/250 = 0.600mm;

面板的最大挠度计算值 ω =0.018mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ω]=0.600mm,满足要求!

四、梁侧模板内外楞的计算 1.内楞计算

55

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,龙骨采用木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 50×100×100/6 = 83.33cm3;

I = 50×100×100×100/12 = 416.67cm4;

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 = (1.2×24.000×0.90+1.4×4.000×0.90)×0.150/1=4.kN/m;

内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm;

内楞的最大弯距: M=0.1×4.×500.002= 1.16×105N.mm;

经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 1.16×105/8.33×104 = 1.393 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17.000N/mm2;

内楞最大受弯应力计算值 σ = 1.393 N/mm2 内楞的抗弯强度设计值 小于 [f]=17.000N/mm2,满足要求!

(2).内楞的挠度验算

其中 E -- 面板材质的弹性模量: 10000.00N/mm2;

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =24.00×0.15/1= 3.60 N/mm; l--计算跨度(外楞间距):l = 500.00mm;

I--面板的截面惯性矩:E = 4.17×106N/mm2;

内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×3.60×500.004/(100×10000.00×4.17×106) = 0.037 mm;

内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000mm;

内楞的最大挠度计算值 ω=0.037mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm,满

56

足要求!

2.外楞计算

外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,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48×3.0; 外钢楞截面抵抗矩 W = 4.49cm3; 外钢楞截面惯性矩 I = 10.78cm4;

外楞计算简图 (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)。 最大弯矩M按下式计算:

其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×24.00×0.90+1.4×4.00×0.90)×0.50×0.45/2=3.48kN;

外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距): l = 450mm;

外楞的最大弯距:M = 0.175×3483.000×450.000 = 2.74×105N.mm

经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 2.74×105/4.49×103 = 61.088 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205.000N/mm2;

外楞的受弯应力计算值 σ =61.088N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205.000N/mm2,满足要求!

(2).外楞的挠度验算

其中 E -- 外楞的弹性模量,其值为 210000.00N/mm2;

p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: p =24.00×0.50×0.45/1= 2.70 KN; l--计算跨度(拉螺栓间距):l = 450.00mm;

I--面板的截面惯性矩:I = 1.08×105mm4;

外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×2.70×103×450.003/(100×210000.00×1.08×105) = 0.125mm;

外楞的最大容许挠度值: [ω] = 1.125mm;

外楞的最大挠度计算值 ω =0.125mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=1.125mm,满

57

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170.000 N/mm2; 查表得:

穿梁螺栓的直径: 14 mm; 穿梁螺栓有效直径: 11.55 mm; 穿梁螺栓有效面积: A= 105 mm2;

穿梁螺栓所受的最大拉力: N =24.000×0.500×0.450×2 =10.800 kN。 穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170.000×105/1000 = 17.850 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力 N=10.800kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=17.850kN,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,按支撑在底撑上的两跨连续梁计算。

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 = 750.00×18.00×18.00/6 = 4.05×104mm3;

I = 750.00×18.00×18.00×18.00/12 = 3.65×105mm4;

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 =175.00mm; 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)×0.75×0.85×0.90=17.56kN/m; 模板结构自重荷载:

q2:1.2×0.50×0.75×0.90=0.41kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载设计值:

58

q3: 1.4×2.00×0.75×0.90=1.kN/m;

q = q1 + q2 + q3=17.56+0.41+1.=19.85kN/m; 跨中弯矩计算公式如下:

Mmax = 0.125×19.852×0.175=0.434kN.m; σ =0.434×106/4.05×104=10.722N/mm2;

梁底模面板计算应力 σ =10.722 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 [f]=13.000N/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)×0.850+0.50)×0.75= 16.63N/mm; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =175.00mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值:[ω] =175.00/250 = 0.700mm; 面板的最大挠度计算值: ω =

0.521×16.631×175.04/(100×9500.0×3.65×105)=0.023mm;

面板的最大挠度计算值: ω =0.023mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 175.0 / 250 = 0.700mm,满足要求!

