模板脚手例题

墙模板设计例题：试设计高度为2.65m的墙模板，用于浇筑200mm厚墙体砼。砼的浇筑速度为1.5m/h，采用内部振捣器振捣。砼温度为15，坍落度为80mm，不掺外加剂。模板面板采用厚度为18mm的木胶合板，内竖楞采用50mm100mm木材，外横楞采用双脚手管。解：1）求浇筑砼时的侧压力 由已知条件 砼的浇筑速度V=1.5m/h，砼的温度T=15，外加剂影响修正系数1=1，坍落度影响修正系数2=1， t0=200/T+15=200/30=6.67（h） 由式 F=0.22Ct012 V1/2 =0.22246.67111.51/2=43.1（KN/m2） 检验：F=CH=242.65=63.6（KN/m2） 按施工规范规定取小值，则侧压力荷载标准值为 F=43.1KN/m2荷载组合，承载力验算时，设计荷载值应考虑永久荷载，新浇筑砼侧压力的荷载分项系数6=1.2；还应考虑可变荷载，倾倒砼时产生荷载的荷载分项系数7 =1.4 。又因面板为木胶合板，内楞为木楞，模板设计荷载值可乘以0.9予以折减，则： F6=43.11.20.9=46.55（KN/m2） 有效压头h=46.55/24 =1.94（m）对200mm厚的墙，倾倒砼时产生的水平荷载作用在有效压头高度之内，当采用0.8m3的吊斗供料时，水平荷载为4 KN/m2，考虑荷载分项系数和折减系数得：F7 =41.40.9=5.04（KN/m2）叠加后的侧压力分布图如下图所示：2）求内竖楞间距L1新浇砼侧压力均匀作用在胶合板面板上，单位宽度的面板可以试为“梁”，内竖楞即为梁的支点。按三跨连续梁考虑，梁宽取200mm。因F7仅作用在有效压头高度1.94m范围内可略去不计，作用在连续梁上的线荷载 q=46.550.2=9.31（KN/m）其计算简图见图三跨连续梁的最大弯矩Mmax=0.1qL12，最大挠度max=0.677qL4/100EI（q为线荷载标准值）。简支梁max=5qL4/384EI，悬臂梁max= qL4/8EIa、 按面板的抗弯承载力要求： Mmax=M抵 0.1qL12=fwW抵=fwbh2/6 fw为模板或楞的弯曲抗拉强度 已知胶合板fw=30MPa，E=4103 MPa 解得：L1=591（mm）b、 按面板的刚度要求，最大变形值取为模板结构的L/250，q=43.10.2=8.62（KN/m）0.677qL14/100EI= L1/250 解得L1=298（mm）对比取小值，又考虑竖楞木的宽度，取L1=300mm3）求外横楞间距L2 仍按三跨连续梁考虑，外横楞即为内楞梁的支点，梁上作用均布侧压力荷载的受荷宽度即为内楞间距L1 ，其计算简图见下图作用在连续梁上的线荷载， q=46.550.3=14（KN/m）则：q.L22=1.67fwbh2解得：L2=998（mm）按内楞的抗剪承载力要求：L2=1.11bhfv/q=595（mm）按内楞的刚度要求：解得L2=1196（mm）（q=43.10.3=12.93KN/m） 对比取小值，外楞间距L2=600mm已知木材fw=16.7MPa ，fv=1.5MPa ，E=9103MPa4）求对拉螺栓间距L3 对拉螺栓为外楞梁的支点，梁上作用均布侧压力荷载的变荷宽度即为外楞间距L2 。又外楞为483.5双钢管，设计荷载值前可乘以0.85予以折减，则： F6=43.11.20.85=44（KN/m2）作用在梁上的线荷载：q=440.6=26.4（KN/m）按外楞的抗剪承载力要求： L32=10fwW抵/q mm 解得：L3=888（mm） 按外楞的刚度要求：得： L3=1046（mm）（q=43.10.6=25.86KN/m）因此，取对拉螺栓间距l3=800mm已知钢管fw=205MPa ，E=2.06105MPa，W钢管=2（d3-d14/d）/325）选对拉螺栓规格 由L2 ，L3 