荷载计算及计算公式小知识

荷载计算及计算公式小知识1、脚手架参数立杆横距(m): 0.6；立杆纵距(m): 0.6；横杆步距(m): 0.6；板底支撑材料：方木；板底支撑间距(mm) : 600；模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点长度(m):0.2；模板支架计算高度(m): 1.7；采用的钢管(mm)g48x3.5；扣件抗滑力系数(KN): 8；2、荷载参数模板自重(kN/m2): 0.5；钢筋自重(kN/m3) : 1.28；混凝土自重(kN/m3): 25；施工均布荷载标准值(kN/m2): 1；振捣荷载标准值(kN/m2): 23、楼板参数钢筋级别：二级钢HRB 335(20MnSi)；楼板混凝土强度等级:C30；楼板的计算宽度(m): 12.65；楼板的计算跨度(m): 7.25；楼板的计算厚度(mm): 700；施工平均温度(C): 25；4、材料参数模板类型：600mmx1500mmx55mm钢模板；模板弹性模量E(N/mm2)： 210000；模板抗弯强度设计值fm(N/mm2)： 205；木材品种：柏木；木材弹性模量E(N/mm2)： 9000；木材抗弯强度设计值fm(N/mm2)： 13；木材抗剪强度设计值fv(N/mm2)： 1.3； 48x3.5mm钢管、扣件、碗扣式立杆、横杆、立杆座垫、顶托。16a槽钢。锤子、打眼电钻、活动板手、手锯、水平尺、线坠、撬棒、吊装索具等。脱模剂：水质脱模剂。辅助材料：双面胶纸、海绵等。1) 荷载计算：(1) 钢筋混凝土板自重(kN/m)： q1=(25+1.28)X0.6X0.7=11.04kN/m；(2) 模板的自重线荷载(kN/m):q2=0.5X0.6=0.3kN/m ；(3) 活荷载为施工荷载标准值(kN)： q3=(1+2)X0.6 =1.8kN； q=1.2x(q1+q2)+1.4Xq3=1.2x(11.04+0.3)+1.4X1.8=16.128kN/m2) 抗弯强度计算f = M / W f其中f模板的抗弯强度计算值(N/mm2)；M 模板的最大弯距(N.mm)； W 模板的净截面抵抗矩；W= 5940mm3； f模板的抗弯强度设计值；M =0.1ql2= 0.100x16.128x0.6x0.6=0.581kN.m故 f = 0.581x1000x1000/5940=97.8N/mm2模板的抗弯强度验算f f=205 N/mm2,满足要求！3) 挠度计算v =0.677ql4/100EIv=l/150=4mm模板最大挠度计算值 v=0.677x(11.04+0.3)x6004/(100x210000x269700)=0.175mm 模板的最大挠度小于v,满足要求！4) 模板支撑方木的计算方木按照均布荷载下两跨连续梁计算。(1)荷载的计算 钢筋混凝土板自重(kN/m)：qL1=(25+1.28)x0.70x0.6=11.04kN/m 模板的自重线荷载(kN/m)： qL2=0.5x0.3=0.15kN/m 活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值q1=(1+3)x0.6=2.4kN/m静荷载 q2=1.2x(11.04+0.15)=13.428kN/m活荷载 q3=1.4x2.4=3.360kN/m5) 方木的计算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=(13.428+3.36)/0.6=27.98kN/m最大弯矩 M=0.1ql2=0.1x27.98x0.6x0.6=1.007kN.m最大剪力 Q=0.6x0.6x27.98=10.07kN最大支座力 N=1.1x0.6x27.98=18.47kN方木的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=10x10x10/6= 166.66cm3；I=10x10x10x10/12=833.33cm4； 方木抗弯强度计算抗弯计算强度 f=1.007x106/166.66x103=6.04N/mm2方木的抗弯计算强度小于13N/mm2,满足要求！ 方木抗剪计算截面抗剪强度必须满足：T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=3x10070/(2x100x100)=1.21N/mm2截面抗剪强度设计值T=1.30N/mm2方木的抗剪强度计算满足要求！ 方木挠度计算最大变形 v=0.677x27.98x6004/(100x9000x8333300)=0.33mmv=600/150=4mm方木的最大挠度小于v,满足要求！6)主楞支撑方木计算(力学求解器2.5)主楞支撑方木按照集中荷载作用下的连续梁计算 集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=18.47kN计算简图弯矩图(N.m)变形图(m)剪力图(N)轴力图经过连续梁的计算得到：最大弯矩 Mmax=1385.25N.m最大变形vmax=0.59mm最大支座力Qmax=9235N抗弯计算强度 f=1058x103/166.66x103=6.35N/mm2支撑方木的抗弯计算强度小于13N/mm2,满足要求！