截面高度为600×1200的框架梁计算书.doc

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1、截面高度为6001200的框架梁计算书因本工程梁支架高度大于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。梁段:KZL6。一、参数信息1.模板支撑及构造参数梁截面宽度 B(m)：0.60；梁截面高度 D(m)：1.20；混凝土板厚度(mm)：160.00；立杆沿梁跨度方向间距La(m)：0.70；立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m)：0.10；立杆步距h(m)：1.50；板底承重立杆横向间距或排距Lb(m)：1.00；梁支撑架搭设高度H(m)：4.80；梁两侧立杆间距(m)：1

2、.00；承重架支撑形式：梁底支撑小楞平行梁截面方向；梁底增加承重立杆根数：1；采用的钢管类型为483.5；立杆承重连接方式：可调托座；2.荷载参数新浇混凝土重力密度(kN/m3)：24.00；模板自重(kN/m2)：0.35；钢筋自重(kN/m3):1.50；施工均布荷载标准值(kN/m2)：2.0；新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2)：8.9；振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2)：2.0；振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2)：4.0；3.材料参数木材品种：杉木；木材弹性模量E(N/mm2)：9000.0；木材抗压强度设计值fc(N/mm)：10.0；木材抗弯强度设计值fm(N/mm2)：

3、11.0；木材抗剪强度设计值fv(N/mm2)：1.4；面板材质：胶合面板；面板厚度(mm)：16.00；面板弹性模量E(N/mm2)：6000.0；面板抗弯强度设计值fm(N/mm2)：13.0；4.梁底模板参数梁底方木截面宽度b(mm)：50.0；梁底方木截面高度h(mm)：100.0；梁底模板支撑的间距(mm)：200.0；5.梁侧模板参数次楞间距(mm)：350；主楞竖向根数：3；穿梁螺栓直径(mm)：M12；穿梁螺栓水平间距(mm)：700；主楞到梁底距离依次是：200mm，600mm，900mm；主楞材料：圆钢管；直径(mm)：48.00；壁厚(mm)：3.50；主楞合并根数：2；

4、次楞材料：木方；宽度(mm)：50.00；高度(mm)：100.00；二、梁侧模板荷载计算按施工手册，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: F=0.22t12V1/2 F=H其中 - 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3； t - 新浇混凝土的初凝时间，取1.000h； T - 混凝土的入模温度，取25.000； V - 混凝土的浇筑速度，取1.500m/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1.200m； 1- 外加剂影响修正系数，取1.200； 2- 混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。分别计算得 8.924 kN/m2、2

5、8.800 kN/m2，取较小值8.924 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振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。 面板计算简图(单位：mm)1.强度计算材料抗弯强度验算公式如下: M/W f其中，W - 面板的净截面抵抗矩，W = 1041.61.6/6=44.37cm3； M - 面板的最大弯矩(Nmm)； - 面板的弯曲应力计算值(N/mm2)； f - 面板的抗弯强度设计值(N/mm2)；按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算：Mmax = 0.1q1l2+0.117q2

6、l2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= 1.21.048.920.9=10.023kN/m；振捣混凝土荷载设计值: q2= 1.41.0440.9=5.242kN/m；计算跨度: l = 350mm；面板的最大弯矩 M = 0.110.0233502 + 0.117 5.2423502 = 1.98105Nmm；面板的最大支座反力为：N=1.1q1l+1.2q2l=1.110.0230.35+1.25.2420.35=6.06kN；经计算得到，面板的受弯应力计算值: = 1.98105 / 4.44104=4.5N/mm2；面板的抗弯强度设计值: f

7、= 13N/mm2；面板的受弯应力计算值 =4.5N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 f=13N/mm2，满足要求！ 2.挠度验算=0.677ql4/(100EI)l/250 q-作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值: q=10.023N/mm； l-计算跨度: l = 350mm； E-面板材质的弹性模量: E = 6000N/mm2； I-面板的截面惯性矩: I = 1041.61.61.6/12=35.5cm4；面板的最大挠度计算值: = 0.67710.0233504/(10060003.55105) = 0.478 mm；面板的最大容许挠度值: = l/250 =350/

8、250 = 1.4mm；面板的最大挠度计算值 =0.478mm 小于 面板的最大容许挠度值 =1.4mm，满足要求！四、梁侧模板支撑的计算1.次楞计算次楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的两跨连续梁计算。次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：q=6.060/(1.200-0.160)=5.827kN/m本工程中，次楞采用木方，宽度50mm，高度100mm，截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:W = 151010/6 = 83.33cm3；I = 15101010/12 = 416.67cm4；E = 9000.00 N/mm2； 计算简图 剪力图(kN) 弯矩