每个对拉螺栓承受砼侧压力的等效面积如下图N=0.60.844=21.1（KN）选用由Q235钢制作的M14对拉螺栓，其净面积A=105mm2，则：=N/A=21100/105=201（N/mm2）ftb=170（N/mm2）调整对拉螺栓间距L3=600mm，则N=0.60.644=15.84（KN）=N/A=15840/105=150.8（N/mm2）0.8故 HO=1.85（S+L）=1.85（4.8+1.0）=10.73m9.0m 取HO=9.0m抽水影响半径R按公式（1.52）计算 R=1.95s（HOK）1/2=1.953.5（915）1/2=79.3（m）环状井点的假设半径X0按公式（1.53）计算：X0=（F/）1/2=（2636）/1/2 =17.3（m）基坑涌水量Q按公式（1.51）计算，此时式中的H应换成HO Q=1.366K（2HO-S）S/（R-X0）=20.4950.75/（1.899-1.238）=1573.2（m3/d） 井点管数量与间距计算 单根井点管出水量q按公式（1.56）计算 q=65dlK1/3=650.0511.0151/3=25.7（m3/d） 井点管的数量按公式（1.57）计算 n=1.1Q/q=1.11573.2/25.7=67（根） 井点管间距按公式（1.58）计算： D=L/n=124/67=1.85（m） 取D=1.6m则 n=L/D=124/1.6=78（根） 抽水设备的选用 因教材中无具体型号供选，建议选用干式真空泵，具体型号可根据施工单位已有的设备选用。脚手架设计例题计算例题： 一双排扣件式钢管脚手架，根据施工要求，搭设高度为50m，外侧立面采用竹笆半封闭（半封闭高度为1.1m）。用于结构作业时为一层作业（即n1=1），用于装修作业时为2层同时作业（即n2=2）。所在地区的基本风压值0=0.35KN/m2。 初选脚手架的设计参数为：立杆纵距la=1.5m，立杆横距lb=1.2m，步距h=1.8m，连墙件为2步3跨设置，脚手板为冲压钢脚手板。 其它计算参数为：立杆截面积A=489mm2；立杆截面抵抗矩W=（5.08103）mm3；立杆回转半径i=15.8mm。挡风面积An=1.11.5+（1.8-1.1）0.05=1.69m2；相应的迎风面积Aw=1.81.5=2.7m2；钢材抗压强度设计值fc=0.205KN/mm2，连墙件横距lw=4.5m；连墙件竖距hw=3.6m。1） 荷载计算 恒载的标准值Gk Gk=Hi（gk1+ gk3）+n1lagk2查“扣件式钢管脚手架的gk1值表”得 gk1=0.1089KN/m查“作业层面材料自重计算基数gk2值表”得 gk1=0.2356KN/m查“整体拉结和防护材料自重计算基数gk3值表”得 gk1=0.1113KN/m则有： a 当取Hi=50m 用于结构作业时，Gk=50（0.1089+0.1113）+1.50.2356=11.36KN 用于装修作业时，Gk=50（0.1089+0.1113）+21.50.2356=11.72KN b 取Hi=25m时 用于结构作业时，Gk=5.86 KN 用于装修作业时，Gk=6.21KN 活载（作业层施工荷载）的标准值Qk Qk=n1laqk 查“作业层施工荷载计算基数qk值表”得 qk=1.8KN/m（结构作业时）和qk=1.2KN/m（装饰作业时），则有： 用于结构作业时，Qk=1.51.8=2.7KN 用于装修作业时，Qk=21.51.2=3.6KN 风荷载的标准值k Wk=lak k=0.7Z0 =An/Aw=1.69/2.7=0.626 查“脚手架风荷载体型系数值表”得=1.3（按背靠建筑物为敞开情况计），=0.814；由建筑结构荷载规范表6.2.1中查得Z=0.80（离地面5m）和Z=1.72（离地面25m）。