七、梁底支撑的计算

本工程梁底支撑采用方木。

强度及抗剪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。

1.荷载的计算:

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):

q1 = (24.000+1.500)×0.850×0.750=16.256 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m):

q2 = 0.500×0.750×(2×0.850+0.350)/ 0.350=2.196 kN/m; (3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):

经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.500+2.000)×0.350×0.750=1.181 kN; 2.方木的支撑力验算

均布荷载 q = 1.2×16.256+1.2×2.196=22.143 kN/m; 集中荷载 P = 1.4×1.181=1.6 kN;

方木计算简图

59

经过计算得到从左到右各方木传递集中力[即支座力]分别为: N1=1.504 kN; N2=6.490 kN; N3=1.504 kN;

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.000×10.000×10.000/6 = 83.33 cm3;

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12 = 416.67 cm4; 方木强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 均布荷载 q = 6.490/0.750=8.653 kN/m;

最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×8.653×0.750×0.750= 0.487 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.487×106/83333.3 = 5.841 N/mm2;

抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;

方木的最大应力计算值 5.841 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!

方木抗剪验算:

最大剪力的计算公式如下:

截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力: V = 0.6×8.653×0.750 = 3.4 kN;

圆木的截面面积矩 S =0.785×50.00×50.00 = 1962.50 N/mm2;

圆木方受剪应力计算值 T =3.×1962.50/(416.67×50.00) = 0.37 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.600 N/mm2;

方木的受剪应力计算值 0.367 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.600 N/mm2,满足要求!

方木挠度验算:

最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:

方木最大挠度计算值 ω= 0.677×7.211×750.0004 /(100×10000.000×416.667×104)=0.371mm;

方木的最大允许挠度 [ω]=0.750×1000/250=3.000 mm;

方木的最大挠度计算值 ω= 0.371 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ω]=3.000 mm,满足要求!

3.支撑钢管的强度验算

支撑钢管按照连续梁的计算如下

60

计算简图(kN)

支撑钢管变形图(kN.m)

支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到: 支座反力 RA = RB=0.534 kN; 最大弯矩 Mmax=0.090 kN.m;

最大挠度计算值 Vmax=0.023 mm;

支撑钢管的最大应力 σ=0.090×106/4490.0=19.992 N/mm2; 支撑钢管的抗压设计强度 [f]=205.0 N/mm2;

支撑钢管的最大应力计算值 19.992 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!

八、梁底纵向钢管计算

纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。 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=0.53 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

其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括:

61

横杆的最大支座反力: N1 =0.534 kN ;

脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×4.450=0.6 kN; N =0.534+0.6=1.223 kN;

φ-- 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 = 1.59; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.24; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 4.49;

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] =205.00 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh (1)

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 =1.700; 上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.700×1.500 = 2.945 m;

Lo/i = 2945.250 / 15.900 = 185.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.209 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=1223.238/(0.209×424.000) = 13.804 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 13.804 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算 lo = k1k2(h+2a) (2)

k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167;

k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.002 ;

上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.002×(1.500+0.100×2) = 1.988 m; Lo/i = 1987.868 / 15.900 = 125.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.423 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=1223.238/(0.423×424.000) = 6.820 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 6.820 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

6、梁段:断面500*1000。(板厚250mm)

62

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数 梁截面宽度 B(m):0.50;

梁截面高度 D(m):1.00 混凝土板厚度(mm):0.25;

立杆纵距(沿梁跨度方向间距)La(m):0.75; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10; 脚手架步距(m):1.50;

梁支撑架搭设高度H(m):4.30; 梁两侧立柱间距(m):0.80;

承重架支设:多根承重立杆,木方支撑垂直梁截面; 梁底增加承重立杆根数:2; 立杆横向间距或排距Lb(m):0.75; 采用的钢管类型为Φ48×3.00;

扣件连接方式: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):0.50;

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):24.0; 倾倒混凝土侧压力(kN/m2):4.0; 振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0 3.材料参数

木材品种:东北落叶松;

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):1.6; 面板类型:胶合面板;

钢材弹性模量E(N/mm2):210000.0;

钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):205.0; 面板弹性模量E(N/mm2):9500.0;

63

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):150.0; 面板厚度(mm):18.0; 5.梁侧模板参数 主楞间距(mm):500; 次楞间距(mm):150;

穿梁螺栓水平间距(mm):500; 穿梁螺栓竖向间距(mm):450; 穿梁螺栓直径(mm):M14; 主楞龙骨材料:钢楞; 截面类型为圆钢管48×3.0;

主楞合并根数:2;

主楞龙骨材料:木楞,,宽度50mm,高度100mm; 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。

按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:

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,取4.000h; T -- 混凝土的入模温度,取15.000℃;

V -- 混凝土的浇筑速度,取1.000m/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1.000m; 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;

分别为 29.146 kN/m2、24.000 kN/m2,取较小值24.000 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。计算的原则是按照龙骨的间

距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

面板计算简图

1.抗弯验算

其中, σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2);

M -- 面板的最大弯距(N.mm);

