建勘大厦梁板支撑脚手架的设计和计算要.doc

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一、工程概况:
本工程为贵阳建勘大厦工程,位于贵阳观山湖区,建筑物地下三层,地上二十八层。地下三层为平战结合人防地下停车室及设备用房。地下三层设两个车辆出入口,地上一至三层为商场,四~二十八层为商业写字楼。为加快工程进度,及合本工程的构造特点,经项目部研究决定,混凝土采用一次浇筑完毕,支承脚手架采用组合钢管架,其规格为Φ48×3。该工程梁断面变化不大,最大断面尺寸是300*750,现以该断面尺寸为代表进行计算。
二、技术交底
,,,在施工时要所有按照计算书上的规定及施工规范进行,不容许凭经验进行施工,为了保证施工中的安全,每次浇注砼之前,必须先对支撑的架体进行验收,合格后方可进行砼浇注,(监理及甲方参与)
b架体的搭设要横平竖直,管子搭接要错开搭接,,至少两个扣件扣牢;第一道水平管高150mm—200mm,(结合计算书);如果需要用顶托调平的,顶托必须摆正,顶托不能过长,控制在150mm---200mm。
C楼梯模板每次上翻三步,楼梯支撑需考虑人员以便上下,考虑后来装修需要,楼梯踏步在水平上均错开15mm----20mm;
三、制作模板及支撑的建筑材料和有关参数
1、胶模板:厚15mm,规格:900mm×1800mm,抗弯强度设计值:
fjm=30N/mm2,弹性模量:E=×103N/mm2,截面模量:W=1/6bh2=1/6×500×152=18750mm3,惯性矩:I=1/12bh3=1/12×500×153=140625mm4。
2、内背楞(次梁)松木方,规格:mm×80mm×35mm,强度级别:TC13B组,抗弯强度设计值:fm=13N/mm2,弹性模量:E=9000N/mm2,截面模量:W=1/6bh2=1/6×35×802=37333mm3,惯性矩:I=1/12bh3=1/12×35×803=1493333mm4。
3、外背楞(主梁)钢管,规格:Φ48mm×,截面积:A=424mm2,截面模量:W=4494mm3,惯性矩:I=×104mm4,回转半径:i=,重量:,弹性模量:E=×105N/mm2,抗拉、抗压、抗弯强度:f=205N/mm2。
四、梁支撑计算:
(1)、荷载:
梁的自重:25×××=
模板自重:×(×2+)×=
振捣荷载:2×=
合计:
(2)、验算立杆的稳定:
梁的支撑形式采用一跨两支点,,,。
×÷2=,N=4670N
每根立杆的截面积,查表得A=424mm2
每根立杆的计算长度L0=kuh=××=3141mm
回转半径,查表得i=
代入公式:λ=L0/i=3141÷=197
由λ=197,查得φ=
代入公式:σ=N/φ/A=4670÷÷424
=<205N/mm2安全。
(3)、对小横杆的抗弯强度进行验算:
每根小横杆所承受的荷载P=×.9=,
化为线荷载:q=9340÷700=
内力:M=1/8qL2=1/8××7002=817075N·mm,
查表得W=4494mm3
代入公式:σ=M/W=817075÷4494=<205N/mm2安全。
(4)、横杆挠度验算略。
(5)、扣件验算:
根据规范规定每个扣件容许的荷载8KN,<8KN,安全。
五、人防顶板的支撑
经计算顶板采用满堂脚手架,其立杆布置为800×800,步距为1600,
:(见附图三)
现对现浇板支撑进行验算:
(1)、荷载:
板的自重:25××=
模板自重:×=
施工荷载:3×=
合计:
(2)、验算立杆的稳定:
每根钢管所支承的荷载:××==7820N
顶板脚手架步距与梁的脚架相似,因此立杆计算长度相似,运用前例计算成果:
由λ=197,查得φ=
代入公式:σ=N/φ/A=7820÷÷424
=<205N/mm2安全。
(3)、验算横杆的抗弯承载能力:
把作用在横杆上三角形荷载化为等效均布载:
q=××2=
求内力M=1/8×qL2=1/8××8002=625600N·mm
由表查得W=4494mm3
代入公式:σ=M/W=625600/4494=<205N/mm2安全。
(4)、横杆挠度验算略。
(5)、扣件验算:
根据规范规定每个扣件容许的荷载8KN,<8KN,安全。
六、墙、柱、梁的侧模板和背楞(背销)在新浇砼侧压力作用下的抗弯能力和刚度进行计算。
1、墙的侧模板设计和计算(,其他参照施工):
1-1、荷载计算:
查《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-,当采用内部振捣器时,新浇砼作用在模板的侧压力原则值按下列公式进行计算,并取其中较小值:
F=(-1)
F=γ0H(-2)
式中:
F–––新浇砼对模板的侧压力计算值(KN/m2)
γ0–––砼重力密度,其值取24KN/m3
t0–––砼初凝时间,取200÷(20+15)=
β1–––外加剂影响修正系数,
β2–––砼坍落度修正系数,本工程坍落度:16cm至18cm,
V–––砼浇筑速度,取2m/h
H–––
将有关参数代入(-1)得:
F1=×24××××21/2=
将有关参数代入(-2)得:
F2=24×=120KN/m2
比较上面计算成果,F1<F2,故取F=F1=。
1-2、荷载组合:
查《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-,计算承载能力时:F=G4K+Q3K,验算挠度时:F=G4K。
上式中G4K=,Q3K=
1-3荷载设计值:
查《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-,荷载效应组合设计值应按(-2)和(-4)两式的计算成果进行比较,取其大值。
把有关数值代入(-2)得:
FS1=×(×+×)=()
把有关数值代入(-4)得:
FS2=×(×+××)=
因FS2>FS1,故取FS=FS2=。
1-4、对墙侧模板各构件进行内力计算:
新浇砼侧压力传递路线:砼→模板→次梁(内背楞)→主梁(外背楞),设模板系列安装示意见附图一。
1-4-1、验算对拉螺杆的抗拉强度:
螺杆的间距:500mm×500mm,选用一般螺杆M14,每个螺杆所承受的拉力:N=FS×××=×=
查《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-,M14轴向拉力设计值:
b
N=>
t
满足强度规定。
1-4-2、验算侧模板的抗弯强度:
墙侧模板建筑材料为胶合板,规格:1800×900×15(mm),以内背楞为支承梁,可以把其视为多跨持续梁,跨度=内背楞的间距=
165mm,宽度=外背楞的间距=500mm。
查《建筑构造设计手册》五跨持续梁的内力系数表,第二支座的负弯矩为最大弯矩。
故Mmax=×qL2=×××1652=103768N·mm
查《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-,胶合板抗弯强度应按下式计算:
σj=Mmax/Wj≤fim(-3)
把有关数值代入上面公式得:
σj=103768÷18750=<[fim]=30N/mm2满足强度规定
1-4-3、验算胶合板的挠度:
查《建筑构造设计手册》五跨持续梁的挠度系数表,第一跨挠度:
f=K5×qgL4/100EI≤[f]
式中:
K5–––挠度系数=
q–––均布恒载=qg=×=
L–––板跨165mm
E–––板的弹性模量=×103N/mm2
I–––板的贯性矩=140625mm4
把有关数值代入上面公式得:
f=××1654÷(100××103×140625)=
[f]=165÷400=
因f=<[f]=,满足刚度规定。
1-4-4、验算内背楞(次梁)的抗弯强度:
为简化计算把内背楞化成单跨梁,其最大弯矩:Mmax=1/8qL2
式中:
q–––作用在内背楞上的均布荷载=FS××÷=×
=
L–––内背楞的计算长度=500mm
把有关数值代入上面公式得:
Mmax=1/8××5002=374343N·mm
查《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-,内背楞(次梁)的抗弯强度应按下式计算:
σ=Mmax/W≤fm(-3)
把有关数值代入上式得:
σ=374343÷37333=10N/mm2<[fm]=13N/mm2,满足强度规定。
1-4-5、验算内背楞(木楞)的挠度:
查《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-,挠度应按下式进行计算:
υ=5qgL4/384EI≤[υ](-4)
式中:
qg—恒载线荷载原则值=××÷=
L—次梁计算长度=500mm
E—弹性模量=9000N/mm2
I—截面惯性距=1493333mm3
把有关数值代入上式得:
υ=5××5004÷(384×9000×1493333)
=<[υ]=500÷400=,满足刚性规定。
1-4-6、验算外背楞(钢管)的抗弯强度:
从模板系列安装示意图上可以看出,外背楞(钢管)是多跨持续梁,跨中作用两个集中荷载,其值就是次梁的支座反力。
故P=FS××=××==5990N
查《建筑构造设计手册》五跨持续梁内力系数:
跨中最大弯矩:Μ1=×5990×500=718800N·mm
支座最大负弯矩:Μ2=×5990×500=841595N·mm
因Μ2>Μ1,选支座负弯矩作抗弯强度验算。
查《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-,钢管背楞梁的抗弯强度应按下式计算:
σ=Mmax/W≤f(-1)
式中:
Mmax—最大弯矩值=841595N·mm
W—钢管截面模量=4494N/mm3
f—钢材抗弯强度设计值=205N/mm2
把有关数值代入上式得:
σ=841595÷4494=187N/mm2<f=205N/mm2,满足强度规定。
1-4-7、验算外背楞(钢管)的挠度:
查《建筑构造设计手册》在集中荷载作用下五跨持续梁的挠度应按下式计算:
f=K6×PL3/100EI≤[f]
式中:
K6–––第一跨挠度计算系数=
P–––集中荷载设计值=××==4843N
L–––钢主梁计算长度=500mm
E–––钢材的弹性模量=×105N/mm2
I–––钢管的贯性矩=×104mm4
把有关数值代入上面公式得:
f=×4843×5003÷(100××105××104)=
[f]=L/400=500÷400=
因f=<[f]=,满足刚度规定。
2、梁侧模板的设计和计算(,其他参照施工):
2-1、荷载计算:
按《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-公式:(-1)和(-2),计算得:
F1=×24××××21/2=
F2=24×=
因F2<F1,故取F=F2=。
2-2、荷载组合:
查《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-,计算承载能力时:F=G4K+Q3K,验算挠度时:F=G4K。
上式中G4K=,Q3K=
2-3荷载设计值:
根据前例的计算成果,取大值,套用公式(-4)得: