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横岗轨道交通二期双层车辆段主体工程施工组织设计4.1设计计算依据与参数
计算依据2《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
GBT 39640-2020标准下载表1模板支架计算长度附加系数k1
步距h(m)h≤0.90.9 k11.2431.1851.1671.163 —————————————————————————————————————— 表2模板支架计算长度附加系数k2 —————————————————————————————————————— H(m)46810121416182025303540h+2a或u1h(m) 1.351.01.0141.0261.0391.0421.0541.0611.0811.0921.1131.1371.1551.173 1.441.01.0121.0221.0311.0391.0471.0561.0641.0721.0921.1111.1291.149 1.531.01.0071.0151.0241.0311.0391.0471.0551.0621.0791.0971.1141.132 1.621.01.0071.0141.0211.0291.0361.0431.0511.0561.0741.0901.1061.123 1.801.01.0071.0141.0201.0261.0331.0401.0461.0521.0671.0811.0961.111 1.921.01.0071.0121.0181.0241.0301.0351.0421.0481.0621.0761.0901.104 2.041.01.0071.0121.0181.0221.0291.0351.0391.0441.0601.0731.0871.101 2.251.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0421.0571.0701.0811.094 2.701.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0421.0531.0661.0781.091 4.2满堂楼板钢管高支撑架设计及验算 4.2.1350厚楼板满堂钢管高支撑架设计计算书 模板支架搭设高度为10.5米 搭设尺寸为:立杆的纵距b=0.90米,立杆的横距l=0.75米,立杆的步距h=1.20米。 梁顶托采用双钢管(48×3.0mm)。 模板为18mm厚胶合板,木方规格80×80mm,间距300mm。 图1楼板支撑架立面简图 图2楼板支撑架荷载计算单元 采用的钢管类型为48×3.0。 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。 静荷载标准值q1=(25.000×0.350+0.350×1.000)×0.900=8.190kN/m 注:模板及木方静荷载为0.35kN/m 活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×0.900=2.700kN/m 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=90.00×1.80×1.80/6=48.60cm3; I=90.00×1.80×1.80×1.80/12=43.74cm4; 其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2); M——面板的最大弯距(N.mm); W——面板的净截面抵抗矩; [f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2; 其中q——荷载设计值(kN/m); 经计算得到M=0.100×(1.2×8.190+1.4×2.700)×0.300×0.300=0.122kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.122×1000×1000/48600=2.520N/mm2 面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求! (2)抗剪计算[可以不计算] T=3Q/2bh<[T] 其中最大剪力Q=0.600×(1.2×8.190+1.4×2.700)×0.300=2.449kN 截面抗剪强度计算值T=3×2449.0/(2×900.000×18.000)=0.227N/mm2 截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2 抗剪强度验算T<[T],满足要求! v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250 面板最大挠度计算值v=0.677×8.190×3004/(100×6000×437400)=0.171mm 面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求! 2.模板支撑木方的计算 木方按照均布荷载下连续梁计算。 (1)钢筋混凝土板自重(kN/m): q11=25.000×0.350×0.300=2.625kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m): q12=0.350×0.300=0.105kN/m (3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m): 经计算得到,活荷载标准值q2=(1.000+2.000)×0.300=0.900kN/m 静荷载q1=0.00×2.625+0.00×0.105=3.276kN/m 活荷载q2=1.4×0.900=1.260kN/m 按照三跨连续梁计算,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=3.402/0.750=4.536kN/m 最大弯矩M=0.1ql2=0.1×4.54×0.75×0.75=0.255kN.m 最大剪力Q=0.6×0.750×4.536=2.041kN 最大支座力N=1.1×0.750×4.536=3.742kN 本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=8.00×8.00×8.00/6=85.33cm3; I=8.00×8.00×8.00×8.00/12=341.33cm4; (1)木方抗弯强度计算 抗弯计算强度f=0.255×106/85333.3=2.99N/mm2 木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)木方抗剪计算[可以不计算] 最大剪力的计算公式如下: 截面抗剪强度必须满足: T=3Q/2bh<[T] 截面抗剪强度计算值T=3×2041/(2×80×80)=0.478N/mm2 截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2 木方的抗剪强度计算满足要求! 