W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50.00×1.8×1.8/6=27.00cm3; [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= 1.2×0.50×24.00×0.90=12.96kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.50×4.00×0.90=2.52kN/m; q = q1+q2 = 12.960+2.520 = 15.480 kN/m; 计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

面板的最大弯距 M= 0.1×15.48×150.002 = 3.48×104N.mm;

经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 3.48×104 / 2.70×104=1.290N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2;

面板的受弯应力计算值 σ =1.290N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/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 = 24.00×0.50 = 12.00N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

E--面板材质的弹性模量: E = 9500.00N/mm2;

I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4; 面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×12.00×150.004/(100×9500.00×2.43×105) = 0.018 mm;

面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =150.000/250 = 0.600mm;

面板的最大挠度计算值 ω =0.018mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ω]=0.600mm,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,龙骨采用木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 50×100×100/6 = 83.33cm3;

I = 50×100×100×100/12 = 416.67cm4;

65

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 = (1.2×24.000×0.90+1.4×4.000×0.90)×0.150/1=4.kN/m;

内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm;

内楞的最大弯距: M=0.1×4.×500.002= 1.16×105N.mm;

经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 1.16×105/8.33×104 = 1.393 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17.000N/mm2;

内楞最大受弯应力计算值 σ = 1.393 N/mm2 内楞的抗弯强度设计值 小于 [f]=17.000N/mm2,满足要求!

(2).内楞的挠度验算

其中 E -- 面板材质的弹性模量: 10000.00N/mm2;

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =24.00×0.15/1= 3.60 N/mm; l--计算跨度(外楞间距):l = 500.00mm;

I--面板的截面惯性矩:E = 4.17×106N/mm2; 内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×3.60×500.004/(100×10000.00×4.17×106) = 0.037 mm;

内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000mm;

内楞的最大挠度计算值 ω=0.037mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm,满足要求!

2.外楞计算

外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,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48×3.0;

66

外钢楞截面抵抗矩 W = 4.49cm3; 外钢楞截面惯性矩 I = 10.78cm4;

外楞计算简图 (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)。 最大弯矩M按下式计算:

其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×24.00×0.90+1.4×4.00×0.90)×0.50×0.45/2=3.48kN;

外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距): l = 450mm;

外楞的最大弯距:M = 0.175×3483.000×450.000 = 2.74×105N.mm

经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 2.74×105/4.49×103 = 61.088 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205.000N/mm2;

外楞的受弯应力计算值 σ =61.088N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205.000N/mm2,满足要求!

(2).外楞的挠度验算

其中 E -- 外楞的弹性模量,其值为 210000.00N/mm2;

p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: p =24.00×0.50×0.45/1= 2.70 KN; l--计算跨度(拉螺栓间距):l = 450.00mm;

I--面板的截面惯性矩:I = 1.08×105mm4;

外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×2.70×103×450.003/(100×210000.00×1.08×105) = 0.125mm;

外楞的最大容许挠度值: [ω] = 1.125mm;

外楞的最大挠度计算值 ω =0.125mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=1.125mm,满足要求!

五、穿梁螺栓的计算

验算公式如下:

67

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170.000 N/mm2; 查表得:

穿梁螺栓的直径: 14 mm; 穿梁螺栓有效直径: 11.55 mm; 穿梁螺栓有效面积: A= 105 mm2;

穿梁螺栓所受的最大拉力: N =24.000×0.500×0.450×2 =10.800 kN。 穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170.000×105/1000 = 17.850 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力 N=10.800kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=17.850kN,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 = 750.00×18.00×18.00/6 = 4.05×104mm3;

I = 750.00×18.00×18.00×18.00/12 = 3.65×105mm4;

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 =166.67mm; 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)×0.75×1.00×0.90=20.66kN/m; 模板结构自重荷载:

q2:1.2×0.50×0.75×0.90=0.41kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载设计值:

q3: 1.4×2.00×0.75×0.90=1.kN/m;

q = q1 + q2 + q3=20.66+0.41+1.=22.95kN/m; 跨中弯矩计算公式如下:

68

Mmax = 0.10×22.950×0.1672=0.0kN.m;

σ =0.0×106/4.05×104=1.574N/mm2;

梁底模面板计算应力 σ =1.574 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 [f]=13.000N/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)×1.000+0.50)×0.75= 19.50N/mm; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =166.67mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2;

面板的最大允许挠度值:[ω] =166.67/250 = 0.667mm;

面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×19.500×166.74/(100×9500.0×3.65×105)=0.029mm;

面板的最大挠度计算值: ω =0.029mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 166.7 / 250 = 0.667mm,满足要求!