则有： k=0.70.8140.80（或1.72）0.35=0.16（或0.34）KN/m2 Wk=1.50.6260.16（或0.34）=0.15（或0.32）KN/m2） 脚手架整体稳定验算 确定材料强度附加分项系数rm， 因组合风荷载，取rm=1.5607 计算轴心力设计值N N=1.2（NGK+NQK）式中NGK即Gk ，NQK即QK ，将Gk 和QK的数值代入得到：a 验算底部截面 用于结构作业时，N=1.2（11.36+2.7）=16.87KN， 用于装修作业时，N=1.2（11.72+3.6）=18.38KNb 验算Hi=25m截面 用于结构作业时，N=1.2（5.86+2.7）=10.27KN 用于装修作业时，N=1.2（6.21+3.6）=11.77KN 计算风荷载弯矩Mw Mw=0.12qWKh2式中qWK即Wk ，h为步距，则：a 验算底部截面时 Mw=0.120.151.82=0.06KNm =60KNmm验算Hi=25m截面时Mw=0.120.321.82=0.124 KNm=124KNmm 确定稳定系数查“扣件式钢管脚手架立杆的计算长度系数值表”（用插入法）得=1.53 ，=h/i=1.531.8/0.0158=174，查“Q235钢轴心受压构件的稳定系数值表”得=0.235 验算稳定 N/A+ Mw/wfc/0.9 rm 将fc和rm的数值代入上式得到 N/A+ Mw/w0.146KN/mm2将以上4种验算情况的数据分别代入上式进行验算，其结果列入下表：验算截面使 用类 别A（mm2）W（mm3）N（KN）Mw（KNmm）N/A+ Mw/w验算结果底部结构作业0.2354895.0810316.87600.159不合格装修作业18.380.17225m高处结构作业10.271240.114合格装修作业11.770.1273） 验算结果分析和设计的调整 第一步分析：对验算结果作总体判断，可得出以下结论：a 脚手架底面是危险截面且验算不合格，b 在脚手架底面的荷载作业效应中，由N引起的占92.33（结构作业）和92.99（装修作业），由Mw引起的仅占7.67（结构作业）和7.01（装修作业），且N的作用效应值分别为0.147和0.16，已超过脚手架的使用抗力限值。因此，如不能降低搭设高度的话，则必须经过设计调整以降低N值。 第二步分析：对降低N的有效途径进行分析，从Gk的计算值中可以看出，围护材料的自重比较大，若改用塑料编织布半围护，则Gk的可减小值=1.250（0.1113-0.0753）=2.16KN，可减少荷载效应0.0188，则0.159-0.0188=0.14020.146 即用于结构作业时，可达到稳定验算合格的要求。而用于装修作业时0.172-0.0188=0.1532，仍大于0.146，为确保安全，在45m以上采用限制施工荷载不超过2.7KN（通过限制上架人数和堆载进行严格控制），则又可减少荷载1.08KN和相应的作用效应0.01，则0.153-0.01=0.1430.146，从而确保安全，当高度降至45m以下时，由于其上的架子拆除，使相应的N减小，因而可按正常二层作业荷载进行。设计题某截面尺寸为250mm600mm，长6000mm的矩形大梁，采用红松木模。模板底楞木和顶撑间距选用0.85m，试校核该大梁的底模。已知红松设计强度和弹性模量如下：fw=10N/mm2 （顺纹抗拉或抗压） fv=1.4 N/mm2（顺纹抗剪） fm=13 N/mm2（弯曲抗拉）E=9103MPa（弹性模量） =5KN/m3（重度）其它资料：钢筋砼重度=25KN/m3 砼重度=24KN/m3 三等跨连续梁：弯矩系数Km=0.12 剪力系数Kv=0.62，挠度系数Kw=0.967挠度允许值：L/400； 挠度公式：=KWql4/100EI 底模厚度为40mm，模板的剪应力公式：=3V/2bh，振捣砼时产生的荷载：底模为2.0KN/m2解：重点验算底模的抗弯承载力、抗剪强度、挠度是否符合要求：、 荷载计算：底模自重：50.040.251.2=0.06KN/m 钢筋砼自重：250.250.61.2=4.5KN/m 振捣砼荷载：2.00.251.4=0.7KN/m 木材荷载折减系数为0.9 则q=0.9（0.06+4.5+0.7） =0.95.26 =4.734KN/m、 抗弯承载力验算：M=Kmql2=0.124.7340.852=0.41KNm