9、图(kNm) 变形图(mm)经过计算得到最大弯矩 M = 0.117 kNm，最大支座反力 R= 2.499 kN，最大变形 = 0.049 mm（1）次楞强度验算强度验算计算公式如下: = M/Wf经计算得到，次楞的最大受弯应力计算值 = 1.17105/8.33104 = 1.4 N/mm2；次楞的抗弯强度设计值: f = 11N/mm2；次楞最大受弯应力计算值 = 1.4 N/mm2 小于 次楞的抗弯强度设计值 f=11N/mm2，满足要求！（2）次楞的挠度验算次楞的最大容许挠度值: = 400/400=1mm；次楞的最大挠度计算值 =0.049mm 小于 次楞的最大容许挠度值 =1mm

10、，满足要求！2.主楞计算主楞承受次楞传递的集中力，取次楞的最大支座力2.499kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，主楞采用圆钢管，直径48mm，壁厚3.5mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = 25.078=10.16cm3；I = 212.187=24.37cm4；E = 206000.00 N/mm2； 主楞计算简图 主楞计算剪力图(kN) 主楞计算弯矩图(kNm) 主楞计算变形图(mm)经过计算得到最大弯矩 M = 0.394 kNm，最大支座反力 R= 5.560 kN，最大变形 = 0.254 mm（1）主楞抗弯强度验算 = M/Wf经计算得到，主楞的受弯应力

11、计算值: = 3.94105/1.02104 = 38.8 N/mm2；主楞的抗弯强度设计值: f = 205N/mm2；主楞的受弯应力计算值 =38.8N/mm2 小于 主楞的抗弯强度设计值 f=205N/mm2，满足要求！（2）主楞的挠度验算根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为 0.254 mm主楞的最大容许挠度值: = 700/400=1.75mm；主楞的最大挠度计算值 =0.254mm 小于 主楞的最大容许挠度值 =1.75mm，满足要求！五、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。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

12、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 = 6001616/6 = 2.56104mm3； I = 600161616/12 = 2.05105mm4； 1.抗弯强度验算按以下公式进行面板抗弯强度验算： = M/Wf新浇混凝土及钢筋荷载设计值：q1:1.2(24.00+1.50)0.601.200.90=19.829kN/m；模板结构自重荷载设计值：q2:1.20.350.600.90=0.227kN/m；施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值：q3: 1.4(2.00+2.00)0.600.90=3.024kN/m；最大

13、弯矩计算公式如下:Mmax=0.1(q1+ q2)l2+0.117q3l2= 0.1(19.829+0.227)2002+0.1173.0242002=9.44104Nmm； =Mmax/W=9.44104/2.56104=3.7N/mm2；梁底模面板计算应力 =3.7 N/mm2 小于 梁底模面板的抗弯强度设计值 f=13N/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：= 0.677ql4/(100EI)=l/250其中，q-作用在模板上的压力线荷载:q =q1+q2=19.829+0.227=20.056kN/m；

14、l-计算跨度(梁底支撑间距): l =200.00mm； E-面板的弹性模量: E = 6000.0N/mm2；面板的最大允许挠度值: =200.00/250 = 0.800mm；面板的最大挠度计算值: = 0.67720.0562004/(10060002.05105)=0.177mm；面板的最大挠度计算值: =0.177mm 小于 面板的最大允许挠度值: =0.8mm，满足要求！六、梁底支撑木方的计算1.荷载的计算(1)钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m)： q1 = 1.2(24+1.5)1.20.2+0.350.2(21.04+0.6)/ 0.6=7.719 kN/m；(2)施工荷

15、载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m)： q2 = 1.4(2+2)0.2=1.12 kN/m；均布荷载设计值 q = 7.719+1.120 = 8.839 kN/m；梁两侧楼板荷载以集中荷载的形式传递，其设计值： p=0.201.20.1624.00+1.4(2.00+2.00)0.20=0.408kN2.支撑方木验算本工程梁底支撑采用方木，方木的截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为：W=51010/6 = 8.33101 cm3；I=5101010/12 = 4.17102 cm4；E= 9000 N/mm2；计算简图及内力、变形图如下： 简图(kNm) 剪力图(kN) 弯

16、矩图(kNm) 变形图(mm)方木的支座力:N1=N3=0.582 kN；N2=4.955 kN；最大弯矩：M= 0.229kNm最大剪力：V= 2.478 kN方木最大正应力计算值 ： =M/W=0.229106 /8.33104=2.8 N/mm2；方木最大剪应力计算值 ： =3V/(2bh0)=32.4781000/(250100)=0.743N/mm2；方木的最大挠度： =0.086 mm；方木的允许挠度：= 1103/2/250=2mm；方木最大应力计算值 2.750 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 f=11.000 N/mm2，满足要求！方木受剪应力计算值 0.743 N/m