七、梁底支撑的计算

本工程梁底支撑采用方木。

强度及抗剪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。

1.荷载的计算:

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):

q1 = (24.000+1.500)×1.000×0.750=19.125 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m):

q2 = 0.500×0.750×(2×1.000+0.500)/ 0.500=1.875 kN/m; (3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):

经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.500+2.000)×0.500×0.750=1.688 kN; 2.方木的支撑力验算

均布荷载 q = 1.2×19.125+1.2×1.875=25.200 kN/m; 集中荷载 P = 1.4×1.688=2.362 kN;

方木计算简图

经过计算得到从左到右各方木传递集中力[即支座力]分别为: N1=1.494 kN; N2=5.799 kN; N3=6.153 kN;

69

N4=1.494 kN;

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.000×10.000×10.000/6 = 83.33 cm3;

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12 = 416.67 cm4;

方木强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 均布荷载 q = 6.153/0.750=8.203 kN/m;

最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×8.203×0.750×0.750= 0.461 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.461×106/83333.3 = 5.537 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;

方木的最大应力计算值 5.537 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!

方木抗剪验算:

最大剪力的计算公式如下: 截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力: V = 0.6×8.203×0.750 = 3.692 kN;

圆木的截面面积矩 S =0.785×50.00×50.00 = 1962.50 N/mm2;

圆木方受剪应力计算值 T =3.69×1962.50/(416.67×50.00) = 0.35 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.600 N/mm2;

方木的受剪应力计算值 0.348 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.600 N/mm2,满足要求!

方木挠度验算:

最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:

方木最大挠度计算值 ω= 0.677×6.836×750.0004 /(100×10000.000×416.667×104)=0.351mm;

方木的最大允许挠度 [ω]=0.750×1000/250=3.000 mm;

方木的最大挠度计算值 ω= 0.351 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ω]=3.000 mm,满足要求!

3.支撑钢管的强度验算

支撑钢管按照连续梁的计算如下

70

计算简图(kN)

支撑钢管变形图(kN.m)

支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到:

支座反力 RA = RB=0.632 kN;

最大弯矩 Mmax=0.095 kN.m;

最大挠度计算值 Vmax=0.031 mm;

支撑钢管的最大应力 σ=0.095×106/4490.0=21.183 N/mm2; 支撑钢管的抗压设计强度 [f]=205.0 N/mm2;

支撑钢管的最大应力计算值 21.183 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!

八、梁底纵向钢管计算

纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。 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=0.63 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

71

其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括:

横杆的最大支座反力: N1 =0.632 kN ;

脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×4.300=0.666 kN; N =0.632+0.666=1.298 kN;

φ-- 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 = 1.59; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.24; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 4.49;

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] =205.00 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh (1) 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 =1.700; 上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.700×1.500 = 2.945 m; Lo/i = 2945.250 / 15.900 = 185.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.209 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=1297.884/(0.209×424.000) = 14.6 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 14.6 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算 lo = k1k2(h+2a) (2)

k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167;

k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.001 ; 上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.001×(1.500+0.100×2) = 1.986 m; Lo/i = 1985.884 / 15.900 = 125.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.423 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=1297.884/(0.423×424.000) = 7.237 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 7.237 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

7、梁段:断面350*2000。(板厚200mm)

72

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数 梁截面宽度 B(m):0.35; 梁截面高度 D(m):2.00 混凝土板厚度(mm):0.20;

立杆纵距(沿梁跨度方向间距)La(m):0.45; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10; 脚手架步距(m):1.50;

梁支撑架搭设高度H(m):3.30; 梁两侧立柱间距(m):0.65;

承重架支设:多根承重立杆,木方支撑垂直梁截面; 梁底增加承重立杆根数:2;

立杆横向间距或排距Lb(m):0.75;

采用的钢管类型为Φ48×3.00; 扣件连接方式: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):0.50; 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):24.0; 倾倒混凝土侧压力(kN/m2):4.0; 振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0 3.材料参数

木材品种:东北落叶松;

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):1.6; 面板类型:胶合面板;

钢材弹性模量E(N/mm2):210000.0;

钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):205.0;

73

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):150.0; 面板厚度(mm):18.0; 5.梁侧模板参数

主楞间距(mm):500;

次楞间距(mm):150;

穿梁螺栓水平间距(mm):500; 穿梁螺栓竖向间距(mm):450; 穿梁螺栓直径(mm):M14; 主楞龙骨材料:钢楞; 截面类型为圆钢管48×3.0; 主楞合并根数:2;

