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審核:北京卓良模板****
2010-08-20
一. 編制計算書遵守的規範和規程:
《建築結構荷載規範gb 50009-2001)
《鋼結構設計規範gbj 50017-2003)
《混凝土結構設計規範gb 50010-2002)
《混凝土結構工程施工質量驗收規範》(gb 50204-2002)
《建築施工計算手冊江正榮編著
《鋼結構工程施工質量驗收規範》 (gb 50205-2001)
二. 爬模組成:
爬模由預埋件、附牆裝置、三腳架、模板組成。
三. 計算引數:
⒈各操作平台的設計施工荷載為:
模板,澆築,鋼筋綁紮工作平台(1)最大允許承載 1.5kn/m2
拉桿等安裝、拆卸工作平台(2)最大允許承載 0.75kn/m2
拉桿等安裝、拆卸工作平台(3)最大允許承載 0.75kn/m2
模板後移及傾斜操作主平台(4)最大允許承載 1.5kn/m2
拆卸爬錐工作平台(5)最大允許承載0.75kn/ m2
⒉除與結構連線的關鍵部件外,其它鋼結構剪力設計值為:fv=85kn; 拉力設計值為:f=215kn;
3 爬模爬公升時,結構砼抗壓強度不低於15mpa。
4.各個平台的荷載設計值
此處設定分配到單榀架體的模板寬為3.0公尺,高為6.15公尺(混凝土澆築高度為6公尺)。
①引數說明
施工活載——施加到各平台的施工荷載;
平台長——分配到單榀架體上的模板寬度;取決於方案布置,在此以3.0公尺為例計算
荷載分項係數——荷載的放大係數;活載取1.4
荷載設計值——強度計算中使用,其值等於荷載標準值乘以荷載分項係數;
②計算**
5.上架體自重(以三層桁架為例計算)
標準節重——由標準圖計算而得;
單個加高節重——由標準圖計算而得;
平台梁重——這裡設定選擇單槽鋼16做平台梁;單根單位重量是19.8kg/m,上架體最頂層平台板直接鋪在架子上無需平台梁,因此需要4根平台梁即可。
平台板自重——平台板一般取50mm厚的木板,木材的密度取540㎏/m3,這裡取27㎏/m2。
平台長——分配到單個架體上的模板寬度;
平台板——平台板自重線荷載;此處平台板自重不計入上架體總重當中,以均佈線荷載的形式施加到平台上。
注意:此處的平台板沒有計入上架體總重當中,它將作為均佈線荷載與平台施工荷載一起施加到各個平台處。
6.模板自重
7.風荷載計算
假定最大風荷載為0.74kn/m2,作用在模板表面,則沿背楞高度方向風荷載設計值如下表
8.主平台計算
主平台平台板以及主平台梁自重通過平台梁以集中荷載的形式作用於承重三角架相應位置處
9.連線鋼管計算
根據方案布置而定,這裡設定上架體布置9根連線鋼管,下架體布置9根,鋼管採用3×48
四. 用結構力學求解器對架體進行受力分析:
荷載施加說明:
a.主背楞承受風荷載,由模板傳來,以均布荷載的形式作用於主背楞上,大小為3.13kn/m,方向為水平向右;
上架體自重、模板自重以及上架體連線鋼管自重以集中荷載的形式,通過與後移橫樑的連線點傳遞,且大部分荷載是施加到靠近模板的節點處,這裡設定施加到靠近模板節點處的荷載是自重的0.65倍,另一節點處為0.35倍的自重,大小分別為0.
65×(6.2+14.39+1.
62)=14.44kn,0.35×(6.
2+14.39+1.62)=7.
77kn,方向豎直向下;
各平台均佈線荷載:平台(1)6.3+0.
81=7.11kn;平台(2)3.15+0.
81=3.96kn;平台(3)3.15+0.
81=3.96kn;
主平台木樑作用處的集中荷載包括主平台板自重、平台梁自重以及其上的施工荷載,那麼每個接觸點處的集中荷載大小為0.59+0.5×1.
88+0.5×6.3×2.
32=5.69kn,方向為豎直向下;
下架體自重作用於吊平台豎桿與承重三角架連線點處,包括下架體自重以及吊平台平台板、平台梁自重。由標準圖以及上述計算可得:1.
97+0.59×2+0.27×3×1.
08+1.62=5.64n,平均分配,則大小為2.