17、m2 小于 方木抗剪强度设计值 fv=1.400 N/mm2，满足要求！方木的最大挠度 =0.086 mm 小于 方木的最大允许挠度 =2.000 mm，满足要求！七、梁跨度方向托梁的计算作用于托梁的荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。托梁采用：钢管(双钢管) :483.5；W=10.16 cm3；I=24.38 cm4；1.梁两侧托梁的强度计算托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中力P= 0.582 kN. 托梁计算简图 托梁计算弯矩图(kNm) 托梁计算变形图(mm) 托梁计算剪力图(kN)最大弯矩 Mmax = 0.144 kNm ；最大变形 max =

18、 0.098 mm ；最大支座力 Rmax = 2.258 kN ；最大应力 =M/W= 0.144106 /(10.16103 )=14.2 N/mm2；托梁的抗弯强度设计值 f=205 N/mm2；托梁的最大应力计算值 14.2 N/mm2 小于 托梁的抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!托梁的最大挠度max=0.098mm小于700/150与10 mm,满足要求!2.梁底托梁的强度计算托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中力P= 4.955 kN. 托梁计算简图 托梁计算弯矩图(kNm) 托梁计算变形图(mm) 托梁计算剪力图(kN)最大弯矩 Mmax = 1.23 kN

19、m ；最大变形 max = 0.831 mm ；最大支座力 Rmax = 19.224 kN ；最大应力 =M/W= 1.23106 /(10.16103 )=121 N/mm2；托梁的抗弯强度设计值 f=205 N/mm2；托梁的最大应力计算值 121 N/mm2 小于 托梁的抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!托梁的最大挠度max=0.831mm小于700/150与10 mm,满足要求!八、立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式 = N/(A)f1.梁两侧立杆稳定性验算其中 N - 立杆的轴心压力设计值，它包括：纵向钢管的最大支座反力： N1 =2.258 kN ；脚手架钢管的自重

20、： N2 = 1.20.1294.8=0.744 kN；N =N1+N2=2.258+0.744=3.001 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； A - 立杆净截面面积 (cm2)： A = 4.89； W - 立杆净截面抵抗矩(cm3)：W = 5.08； - 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 N/mm2； lo - 计算长度 (m)； 根据扣件式规范，立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kh和lo=h+2a， 为安全计，取二者间的大值，即

21、: lo = Max1.1671.71.5,1.5+20.1= 2.976 m； k - 计算长度附加系数，取值为：1.167 ； - 计算长度系数，参照扣件式规范表5.3.3，=1.7； a - 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1m; 得到计算结果: 立杆的计算长度 lo/i = 2975.85 / 15.8 = 188 ；由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.203 ；钢管立杆受压应力计算值 ；=3001.221/(0.203489) = 30.2 N/mm2；钢管立杆稳定性计算 = 30.2 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f

22、= 205 N/mm2，满足要求！2.梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算其中 N - 立杆的轴心压力设计值，它包括：纵向钢管的最大支座反力：N1 =19.224 kN ；脚手架钢管的自重： N2 = 1.20.129(4.8-1.2)=0.744 kN；N =N1+N2 =19.224+0.558=19.781 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； A - 立杆净截面面积 (cm2)： A = 4.89； W - 立杆净截面抵抗矩(cm3)：W = 5.08； - 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/m

23、m2)； f - 钢管立杆抗压强度设计值：f =205 N/mm2； lo - 计算长度 (m)； 根据扣件式规范，立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kh和lo=h+2a， 为安全计，取二者间的大值，即: lo = Max1.1671.71.5,1.5+20.1= 2.976 m； k - 计算长度附加系数，取值为：1.167 ； - 计算长度系数，参照扣件式规范表5.3.3，=1.7； a - 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1m; 得到计算结果: 立杆的计算长度 lo/i = 2975.85 / 15.8 = 188 ；由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆

24、的稳定系数= 0.203 ；钢管立杆受压应力计算值 ；=19781.318/(0.203489) = 199.3 N/mm2；钢管立杆稳定性计算 = 199.3 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！ 考虑到高支撑架的安全因素，建议按下式计算 lo= k1k2(h+2a) = 1.1671.003(1.5+0.12) = 1.99 m； 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 =1.7按照表2取值1.003 ；lo/i = 1989.852 / 15.8 = 126 ；由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.417 ；钢管立杆的最大应力计算值 ；= 19781.318/(0.417489) = 97 N/mm2；钢管立杆稳定性计算 = 97 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！