主楞龙骨材料:木楞,,宽度50mm,高度100mm; 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。

按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:

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,取4.000h; T -- 混凝土的入模温度,取15.000℃; V -- 混凝土的浇筑速度,取1.000m/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1.000m; 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;

分别为 29.146 kN/m2、24.000 kN/m2,取较小值24.000 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。计算的原则是按照龙骨的间

距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

74

面板计算简图 1.抗弯验算

其中, σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2); M -- 面板的最大弯距(N.mm);

W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50.00×1.8×1.8/6=27.00cm3; [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= 1.2×0.50×24.00×0.90=12.96kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.50×4.00×0.90=2.52kN/m; q = q1+q2 = 12.960+2.520 = 15.480 kN/m;

计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

面板的最大弯距 M= 0.1×15.48×150.002 = 3.48×104N.mm;

经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 3.48×104 / 2.70×104=1.290N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2;

面板的受弯应力计算值 σ =1.290N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/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 = 24.00×0.50 = 12.00N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 150.00mm;

E--面板材质的弹性模量: E = 9500.00N/mm2;

I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4; 面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×12.00×150.004/(100×9500.00×2.43×105) = 0.018 mm;

面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =150.000/250 = 0.600mm;

面板的最大挠度计算值 ω =0.018mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ω]=0.600mm,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,龙骨采用木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 50×100×100/6 = 83.33cm3;

I = 50×100×100×100/12 = 416.67cm4;

75

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 = (1.2×24.000×0.90+1.4×4.000×0.90)×0.150/1=4.kN/m;

内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm;

内楞的最大弯距: M=0.1×4.×500.002= 1.16×105N.mm;

经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 1.16×105/8.33×104 = 1.393 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17.000N/mm2;

内楞最大受弯应力计算值 σ = 1.393 N/mm2 内楞的抗弯强度设计值 小于 [f]=17.000N/mm2,满足要求!

(2).内楞的挠度验算

其中 E -- 面板材质的弹性模量: 10000.00N/mm2;

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =24.00×0.15/1= 3.60 N/mm; l--计算跨度(外楞间距):l = 500.00mm;

I--面板的截面惯性矩:E = 4.17×106N/mm2;

内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×3.60×500.004/(100×10000.00×4.17×106) = 0.037 mm;

内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000mm;

内楞的最大挠度计算值 ω=0.037mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm,满足要求!

2.外楞计算

外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,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48×3.0;

76

外钢楞截面抵抗矩 W = 4.49cm3; 外钢楞截面惯性矩 I = 10.78cm4;

外楞计算简图 (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)。 最大弯矩M按下式计算:

其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×24.00×0.90+1.4×4.00×0.90)×0.50×0.45/2=3.48kN;

外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距): l = 450mm;

外楞的最大弯距:M = 0.175×3483.000×450.000 = 2.74×105N.mm

经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 2.74×105/4.49×103 = 61.088 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205.000N/mm2;

外楞的受弯应力计算值 σ =61.088N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205.000N/mm2,满足要求!

(2).外楞的挠度验算

其中 E -- 外楞的弹性模量,其值为 210000.00N/mm2;

p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: p =24.00×0.50×0.45/1= 2.70 KN; l--计算跨度(拉螺栓间距):l = 450.00mm;

I--面板的截面惯性矩:I = 1.08×105mm4;

外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×2.70×103×450.003/(100×210000.00×1.08×105) = 0.125mm;

外楞的最大容许挠度值: [ω] = 1.125mm;

外楞的最大挠度计算值 ω =0.125mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=1.125mm,满足要求!

五、穿梁螺栓的计算

验算公式如下:

77

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170.000 N/mm2; 查表得:

穿梁螺栓的直径: 14 mm; 穿梁螺栓有效直径: 11.55 mm; 穿梁螺栓有效面积: A= 105 mm2;

穿梁螺栓所受的最大拉力: N =24.000×0.500×0.450×2 =10.800 kN。 穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170.000×105/1000 = 17.850 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力 N=10.800kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=17.850kN,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 = 450.00×18.00×18.00/6 = 2.43×104mm3;

I = 450.00×18.00×18.00×18.00/12 = 2.19×105mm4;

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 =116.67mm; 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)×0.45×2.00×0.90=24.79kN/m; 模板结构自重荷载:

q2:1.2×0.50×0.45×0.90=0.24kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载设计值:

q3: 1.4×2.00×0.45×0.90=1.13kN/m;

q = q1 + q2 + q3=24.79+0.24+1.13=26.16kN/m; 跨中弯矩计算公式如下:

78

Mmax = 0.10×26.163×0.1172=0.036kN.m;

σ =0.036×106/2.43×104=1.465N/mm2;

梁底模面板计算应力 σ =1.465 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 [f]=13.000N/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)×2.000+0.50)×0.45= 23.18N/mm; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =116.67mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值:[ω] =116.67/250 = 0.467mm; 面板的最大挠度计算值: ω =

0.677×23.175×116.74/(100×9500.0×2.19×105)=0.014mm;

面板的最大挠度计算值: ω =0.014mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 116.7 / 250 = 0.467mm,满足要求!

七、梁底支撑的计算

本工程梁底支撑采用方木。

强度及抗剪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。

1.荷载的计算:

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):

q1 = (24.000+1.500)×2.000×0.450=22.950 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m):

q2 = 0.500×0.450×(2×2.000+0.350)/ 0.350=2.796 kN/m; (3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):

经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.500+2.000)×0.350×0.450=0.709 kN; 2.方木的支撑力验算

均布荷载 q = 1.2×22.950+1.2×2.796=30.6 kN/m; 集中荷载 P = 1.4×0.709=0.992 kN;

方木计算简图

经过计算得到从左到右各方木传递集中力[即支座力]分别为: N1=1.363 kN; N2=4.428 kN; N3=4.639 kN;

79

N4=1.363 kN;

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.000×10.000×10.000/6 = 83.33 cm3;

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12 = 416.67 cm4;

方木强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 均布荷载 q = 4.639/0.450=10.309 kN/m;

最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×10.309×0.450×0.450= 0.209 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.209×106/83333.3 = 2.505 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;

方木的最大应力计算值 2.505 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!

方木抗剪验算:

最大剪力的计算公式如下: 截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力: V = 0.6×10.309×0.450 = 2.783 kN;

圆木的截面面积矩 S =0.785×50.00×50.00 = 1962.50 N/mm2;

圆木方受剪应力计算值 T =2.78×1962.50/(416.67×50.00) = 0.26 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.600 N/mm2;

方木的受剪应力计算值 0.262 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.600 N/mm2,满足要求!

方木挠度验算:

最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:

方木最大挠度计算值 ω= 0.677×8.591×450.0004

/(100×10000.000×416.667×104)=0.057mm;

方木的最大允许挠度 [ω]=0.450×1000/250=1.800 mm;

方木的最大挠度计算值 ω= 0.057 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ω]=1.800 mm,满足要求!

3.支撑钢管的强度验算

支撑钢管按照连续梁的计算如下

80

计算简图(kN)

支撑钢管变形图(kN.m)

支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到: 支座反力 RA = RB=0.437 kN; 最大弯矩 Mmax=0.066 kN.m;

最大挠度计算值 Vmax=0.015 mm;

支撑钢管的最大应力 σ=0.066×106/4490.0=14.665 N/mm2; 支撑钢管的抗压设计强度 [f]=205.0 N/mm2;

支撑钢管的最大应力计算值 14.665 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!

八、梁底纵向钢管计算

纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。 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=0.44 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

其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括:

横杆的最大支座反力: N1 =0.437 kN ;

脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×3.300=0.511 kN; N =0.437+0.511=0.948 kN;

φ-- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到;

81

i -- 计算立杆的截面回转半径 (cm):i = 1.59; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.24; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 4.49;

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] =205.00 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh (1) 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 =1.700; 上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.700×1.500 = 2.945 m; Lo/i = 2945.250 / 15.900 = 185.000 ;

由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.209 ;

钢管立杆受压应力计算值 ;σ=948.366/(0.209×424.000) = 10.702 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 10.702 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!

8、板模设计(250mm厚) 一、参数信息:

1.脚手架参数

横向间距或排距(m):0.75;纵距(m):0.75;步距(m):1.50;

立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;脚手架搭设高度(m):5.05; 采用的钢管(mm):Φ48×3.0 ;

扣件连接方式:双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:0.80; 板底支撑连接方式:方木支撑;

2.荷载参数

模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.100; 楼板浇筑厚度(m):0.250;

施工均布荷载标准值(kN/m2):2.000; 3.木方参数

木方弹性模量E(N/mm2):9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000; 木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方的间隔距离(mm):250.000; 木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):100.00;

82

图2 楼板支撑架荷载计算单元 二、模板支撑方木的计算:

方木按照简支梁计算,其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.000×10.000×10.000/6 = 83.33 cm3;