抗弯计算强度 f=1385.25x103/166.66x103=8.31N/mm2抗剪计算强度 T = 3Q/2bh=3x9235/(2x100x100)=1.28N/mm2支撑方木的抗剪计算强度小于1.3N/mm2,满足要求！支撑方木的最大挠度小于600/150的10mm,满足要求！7) 扣件抗滑移的计算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(规范5.2.5):R Rc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；计算中R取最大支座反力，R=18.47kN单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求可以考虑采用双扣件！当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8.0kN；双扣件在20kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取12.0kN。8) 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： 扣件传递的荷载(kN)：NG1 = R = =18.47 kN； 支架及方木的自重(kN)： 0.26NG2=0.0384x(1.7+2x2x0.6)+0.065x4=0.417kNN= NG1+1.2NG2 =18.47+1.2X0.417=18.97kN9) 立杆的稳定性计算不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式其中N 立杆的轴心压力设计值(kN)； N = 18.97 kN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=1.58A 立杆净截面面积(cm2)； A=4.89W 立杆净截面抵抗矩(cm3)； W=5.08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；10计算长度(m)；如果完全参照扣件式规范，由公式(1)或计算10 = kh 10 = h+2a k计算长度附加系数，参照扣件式规范附录D取值为1.243；R 计算长度系数，参照扣件式规范附录D； u = 1.845a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a= 0.2m；公式的计算结果：10=137.6m，公式的计算结果：1o=1000mm选用公式查附录C得=0.977o= 39.7N/mm2，立杆的稳定性计算 f=205 N/mm2,满足要求！进一步假设计算：若不采用扫地杆或取h=1.7m，经计算得。=100.9N/mm2远小于容许值， 稳定可靠。10) 风道侧墙支撑体系计算(结构力学求解器软件V2.5)(1)水平方向侧压力验算 设计计算资料：风道侧墙厚度为500mm，施工长度为12.65m。采用现场浇筑，混凝土采用商品混凝土，强 度等级C30，混凝土泵送，浇筑速度取2.0m/h，混凝土温度取25C。用插入式振动器振捣， 模板厚为55mm的钢模板作为侧模，竖楞采用间距600mm的槽钢的作为模板的支撑，满堂 红脚手架采用小42壁厚3.5mm纵横间距均为600mm的扣件式脚手架。如下图所示： 风道支撑体系图复核墙侧竖向钢楞的强度、挠度和横向钢管抗压强度及稳定性，斜撑钢管抗压强度、稳定性、 扣件等是否满足要求。计算如下： 荷载计算：模板承受的侧面荷载混凝土侧压力标准值由式：F=0.22rcT06邛2V1/2得F=0.22rcTo6 邛2V1/2=0.22x25x7x1x1.15x 2 =62.61KN/m261 一缓凝型外加剂影响修正系数，不加外加剂时取1，加外加剂时取1.2；62 一混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时取0.85, 5090时取1.0，1000 1500 时取 1.15。混凝土侧压力设计值为：q1=62.61X1.2=75.13KN/m有效压头高度：h=F/rc=75.13/25=3m倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值由表查得4KN/m2。设计值为：q2=4X1.4=5.6KN/m荷载组合为：q=q1+q2=75.13+5.6=80.73KN/m由于倾倒混凝土产生的荷载仅在有压力高度范围内起作用，可略去不计，考虑到模板结构不 确定因素较多，同时亦不考虑荷载的折减q1=75.13KN/m挠度图水平荷载分布图弯矩图 轴力图 侧墙模板钢楞的计算：侧墙模板用16a槽钢，W=141cm3组成的竖向背楞，钢楞内侧用42钢管顶住，钢楞间距750mm，竖向钢楞按连续梁计算，钢楞受力弯距最大值为：Mmax=1847.47N.M，A、强度验算。=Mmax/W=(6104.37)/(108.3X103)=0.056 N/mm2o=215N/mm2符合强度要求B、挠度验算：w=0.3mmw=L/400=(600)/400=1.5mmw=0.3mmNmax=46514.05N(Lo1=600mm,i=15.8mm,入=600/15.8=37.97，1=0.893)横向支撑稳定性满足要求。