模板刚度计算.docx

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1、主、次梁模板设计采用10mm厚竹胶板50100mm木方配制成梁侧和梁底模板,梁底模板底楞下层、上层为50100mm木方,间距200mm。加固梁侧采用双钢管对拉螺栓(14),对拉螺栓设置数量按照以下原则执行:对拉螺栓纵向间距不大于450mm。对拉螺栓采用14PVC套管,以便周转。搭设平台架子,立杆间距不大于900mm,立杆4m,2m对接,梁底加固用3m、2m钢管平台、梁底加固钢管对接处加设保险扣件。立梁用一排对拉螺栓间距600mm,次梁侧面钢管与平台水平管子支撑,板、梁木方子中到中间距200mm。 梁模板设计本工程转换层梁最大截面1125mm1400mm,取此梁进行验算,跨度7.20m。梁底模板

2、采用=14厚多层板,模板下铺单层木龙骨50100木方,间距200mm。梁底用钢管做水平管,梁底加固采用钢管、扣件病及保险扣件。梁侧模板为=14厚多层板,设立楞为50100木方,间距200mm,中间加两道12对拉螺杆,固定483.5双根钢管横向背楞两道,拉杆间距500mm,计算梁底模木方、支撑。模板支设见前设计图木方材质为红松,设计强度和弹性模量如下:fc=10N/mm2; fv=1.4N/mm2;fm=13N/mm2; E=9KN/mm2;松木的重力密度为:5KN/mm3;底模木方验算:荷载组合:模板体系自重:(0.015(1.5+0.5)0.3+(0.10.055+0.10.12)5)1.2

3、=0.486KN/m;混凝土自重: 240.90.51.2=12.96KN/m钢筋自重: 1.50.90.51.2=0.81KN/m; 混凝土振捣荷载:2.00.51.4=1.4KN/m;合计: 15.656KN/m 乘以折减系数0.9,q=0.914.09=12.68KN/m;木方支座反力:R=(4-b/L)qb3/8L3=(4-0.25/0.6)12.680.253/(80.63)= 0.41KN;跨中最大弯距:Mmax= KqL2=0.0712.680.62=0.32KNm;内力计算:=M/W=0.32106/(1001002/6)=1.92N/mm2fm =13 N/mm2;强度满足要

4、求。挠度计算:模板体系自重:(0.015(1.5+0.5)0.3+(0.10.055+0.10.12)5)=0.405KN/m;混凝土自重: 240.90.5=10.8KN/m;钢筋自重: 1.50.90.5=0.675KN/m; 混凝土振捣荷载:2.00.5=1KN/m;合计: 12.88KN/m 乘以折减系数0.9,q=0.912.88=11.59KN/m;f=KfqL4/100EI=0.052111.596004/1009000(1001002/6)=0.522mmf=L/400=600/400=1.5mm挠度满足要求。(六)支撑体系计算支撑架立杆丧失稳定是支撑架的最危险的破坏状态,而最

5、不利立杆是梁下立杆,主梁下立杆的间距为0.45m,次梁下立杆间距为900mm。(1) 次梁荷载计算荷载计算:模板自重: 0.10.11.2=0.3KN 混凝土重力:240.51.21.0=14.4 KN钢筋重力:3.50.51.21.0=2.1 KN 施工人员及设备荷载:2.50.51.2=1.5 KN 振捣混凝土时产生的荷载:2.00.51.2=1.2 KN 荷载总和:N0= (0.3+14.4+2.1+1.5+1.2)=19.5KN所以每根立杆的荷载为19.5KN由建筑施工手册查得,1.2米步距的架立杆的承载力为30KN。所以满足要求。(2) 主梁荷载计算: 荷载计算:模板自重: 0.50

6、.91.2=0.4275KN 混凝土重力:240.90.91.0=19.44KN钢筋重力:3.50.90.91.0=2.835 KN 施工人员及设备荷载:2.50.90.9=2.025 KN 振捣混凝土时产生的荷载:2.00.90.9=1.62 KN 荷载总和:N0= (0.43+19.44+2.835+2.025+1.62)=26.78KN所以每根立杆的荷载为13.39KN3.梁模板安装工艺a、 在钢筋砼柱子或其它便于操作的构件上弹出轴线和水平线。b、 根据模板设计,安装工具或钢支柱或48钢管和水平拉杆及斜支撑,水平拉杆可与柱、墙水平拉杆相连接,柱中间拉杆或下边拉杆要纵横设置,但不能与操作脚

7、手架相连接。c、按柱标高安装梁底模板,并拉线找直,进行起拱(按规范或设计图要求起拱),一般起拱高度宜为梁跨长度的1/10003/1000。d、 绑扎钢筋经检查合格后,清扫垃圾再安装侧模板。e、 用48直径钢管做横楞,用附件固定在侧模板上,用梁托或三角架或48直径竖向钢管固定横楞。横柃和三角架间距由计算确定;模板上口用定型卡子或钢管固定。一、参数信息:1.脚手架参数横向间距或排距(m):1.00;纵距(m):1.00;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):5.00;采用的钢管(mm):483.5 ;扣件连接方式:双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件

8、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):25.000;楼板浇筑厚度(m):0.200;施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000;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):60.00;木方的截面高度(mm):80.00; 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

9、为:W=6.0008.0008.000/6 = 64.00 cm3;I=6.0008.0008.0008.000/12 = 256.00 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):q1= 25.0000.2500.200 = 1.250 kN/m;(2)模板的自重线荷载(kN/m):q2= 0.3500.250 = 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 = (1.000+2.000)1.0000.250 = 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

10、公式如下:均布荷载 q = 1.2(1.250 + 0.088) = 1.605 kN/m;集中荷载 p = 1.40.750=1.050 kN;最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.0501.000 /4 + 1.6051.0002/8 = 0.463 kN.m;最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.050/2 + 1.6051.000/2 = 1.328 kN ;方木的最大应力值 = M / w = 0.463106/64.000103 = 7.236 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 7.236 N/mm2 小于

11、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 = 1.0001.605/2+1.050/2 = 1.328 kN;方木受剪应力计算值 T = 3 1327.500/(2 60.000 80.000) = 0.415 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 0.415 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

12、的挠度和,计算公式如下:均布荷载 q = q1 + q2 = 1.250+0.088=1.337 kN/m;集中荷载 p = 0.750 kN;方木最大挠度计算值 V= 51.3371000.0004 /(3849500.0002560000.00) +750.0001000.0003 /( 489500.0002560000.00) = 1.359 mm;方木最大允许挠度值 V= 1000.000/250=4.000 mm;方木的最大挠度计算值 1.359 mm 小于 方木的最大允许挠度值 4.000 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

13、P取纵向板底支撑传递力,P = 1.6051.000 + 1.050 = 2.655 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 = 0.996 kN.m ;最大变形 Vmax = 2.795 mm ;最大支座力 Qmax = 11.616 kN ;钢管最大应力 = 0.996106/5080.000=196.021 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 196.021 N/mm2 小于 钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2,满足

14、要求!支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150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= 11.616 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 = 0.1295.000 =

15、 0.646 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 = 0.3501.0001.000 = 0.350 kN;(3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3 = 25.0000.2001.0001.000 = 5.000 kN;经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.996 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 = (1.000+2.000 ) 1.0001.000 = 3.000 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 = 11.3

16、95 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 = 11.395 kN; - 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 cm; A - 立杆净截面面积(cm2):A = 4.89 cm2; W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08 cm3; - 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

17、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+0.1002 = 1.700 m; L0/i = 1700.000 / 15.800 = 108.000 ;由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.530 ;钢管立杆的最大应力计算值 ;=11394.600/(0.530489.000) = 43.966 N/mm2;钢管立杆的最大应力计算值 = 43.966 N/mm2 小于

18、 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1.185;k2 - 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.003 ;上式的计算结果:立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.1851.003(1.500+0.1002) = 2.021 m; Lo/i = 2020.544 / 15.800 = 128.000 ;由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.406 ;钢管立杆的最大应力计算值 ;=113

19、94.600/(0.406489.000) = 57.394 N/mm2;钢管立杆的最大应力计算值 = 57.394 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! 模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。以上表参照 杜荣军: 扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全。七、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求工程经验:除了要遵守扣件架规范的相关要求外,还要考虑以下内容1.模板支架的构造要求:a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆;b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向足够的设计刚度;c.梁和楼板荷载相差较

20、大时,可以采用不同的立杆间距,但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。2.立杆步距的设计:a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时,可以采用等步距设置;b.当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置,但变化不要过多; c.高支撑架步距以0.9-1.5m为宜,不宜超过1.5m。3.整体性构造层的设计:a.当支撑架高度20m或横向高宽比6时,需要设置整体性单或双水平加强层;b.单水平加强层可以每4-6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3;c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10-15m设置,四周和中部

21、每10-15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层;d.在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。4.剪刀撑的设计:a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑;b.中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔10-15m设置。5.顶部支撑点的设计:a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm;b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm;c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载N12kN时,可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。6.支撑架搭设的要求:a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置;b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于扣件架规范的要求;c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的; d.地基支座的设计要满足承载力的要求。7.施工使用的要求:a.精心设计混凝土浇筑方案,确保模板支架施工过程中均衡受载,最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式;b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施,钢筋等材料不能在支架上方堆放;c.浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决。

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