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12 = 416.67 cm4;

方木楞计算简图 1.荷载的计算:

(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):

83

q1= 25.100×0.250×0.250 = 1.569 kN/m;

(2)模板的自重线荷载(kN/m):

q2= 0.350×0.250 = 0.088 kN/m ;

(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN): p1 = (2.000+2.000)×0.750×0.250 = 0.750 kN;

2.方木抗弯强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:

均布荷载 q = 1.2×(1.569 + 0.088) = 1.988 kN/m; 集中荷载 p = 1.4×0.750=1.050 kN;

最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.050×0.750 /4 + 1.988×0.7502/8 = 0.337 kN.m; 最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.050/2 + 1.988×0.750/2 = 1.270 kN ; 方木的最大应力值 σ= M / w = 0.337×106/83.333×103 = 4.039 N/mm2; 方木抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;

方木的最大应力计算值为 4.039 N/mm2 小于 方木的抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!

3.方木抗剪验算:

最大剪力的计算公式如下:

Q = ql/2 + P/2

截面抗剪强度必须满足:

T = 3Q/2bh < [T]

其中最大剪力: V = 0.750×1.988/2+1.050/2 = 1.270 kN;

方木受剪应力计算值 T = 3 ×1270.313/(2 ×50.000 ×100.000) = 0.381 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.400 N/mm2;

方木受剪应力计算值为 0.381 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.400 N/mm2,满足要求!

4.方木挠度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:

均布荷载 q = q1 + q2 = 1.569+0.088=1.656 kN/m;

集中荷载 p = 0.750 kN;

方木最大挠度计算值 V= 5×1.656×750.0004 /(384×9500.000×4166666.67) +750.000×750.0003 /( 48×9500.000×4166666.67) = 0.339 mm;

方木最大允许挠度值 [V]= 750.000/250=3.000 mm;

方木的最大挠度计算值 0.339 mm 小于 方木的最大允许挠度值 3.000 mm,满足要求! 三、木方支撑钢管计算:

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;

集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P = 1.988×0.750 + 1.050 = 2.1 kN;

84

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(kN.m)

支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.508 kN.m ; 最大变形 Vmax = 0.921 mm ; 最大支座力 Qmax = 8.300 kN ;

钢管最大应力 σ= 0.508×106/4490.000=113.202 N/mm2 ; 钢管抗压强度设计值 [f]=205.000 N/mm2 ;

支撑钢管的计算最大应力计算值 113.202 N/mm2 小于 钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于750.000/150与10 mm,满足要求! 四、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 。

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 8.300 kN; R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容:

85

(1)脚手架的自重(kN):

NG1 = 0.129×5.050 = 0.652 kN; 钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。 (2)模板的自重(kN):

NG2 = 0.350×0.750×0.750 = 0.197 kN;

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):

NG3 = 25.100×0.250×0.750×0.750 = 3.530 kN; 经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.379 kN; 2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到,活荷载标准值 NQ = (2.000+2.000 ) ×0.750×0.750 = 2.250 kN; 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算 N = 1.2NG + 1.4NQ = 8.404 kN; 六、立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式:

其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 8.404 kN;

φ---- 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 = 1.59 cm; A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.24 cm2;

W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=4.49 cm3; σ-------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2);

[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.000 N/mm2; L0---- 计算长度 (m);

如果完全参照《扣件式规范》,按下式计算

l0 = h+2a

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 = 1.700;

a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.100 m; 上式的计算结果:

立杆计算长度 L0 = h+2a = 1.500+0.100×2 = 1.700 m;

L0/i = 1700.000 / 15.900 = 107.000 ;

由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.537 ;

钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=8404.221/(0.537×424.000) = 36.911 N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值 σ= 36.911 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算 l0 = k1k2(h+2a)

k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.243;

k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.004 ;

上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.243×1.004×(1.500+0.100×2) = 2.122 m; Lo/i = 2121.552 / 15.900 = 133.000 ;

86

由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.381 ;

钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=8404.221/(0.381×424.000) = 52.024 N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值 σ= 52.024 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2,满足要求!

9、楼板模板140厚

一、参数信息: 1.脚手架参数

横向间距或排距(m):0.95;纵距(m):0.95;步距(m):1.50;

立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;脚手架搭设高度(m):5.16; 采用的钢管(mm):Φ48×3.0 ;

扣件连接方式:双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:0.80; 板底支撑连接方式:方木支撑;

2.荷载参数

模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.100; 楼板浇筑厚度(m):0.140;

施工均布荷载标准值(kN/m2):2.000;

3.木方参数

木方弹性模量E(N/mm2):9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000; 木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方的间隔距离(mm):250.000; 木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):100.00;

87

图2 楼板支撑架荷载计算单元 二、模板支撑方木的计算:

方木按照简支梁计算,其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.000×10.000×10.000/6 = 83.33 cm3;

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12 = 416.67 cm4;

88

方木楞计算简图 1.荷载的计算:

(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):

q1= 25.100×0.250×0.140 = 0.879 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m):

q2= 0.350×0.250 = 0.088 kN/m ;

(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN): p1 = (2.000+2.000)×0.950×0.250 = 0.950 kN; 2.方木抗弯强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:

均布荷载 q = 1.2×(0.879 + 0.088) = 1.159 kN/m;

集中荷载 p = 1.4×0.950=1.330 kN;

最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.330×0.950 /4 + 1.159×0.9502/8 = 0.447 kN.m; 最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.330/2 + 1.159×0.950/2 = 1.216 kN ; 方木的最大应力值 σ= M / w = 0.447×106/83.333×103 = 5.360 N/mm2; 方木抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;

方木的最大应力计算值为 5.360 N/mm2 小于 方木的抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!

3.方木抗剪验算:

最大剪力的计算公式如下:

Q = ql/2 + P/2 截面抗剪强度必须满足:

T = 3Q/2bh < [T]

其中最大剪力: V = 0.950×1.159/2+1.330/2 = 1.216 kN;

方木受剪应力计算值 T = 3 ×1215.620/(2 ×50.000 ×100.000) = 0.365 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.400 N/mm2;

方木受剪应力计算值为 0.365 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.400 N/mm2,满足要求!

4.方木挠度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:

均布荷载 q = q1 + q2 = 0.879+0.088=0.966 kN/m;

集中荷载 p = 0.950 kN;

方木最大挠度计算值 V= 5×0.966×950.0004 /(384×9500.000×4166666.67) +950.000×950.0003 /( 48×9500.000×4166666.67) = 0.688 mm;

方木最大允许挠度值 [V]= 950.000/250=3.800 mm;

方木的最大挠度计算值 0.688 mm 小于 方木的最大允许挠度值 3.800 mm,满足要求!

三、木方支撑钢管计算:

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;

集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P = 1.159×0.950 + 1.330 = 2.431 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(kN.m)

支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.909 kN.m ; 最大变形 Vmax = 2.485 mm ;

最大支座力 Qmax = 10.221 kN ;

钢管最大应力 σ= 0.909×106/4490.000=202.492 N/mm2 ;

钢管抗压强度设计值 [f]=205.000 N/mm2 ;

支撑钢管的计算最大应力计算值 202.492 N/mm2 小于 钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于950.000/150与10 mm,满足要求! 四、扣件抗滑移的计算:

90

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 。

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 10.221 kN; R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容: (1)脚手架的自重(kN):

NG1 = 0.129×5.160 = 0.666 kN; 钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。 (2)模板的自重(kN):

NG2 = 0.350×0.950×0.950 = 0.316 kN; (3)钢筋混凝土楼板自重(kN):

NG3 = 25.100×0.140×0.950×0.950 = 3.171 kN; 经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.153 kN;

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到,活荷载标准值 NQ = (2.000+2.000 ) ×0.950×0.950 = 3.610 kN; 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算 N = 1.2NG + 1.4NQ = 10.038 kN; 六、立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式:

其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 10.038 kN;

φ---- 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 = 1.59 cm; A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.24 cm2;

W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=4.49 cm3; σ-------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2);

[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.000 N/mm2; L0---- 计算长度 (m);

如果完全参照《扣件式规范》,按下式计算

l0 = h+2a 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 = 1.700; a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.100 m; 上式的计算结果:

立杆计算长度 L0 = h+2a = 1.500+0.100×2 = 1.700 m; L0/i = 1700.000 / 15.900 = 107.000 ;

由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.537 ;

钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=10038.099/(0.537×424.000) = 44.087 N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值 σ= 44.087 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f]

91

= 205.000 N/mm2,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算 l0 = k1k2(h+2a)

k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.185;

k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.004 ;

上式的计算结果:

立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.185×1.004×(1.500+0.100×2) = 2.023 m; Lo/i = 2022.558 / 15.900 = 127.000 ;

由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.412 ;

钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=10038.099/(0.412×424.000) = 57.463 N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值 σ= 57.463 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2,满足要求!

92

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- yrrf.cn 版权所有 赣ICP备2024042794号-2

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务