82kn,方向豎直向下。
i.荷載圖軸力圖(kn)
剪力圖(kn彎矩圖(
各桿件的軸力、彎矩、剪力見下表:
上述選擇的是受力最不利的桿件,如果上述桿件符合要求,那麼其它桿件一定滿足要求。受拉桿件遠滿足要求,只需要驗算受壓桿件的穩定性即可。
各桿件型號和截面引數如下表:
②受壓桿件的穩定驗算:(軸力圖中藍色表示的桿件)
穩定驗算中,受壓桿件的長細比小於容許長細比,應力小於抗壓設計值,滿足要求。
支座反力:
反力圖(kn)
節點1處(埋件處)支座水平向反力大小為80.55kn,方向為水平向左;豎向反力大小為54.29kn,方向為豎直向上。
節點19處(附牆撐處)反力大小為61.27kn,方向為水平向右。
b.當風荷載水平向左時,分析如下:
荷載圖軸力圖(kn)
剪力圖(kn彎矩圖(
各桿件的軸力、彎矩、剪力見下表:
上述選擇的是受力最不利的桿件,如果上述桿件符合要求,那麼其它桿件一定滿足要求。受拉桿件遠滿足要求,只需要驗算受壓桿件的穩定性即可。
②受壓桿件的穩定驗算:(軸力圖中藍色表示的桿件)
穩定驗算中,受壓桿件的長細比小於容許長細比,應力小於抗壓設計值,滿足要求。
支座反力:
反力圖(kn)
節點1處(埋件處)支座水平向反力大小為22.21kn,方向為水平向右;豎向反力大小為54.29kn,方向為豎直向上。
節點19處(附牆撐處)反力大小為2.93kn,方向為水平向左,附牆撐只能提供支撐力,不能提供拉力,此時需要防風繩來承受這個拉力,但此力較小,也可以不設定防風繩。
其它工況,如只作用風荷載(向左,向右),經計算分析,雖然有些桿件由受拉變為了受壓,但是內力值相對較小,符合受力要求;且各桿件的內力值大小都較上述小,所以不作為不利組合考慮。
另,桿件1、11為主要的受力桿件,需要對其進行強度驗算:
桿件1為雙12#槽鋼,,:
抗彎驗算:,,截面塑性發展係數
抗剪驗算: 由材料力學知識,,對1#桿件,, ,,, 故
折算應力:
滿足要求。
桿件11為80x4.0的方鋼管,,:
抗彎驗算:
,,截面塑性發展係數
抗剪驗算:
,,,故折算應力:
滿足要求。
經分析各桿件的變形也符合要求,由上述分析可選較不利的組合,那麼最終對埋件的拔力n=80.55kn;剪力v=54.29kn;附牆撐處的支撐反力r=61.27kn。
五. 重要構件以及埋件的計算:
⒈桁架斜撐計算
螺桿承受最大壓力f=56.9kn,螺桿螺紋為t60×6,大徑d=60mm,中徑d2=57mm,小徑d3=53mm,螺距為p=6mm,基本牙型高度h1=0.5p=3mm,旋合圈數n=h/p=8.
3,螺桿和螺母材料均為q235
①螺紋抗剪驗算
當螺桿和螺母材料相同時,只校核螺桿螺紋強度。
由於螺紋為梯形螺紋,則其牙根寬度b=0.65p=3.9mm,基本牙型高度h1=0.5p=3mm,螺紋小徑
=53mm。
則其剪下強度: n/mm2<=46.8n/mm2
(由於螺紋牙材質為q235,其許用剪應力,取46.8n/mm2),滿足要求。
②螺桿強度驗算
其彎曲強度: n/mm2<=85n/mm2
(螺紋牙許用彎曲應力,取85n/mm2),滿足要求。
③螺桿的穩定性驗算
由於螺桿會受到壓力,故需進行穩定性計算。
螺桿最大工作長度=360mm,按照一端固定一端鉸支可得長度係數=0.7,螺桿危險截面的慣性半徑=13.25mm,故=19.02<(q235的=61),不作壓桿穩定性驗算。
⒉主橫樑埋件支座端頭板承壓驗算如下:
主橫樑端頭板與埋件支座的有效承壓面積a=16×47=752mm2,承壓力v=54.29kn,則其承壓應力
<325n/mm2(q235鋼承壓強度設計值)
滿足要求。
⒊三角架尾撐抗壓驗算如下:
尾撐截面積a=10000mm2,尾撐處的支撐力r=61.27kn,則壓應力滿足要求。
⒋防風繩計算(抗傾覆驗算)
一般選擇鋼絞線,兩股鋼絞線,f=1720n/mm2,最小直徑為10mm,最小面積為amin=78.5mm2
鋼絞線所能承受的最大拉力為
此拉力遠大於架體傾覆力,因此滿足要求。
⒌埋件系統計算
單個埋件的拔力設計值為150kn,剪力設計值為100kn。
①混凝土抗拔驗算:
根據《建築施工計算手冊》,按錨板錨固錐體破壞計算埋件的錨固強度如下:
假定埋件距高度方向混凝土邊緣有足夠的距離,
錨板螺栓在軸向力f作用下,螺栓及其周圍的
混凝土以圓錐臺形從混凝土中拔出破壞(見右圖)。
分析可知,沿破裂面作用有切向應力τs和法向應力
δs,由力系平衡條件可得:
使;,由試驗得:當b/h在0.19~1.9時,α=45°,δf=0.0203 fc, 代入式中得:
式中 fc—————混凝土抗壓強度設計值(選擇c30混凝土,fc=14.3n/mm2);
h—————破壞錐體高度(通常與錨固深度相同)(400mm);
b—————錨板邊長(100mm).
所以混凝土的抗拔力為f=263.12 kn >150 kn, 故滿足要求。
②混凝土區域性承壓驗算:
根據《混凝土結構設計規範》區域性受壓承載力計算:
式中 fl —區域性受壓面上的作用的區域性荷載或區域性壓力設計值;(kn)
fc —混凝土軸心抗壓強度設計值;(14.3n/mm2)
βc—混凝土強度影響係數;(查值為0.94)
βl—混凝土區域性受壓時的強度提高係數;(2)