最大变形v=0.677×2.730×750.04/(100×9500.00×3413333.5)=0.180mm 木方的最大挠度小于750.0/250,满足要求! 托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。 集中荷载取木方的支座力P=3.742kN 均布荷载取托梁的自重q=0.080kN/m。 托梁弯矩图(kN.m) 经过计算得到最大弯矩M=1.072kN.m 经过计算得到最大支座F=12.491kN 经过计算得到最大变形V=1.3mm 顶托梁的截面力学参数为 截面抵抗矩W=8.98cm3; 截面惯性矩I=21.56cm4; (1)顶托梁抗弯强度计算 抗弯计算强度f=1.072×106/1.05/8982.0=113.67N/mm2 顶托梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求! 最大变形v=1.3mm 顶托梁的最大挠度小于750.0/400,满足要求! 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: 其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN; R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆,无需计算。 5、模板支架荷载标准值(立杆轴力) 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=0.128×10.500=1.340kN (2)模板的自重(kN): NG2=0.350×0.900×0.750=0.236kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3=25.000×0.350×0.900×0.750=5.906kN 经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.483kN。 2).活荷载为施工荷载标准值与振捣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)×0.900×0.750=2.025kN 3).不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N=1.20NG+1.4NQ 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 其中N——立杆的轴心压力设计值,N=11.81kN ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到; i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60 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 ——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2); [f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2; l0——计算长度(m); 如果完全参照《扣件式规范》,由公式(1)或(2)计算 l0=(h+2a)(2) k1——计算长度附加系数,按照表1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=0.30m; 公式(1)的计算结果:l0=1.155×1.700×1.20=2.356m =2356/16.0=147.724 =11814/(0.320×424)=87.034N/mm2 立杆的稳定性计算<[f],满足要求! 公式(2)的计算结果:l0=1.200+2×0.300=1.800m =1800/16.0=112.853 =11814/(0.503×424)=55.395N/mm2 立杆的稳定性计算<[f],满足要求! 如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算 l0=k1k2(h+2a)(3) k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.026; 公式(3)的计算结果:l0=1.155×1.026×(1.200+2×0.300)=2.133m=2133/16.0=133.734 =11814/(0.382×424)=73.022N/mm2 立杆的稳定性计算<[f],满足要求! 1).计算楼板强度说明 验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取15.20m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。 宽度范围内配筋3级钢筋,配筋面积As=1050.0mm2,fy=360.0N/mm2。 板的截面尺寸为b×h=750mm×350mm,截面有效高度h0=330mm。 按照楼板每15天浇筑一层,所以需要验算15天、30天、45天...的承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下: 2).计算楼板混凝土15天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边15.20m短边15.20×0.30=4.56m 楼板计算范围内摆放17×7排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。 第2层楼板所需承受的荷载为 q=1×1.20×(0.35+25.00×0.35)+1×1.20×(1.34×17×7/15.20/4.56)+1.4×(2.00+1.00) =17.88kN/m2 计算单元板带所承受均布荷载q=0.75×17.88=13.41kN/m 板带所需承担的最大弯矩按照两边固接单向板计算 Mmax=ql2/12=13.41×15.202/12=258.20kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为25.00℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线。 得到15天后混凝土强度达到81.27%,C30.0混凝土强度近似等效为C24.4。 DB34/T 4028-2021标准下载混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=11.62N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度: =Asfy/bh0fcm=1050.00×360.00/(750.00×330.00×11.62)=0.13 DB44/T 998-2012 陶瓷废料循环利用 隔热轻质环保型陶瓷砖.pdf查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 此层楼板所能承受的最大弯矩为: 结论:由于Mi=123.33=123.33