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酒店改造项目模板设计方案1.1条形基础、基础梁模板做法:在基坑开挖时,测量员随基坑开挖速度跟踪测量,并根据基础梁翻样图及时用墨线在垫层放出条形基础及基础梁位置线,模板采用18后竹胶板,基础梁壁采用吊模安装,外侧用50*100方木做龙骨,外侧加2根φ48钢管,间距≤600,用螺栓与钢管连接,螺栓中间焊止水片及限位。1.2墙板模板
1本工程三种剪力墙均为400mm厚。墙高最大5.8m。墙板模板采用18厚多层木胶板、50×100mm木方,φ48*3.5钢管成对放置,用φ14对拉螺栓600(竖向)×450(横向)拉接固定。混凝土墙体拐角(阴角)处是模板施工的难点,本工程为了确保阴角方正,考虑配置阴角模。阴角模用普通胶合板做面板,角模大小在300*300较为合适,角模拐角及两竖边框均用通常木方钉牢,竖肋木方间加钉横向木方,横向木方间距600左右,这样既可保证角模的牢固及角度的准确。墙体地下部分对拉螺栓提前焊结止水片和定位筋,止水片采用3*50*50钢材制作,止水片焊结采用满焊以防渗水,定位筋采用40长φ6钢筋与对拉螺栓点焊,施工前对拉螺栓应设置40mm×40mm×18mm
2m正方形木块,待模板拆除后,取出木块,并用砂浆封堵,起到防止对拉螺栓锈蚀的作用。见下图:正方形木块40mm×40mm×18mmmφ16螺栓其后用钢管做斜撑。每两个螺栓孔之间放两个木方,拼缝处加一道木方背楞,模板拼缝处用海绵条封堵。1.2.1模板验算墙模板的计算参照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范。
3墙模板的背部支撑由两层龙骨(木楞或钢楞)组成:直接支撑模板的为次龙骨,即内龙骨;用以支撑内层龙骨的为主龙骨,即外龙骨。组装墙体模板时,通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结,每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。根据《建筑施工手册》,当采用溜槽、串筒或导管时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2;一、参数信息1.基本参数次楞间距(mm):150;穿墙螺栓水平间距(mm):450;主楞间距(mm):600;穿墙螺栓竖向间距(mm):600;对拉螺栓直径(mm):M14;2.主楞信息主楞材料:圆钢管;主楞合并根数:2;直径(mm):48.00;壁厚(mm):3.50;3.次楞信息次楞材料:木方;次楞合并根数:2;宽度(mm):50.00;高度(mm):100.00;1.面板参数面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):18.00;面板弹性模量(N/mm2):6000.00;面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50;5.木方和钢楞方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9000.00;
4方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):1.50;钢楞弹性模量E(N/mm2):206000.00;钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00;墙模板设计简图二、墙模板荷载标准值计算按《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=0.22γtβ1β2V1/2F=γH其中γ--混凝土的重力密度,取21.000kN/m3;t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;T--混凝土的入模温度,取20.000℃;V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;H--模板计算高度,取5.500m;β1--外加剂影响修正系数,取1.200;
5β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。分别计算得23.042kN/m2、132.000kN/m2,取较小值23.042kN/m2作为本工程计算荷载。计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=23.042kN/m2;倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/m2。三、墙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。根据《建筑施工手册》,强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在次楞上的三跨连续梁计算。面板计算简图1.抗弯强度验算弯矩计算公式如下:M=0.1q1l2+0.117q2l2其中,M--面板计算最大弯矩(N·mm);l--计算跨度(次楞间距):l=150.0mm;新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×23.04×0.60=16.590kN/m;
6倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.60=1.680kN/m;面板的最大弯矩:M=0.1×16.590×150.02+0.117×1.680×150.02=1.18×104N·mm;按以下公式进行面板抗弯强度验算:σ=M/W 7新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×23.042×0.600=16.590kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.60=1.680kN/m;面板的最大剪力:V=0.6×16.590×150.0+0.617×1.680×150.0=1648.6N;截面抗剪强度必须满足:τ=3V/(2bhn)≤fv其中,τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2);V--面板计算最大剪力(N):V=1648.6N;b--构件的截面宽度(mm):b=600mm;hn--面板厚度(mm):hn=18.0mm;fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv=1.500N/mm2;面板截面的最大受剪应力计算值:τ=3×1648.6/(2×600×18.0)=0.229N/mm2;面板截面抗剪强度设计值:[fv]=1.500N/mm2;面板截面的最大受剪应力计算值τ=0.229N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[τ]=1.5N/mm2,满足要求!3.挠度验算根据《建筑施工手册》,刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。 8挠度计算公式如下:ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载:q=23.04×0.6=13.825N/mm;l--计算跨度(次楞间距):l=150mm;E--面板的弹性模量:E=6000N/mm2;I--面板的截面惯性矩:I=60×1.8×1.8×1.8/12=29.16cm4;面板的最大允许挠度值:[ν]=0.6mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.677×13.83×1504/(100×6000×2.92×105)=0.027mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.027mm小于等于面板的最大允许挠度值[ν]=0.6mm,满足要求!四、墙模板主次楞的计算(一).次楞直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中,次楞采用木方,宽度50mm,高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5×10×10/6×2=166.666cm3;I=5×10×10×10/12×2=833.334cm4; 9次楞计算简图1.次楞的抗弯强度验算次楞最大弯矩按下式计算:M=0.1q1l2+0.117q2l2其中,M--次楞计算最大弯矩(N·mm);l--计算跨度(主楞间距):l=600.0mm;新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×23.042×0.150=1.148kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.15=0.420kN/m。次楞的最大弯矩:M=0.1×1.148×600.02+0.117×0.420×600.02=1.67×105N·mm;次楞的抗弯强度应满足下式:σ=M/W 10N/mm2;次楞的抗弯强度设计值:[f]=13N/mm2;次楞的最大应力计算值σ=1N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!2.次楞的抗剪强度验算最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:V=0.6q1l+0.617q2l其中,V-次楞承受的最大剪力;l--计算跨度(主楞间距):l=600.0mm;新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×23.04×0.15/2=2.074kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.15/2=0.210kN/m。次楞的最大剪力:V=0.6×2.074×600.0+0.617×0.210×600.0=821.3N;截面抗剪强度必须满足下式:τ=3V/(2bh0)其中,τ--次楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);V--次楞计算最大剪力(N):V=821.3N;b--次楞的截面宽度(mm):b=50.0mm;hn--次楞的截面高度(mm):h0=100.0mm; 11fv--次楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv=1.500N/mm2;次楞截面的受剪应力计算值:τ=3×821.3/(2×50.0×100.0×2)=0.124N/mm2;次楞截面的受剪应力计算值τ=0.124N/mm2小于次楞截面的抗剪强度设计值fv=1.5N/mm2,满足要求!3.次楞的挠度验算根据《建筑施工计算手册》,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑振动荷载作用。挠度验算公式如下:ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250其中,ν--次楞的最大挠度(mm);q--作用在次楞上的线荷载(kN/m):q=23.04×0.15=3.46kN/m;l--计算跨度(主楞间距):l=600.0mm;E--次楞弹性模量(N/mm2):E=9000.00N/mm2;I--次楞截面惯性矩(mm4),I=8.33×106mm4;次楞的最大挠度计算值:ν=0.677×6.91/2×6004/(100×9000×8.33×106)=0.04mm;次楞的最大容许挠度值:[ν]=2.4mm;次楞的最大挠度计算值ν=0.04mm小于 12次楞的最大容许挠度值[ν]=2.4mm,满足要求!(二).主楞承受次楞传递的荷载,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=5.078×2=10.156cm3;I=12.187×2=21.374cm4;E=206000N/mm2;主楞计算简图主楞计算剪力图(kN) 13主楞计算弯矩图(kN·m)主楞计算变形图(mm)1.主楞的抗弯强度验算作用在主楞的荷载:P=1.2×23.04×0.15×0.6+1.4×2×0.15×0.6=2.741kN;主楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):l=450mm;强度验算公式:σ=M/W 14mm3;f--主楞的强度设计值(N/mm2),f=205.000N/mm2;主楞的最大应力计算值:σ=1.76×105/1.02×104=17.3N/mm2;主楞的最大应力计算值σ=17.3N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值f=205N/mm2,满足要求!2.主楞的抗剪强度验算主楞截面抗剪强度必须满足:τ=2V/A≤fv其中,τ--主楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);V--主楞计算最大剪力(N):V=2240.3N;A--钢管的截面面积(mm2):A=978.606mm2;fv--主楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv=120N/mm2;主楞截面的受剪应力计算值:τ=2×2240.3/978.606=1.579N/mm2;主楞截面的受剪应力计算值τ=1.579N/mm2小于主楞截面的抗剪强度设计值fv=120N/mm2,满足要求!3.主楞的挠度验算主楞的最大挠度计算值:ν=0.099mm;主楞的最大容许挠度值:[ν]=1.8mm; 15主楞的最大挠度计算值ν=0.099mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=1.8mm,满足要求!五、穿墙螺栓的计算计算公式如下:N<[N]=f×A其中N--穿墙螺栓所受的拉力;A--穿墙螺栓有效面积(mm2);f--穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;查表得:穿墙螺栓的型号:M14;穿墙螺栓有效直径:11.55mm;穿墙螺栓有效面积:A=105mm2;穿墙螺栓最大容许拉力值:[N]=1.70×105×1.05×10-4=17.85kN;主楞计算的支座反力为穿墙螺栓所受的拉力,则穿墙螺栓所受的最大拉力为:N=1.09kN。穿墙螺栓所受的最大拉力N=1.09kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=17.85kN,满足要求!1.3梁板模板本工程梁、板模板使用18mm厚的木胶板作为模板,使用50×100mm、100× 16100mm木方作为龙骨,支撑体系使用3.5mmφ48钢管及配套碗扣件。梁宽度大多为200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、500mm、600mm,梁高多为400mm、500mm、600mm、700mm、800mm;板有100mm、120mm、130mm、140mm、150mm的现浇板。1.3.1支撑说明1.立杆支设梁模板时,梁底两侧延梁方向应各有一排立杆,间距600mm,延梁方向立杆间距不超过900mm,当梁截面大于等于400mm或梁高大于700mm时,梁底立杆间距要缩小到400mm。2.梁模水平支撑杆梁底模板的水平杆件间距随立杆间距走,梁下的立杆10cm处支撑要设水平杆,以减少杆件自由长度,保证其稳定性。3.梁底模木方梁底木方的放置根据梁宽的不同而不同,梁宽不大于250mm时,梁底两侧放置两根5×10cm木方,当梁宽大于250mm且不大于400mm时,梁下均匀放置三根木方。对于梁宽大于400mm梁下木方间距不大于200mm,两边的木方要分别长出木夹板边一个木夹板的厚度,以放置梁侧模(如图)。 17梁底模两侧各留出一个木胶板厚的空缺木胶板1.梁侧模当hw(梁高-板厚)≤300mm时,梁侧放置两根木方,当hw(梁高-板厚)>300mm时,需要增加木方以减小木夹板的净间距,且保证两木方间距不大于200mm。将梁侧模放置在底模预留的空缺上(如图),并用竖向钢管固定,当hw(梁高-板厚)>450mm时,需加设斜撑。对于梁高超过600mm,需在梁高中部加设M14对拉螺栓。梁侧模高度=梁高-板厚。5.楼板模板楼板模板采用碗扣式钢管脚手架, 18上带可调头,可调头伸入立杆长度不得少于150mm,支模时先搭设脚手架,再安放可调头,调整可调头标高,使之在同一平面上,在可调头上先放置主龙骨,主龙骨采用100×100mm木方,上面垂直于主龙骨的方向放置次龙骨,次龙骨采用50×100mm木方,竖向放置,间距不大于300mm,次龙骨上面铺设木夹板,木夹板四周用钉子固定在次龙骨上。木夹板的长边接头沿次龙骨方向布置,端头搭在木方上,接头处塞海绵。50×100木方间距为300mm板砼100×100木方间距为900mm9㎜厚竹胶板钢管可调头平台板与剪力墙交接处,木夹板板端必须紧顶已浇筑好的剪力墙的砼表面,并且下垫木方,木方与木夹板接触的地方粘贴海绵条,这样既可防止漏浆又可使浇筑好的梁、板无木夹板的板端痕迹。两块木夹板拼缝下面必须垫一块木方,钉紧并塞海绵条贴上透明胶带,防止漏浆。见下图: 19木胶板海绵条1.3.2主次梁节点1.次梁模板做法次梁模板在临近与主梁接头处,下面的木方要提前截断10cm,使主梁侧模的龙骨通过,保证堵头模板的平整牢固。次梁的底模直接伸到与主梁相接触处,而次梁侧模则要比底模短一个木夹板厚的长度,即此处模板是次梁的侧模顶着主梁的侧模。次梁模板如下图:2.主梁侧模做法 20主梁侧模在与次梁相交的位置要预留出次梁宽的缺口,次梁下面的空缺用堵头模板封堵,并使主梁最下一根龙骨整根通过,如果主次梁高差在100mm以上,则需在堵头模上口再加一根龙骨固定。次梁的侧模要顶在主梁的侧模上,因此主梁上口的龙骨要在离开接口边缘一个板厚处断开,以给次梁侧模留下位置,具体如下图:在支设此节点时,要先支设主梁模板,并先固定好堵头模,然后再将次梁底模搭在堵头模的加强龙骨上,并用铁钉固定,然后再进行次梁侧模的安装。主梁与次梁的接头如下图: 211.3.3板模板验算一、综合说明由于其中模板支撑架高3.8米,为确保施工安全,编制本专项施工方案。设计范围包括:楼板,长×宽=7.9m×6.3m,厚0.15m。特别说明:碗扣式模板支架目前尚无规范,本计算书参考扣件式规范的相关规定进行计算。据研究,碗扣式模板支架在有上碗扣的情况下,其承载力可比扣件式提高15%左右,在计算中暂不做调整,但在搭设过程中要注意检查,支模架的上碗扣不能缺失。(一)模板支架选型 22根据本工程实际情况,结合施工单位现有施工条件,经过综合技术经济比较,选择碗扣式钢管脚手架作为模板支架的搭设材料,进行相应的设计计算。(二)编制依据1、中华人民共和国行业标准,《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)。2、《建筑施工安全手册》(杜荣军主编)。3、建设部《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011)。4、本工程相关图纸,设计文件。5、国家有关模板支撑架设计、施工的其它规范、规程和文件。二、搭设方案(一)基本搭设参数模板支架高H为3.8m,立杆步距h(上下水平杆轴线间的距离)取1.2m,立杆纵距la取0.9m,横距lb取1.2m。立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的自由长度a取0.1m。整个支架的简图如下所示。 23模板底部的方木,截面宽50mm,高100mm,布设间距0.3m。(二)材料及荷载取值说明本支撑架使用Φ48×3.5钢管,钢管壁厚不得小于3mm,钢管上严禁打孔;采用的扣件,应经试验,在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,不得发生破坏。模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重,以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。三、板模板支架的强度、刚度及稳定性验算荷载首先作用在板底模板上,按照"底模→ 24底模方木/钢管→横向水平钢管→可调托座→立杆→基础"的传力顺序,分别进行强度、刚度和稳定性验算。其中,取与底模方木平行的方向为纵向。(一)板底模板的强度和刚度验算模板按三跨连续梁计算,如图所示:(1)荷载计算模板的截面抵抗矩为:W=900×182/6=1.86×104mm3;模板自重标准值:x1=0.3×0.9=0.27kN/m;新浇混凝土自重标准值:x2=0.15×24×0.9=3.24kN/m;板中钢筋自重标准值:x3=0.15×1.1×0.9=0.149kN/m;施工人员及设备活荷载标准值:x4=1×0.9=0.9kN/m;振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=2×0.9=1.8kN/m。 25以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:g1=(x1+x2+x3)×1.35=(0.27+3.24+0.149)×1.35=1.939kN/m;q1=(x4+x5)×1.4=(0.9+1.8)×1.4=3.78kN/m;对荷载分布进行最不利布置,最大弯矩取跨中弯矩和支座弯矩的较大值。跨中最大弯矩计算简图跨中最大弯矩计算公式如下:M1max=0.08g1lc2+0.1q1lc2=0.08×1.939×0.32+0.1×3.78×0.32=0.07kN·m支座最大弯矩计算简图支座最大弯矩计算公式如下:M2max=-0.1g1lc2-0.117q1lc2=-0.1×1.939×0.32-0.117×3.78×0.32=-0.084kN·m; 26经比较可知,荷载按照图2进行组合,产生的支座弯矩最大。Mmax=0.084kN·m;(2)底模抗弯强度验算取Max(M1max,M2max)进行底模抗弯验算,即σ=M/W 27/(100EI) 28Mmax=-0.1×g2×la2-0.117×q2×la2=-0.1×1.646×0.92-0.117×1.26×0.92=-0.253kN·m;(2)方木抗弯强度验算方木截面抵抗矩W=bh2/6=50×1002/6=8.333×104mm3;σ=M/W 29νmax=0.521×(x1+x2+x3)×la4/(100×E×I)+0.192×(x4+x5)×la4/(100×E×I)=0.141mm;底模方木的挠度计算值νmax=0.141mm小于挠度设计值[ν]=min(900/150,10)mm,满足要求。(三)托梁材料计算根据JGJ130-2001,板底托梁按三跨连续梁验算,承受本身自重及上部方木小楞传来的双重荷载,如图所示。(1)荷载计算材料自重:0.0384kN/m;(材料自重,近似取钢管的自重,此时,偏于保守)方木所传集中荷载:取(二)中方木内力计算的中间支座反力值,即p=1.1g2la+1.2q2la=1.1×1.646×0.9+1.2×1.26×0.9=2.991kN;按叠加原理简化计算,托梁的内力和挠度为上述两荷载分别作用之和。 30(2)强度与刚度验算托梁计算简图、内力图、变形图如下:托梁采用:木方:100×100mm;W=166.667×103mm3;I=833.333×104mm4;托梁计算简图托梁计算弯矩图(kN·m)托梁计算变形图(mm) 31托梁计算剪力图(kN)中间支座的最大支座力Rmax=13.135kN;托梁的最大应力计算值σ=1.352×106/166.667×103=8.109N/mm2;托梁的最大挠度νmax=1.828mm;托梁的抗弯强度设计值fm=13N/mm2;托梁的最大应力计算值σ=8.109N/mm2小于方木抗弯强度设计值fm=13N/mm2,满足要求!托梁的最大挠度计算值νmax=1.828小于最大允许挠度[ν]=min(1200/150,10)mm,满足要求!(四)立杆稳定性验算 32立杆计算简图1、不组合风荷载时,立杆稳定性计算(1)立杆荷载作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。1.静荷载标准值包括以下内容:(1)支架的自重(kN):NG1=3.84×3.8=11.592kN;(2)模板的自重(kN):NG2=0.09×0.9×1.2=0.097kN;NG3=24×0.15×0.9×1.2=3.888kN;静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=18.577kN;2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载:(1)活荷载标准值:NQ=(0.3+0.6)×0.9×1.2=0.972kN3.立杆的轴向压力设计值计算公式:N=1.2NG+1.4NQ=1.2×18.577+1.4× 330.972=23.653kN(2)立杆稳定性验算。按下式验算σ=1.05N/(φAKH)≤fφ--轴心受压立杆的稳定系数,根据长细比λ按《规程》附录C采用;A--立杆的截面面积,取1.89×102mm2;KH--高度调整系数,建筑物层高超过4m时,按《规程》5.3.4采用;计算长度l0按下式计算的结果取大值:l0=h+2a=1.2+2×0.1=1.4m;l0=kμh=1.185×1.789×1.2=2.544m;式中:h-支架立杆的步距,取1.2m;a--模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度,取0.1m;μ--模板支架等效计算长度系数,参照《规程》附表D-1,取1.789;k--计算长度附加系数,按《规程》附表D-2取值为1.185;故l0取2.544m;λ=l0/i=2.544×103/15.8=162;查《规程》附录C得φ=0.268;KH=1; 34σ=1.05×N/(φAKH)=1.05×23.653×103/(0.268×1.89×102×1)=189.513N/mm2;立杆的受压强度计算值σ=189.513N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2,满足要求。2、组合风荷载时,立杆稳定性计算(1)立杆荷载。根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。由前面的计算可知:Nut=1.2NG+0.85×1.4NQ=23.449kN;风荷载标准值按下式计算:Wk=0.7μzμsWo=0.7×0.74×0.273×0.45=0.064kN/m2;其中w0--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:w0=0.45kN/m2;μz--风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:μz=0.74;μs--风荷载体型系数:取值为0.273;Mw=0.85×1.4×Mwk=0.85×1.4×Wk×la×h2/10=0.85×1.4×0.064×0.9×1.22/10=0.01kN·m;(2)立杆稳定性验算σ=1.05Nut/(φAKH)+Mw/W≤fσ=1.05×Nut/(φAKH)+Mw/W=1.05×23.449×103/(0.268×1.89×102×1)+0.01×106/(5.08×103)=189.81N/mm2; 35立杆的受压强度计算值σ=189.81N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2,满足要求。(六)拆模时间计算参考《建筑施工安全手册》(杜荣军主编,工业出版社出版社出版),各楼层层高、楼面设计荷载、楼板板厚均按相同计。1、支架所受各类荷载的取值:附加在每根立杆上的楼盖自重荷载为:N板i=1.35×0.15×1.2×0.9×(24+1.1)=5.489kN;模板自重为:N模i=1.35×0.3×0.9×1.2=0.437kN;支架自重为:N支gi=1.35×0.15×3.8=0.77kN;混凝土浇筑施工荷载为:N浇i=1.4×(1+2)×0.9×1.2=1.536kN;楼盖总的设计荷载为:NQ=1.4×2.5×0.9×1.2+5.489=9.269kN;2、浇筑层的荷载计算(设当前浇筑层为第i层):浇筑层荷载强度达到0.000/11.300×100%=0%设计强度,N支i=N板i+N模i+N支gi+N浇i=5.489+0.437+0.77+1.536=11.232kN;3、下一层立杆的荷载计算:下一层荷载强度达到10.000/11.300× 36100%=69.93%设计强度,N支i-1=N支i+N模i+N支gi+αN板i=11.232+0.437+0.77+1×5.489=17.929kN;其中,α为楼盖荷载计入比例,α=1。4、下二层立杆的荷载计算:下二层荷载强度达到15.000/11.300×100%=101.895%设计强度,N支i-2=N支i-1+N支gi+αN板i-NQ=17.929+0.77+0.15×5.489-9.269=10.252kN;其中,α为楼盖荷载计入比例,α=0.15。0.4N支i-2 371.3.4梁模板验算当hw(梁高-板厚)≤450mm时支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB50017-2013)等规范编制。梁段:L15(2)(屋面层) 38一、参数信息1.模板支撑及构造参数梁截面宽度B(m):0.25;梁截面高度D(m):0.50;混凝土板厚度(mm):120.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):1.00;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):1.50;梁支撑架搭设高度H(m):3.80;梁两侧立杆间距(m):0.70; 39承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向;梁底增加承重立杆根数:1;采用的钢管类型为Φ48×3.5;立杆承重连接方式:双扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:0.75;2.荷载参数新浇混凝土重力密度(kN/m3):21.00;模板自重(kN/m2):0.50;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):12.0;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):1.0;3.材料参数木材品种:柏木;木材弹性模量E(N/mm2):9000.0;木材抗压强度设计值fc(N/mm):16.0;木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):17.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.7;面板材质:胶合面板;面板厚度(mm):18.00;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;1.梁底模板参数 40梁底方木截面宽度b(mm):50.0;梁底方木截面高度h(mm):100.0;梁底纵向支撑根数:2;5.梁侧模板参数主楞间距(mm):1000;次楞根数:2;主楞材料:圆钢管;直径(mm):48.00;壁厚(mm):3.50;主楞合并根数:2;次楞材料:木方;宽度(mm):50.00;高度(mm):100.00;斜撑类型:设主楞,设次楞,不设穿梁螺栓;斜撑材料类型:方木;斜撑截面宽度b1(mm):60;斜撑截面高度h1(mm):80;斜撑脚点与顶点的水平距离(m):0.15;斜撑脚点与顶点的竖向距离(m):0.30;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=0.22γtβ1β2V1/2F=γH其中γ--混凝土的重力密度,取21.000kN/m3;t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;T--混凝土的入模温度,取20.000℃; 41V--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0.500m;β1--外加剂影响修正系数,取1.200;β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。分别计算得17.848kN/m2、12.000kN/m2,取较小值12.000kN/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。次楞的根数为2根。面板按照均布荷载作用下的简支梁计算。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:σ=M/W<[f]其中,W--面板的净截面抵抗矩,W=100×1.8× 421.8/6=54cm3;M--面板的最大弯矩(N·mm);σ--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简支梁计算:M=0.125ql2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=1.2×1×12=11.4kN/m;振捣混凝土荷载设计值:q2=1.4×1×4=5.6kN/m;计算跨度:l=(500-120)/(2-1)=380mm;面板的最大弯矩M=0.125×(11.4+5.6)×[(500-120)/(2-1)]2=3.61×105N·mm;面板的最大支座反力为:N=0.5ql=0.5×(11.400+5.600)×[(500-120)/(2-1)]/1000=3.800kN;经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=3.61×105/5.40×104=6.7N/mm2;面板的抗弯强度设计值:[f]=13N/mm2;面板的受弯应力计算值σ=6.7N/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ν=5ql4/(384EI)≤[ν]=l/250 43q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值:q=q1=11.4N/mm;l--计算跨度:l=[(500-120)/(2-1)]=380mm;E--面板材质的弹性模量:E=6000N/mm2;I--面板的截面惯性矩:I=100×1.8×1.8×1.8/12=48.6cm4;面板的最大挠度计算值:ν=5×11.4×[(500-120)/(2-1)]4/(384×6000×1.86×105)=1.341mm;面板的最大容许挠度值:[ν]=l/250=[(500-120)/(2-1)]/250=1.52mm;面板的最大挠度计算值ν=1.341mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.52mm,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三跨连续梁计算。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=3.800/1.000=3.800kN/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=1×5×10×10/6=83.33cm3;I=1×5×10×10×10/12=416.67cm4; 44E=9000.00N/mm2;计算简图剪力图(kN)弯矩图(kN·m) 45变形图(mm)经过计算得到最大弯矩M=0.380kN·m,最大支座反力R=1.180kN,最大变形ν=0.698mm(1)次楞强度验算强度验算计算公式如下:σ=M/W<[f]经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值σ=3.80×105/8.33×104=1.6N/mm2;次楞的抗弯强度设计值:[f]=17N/mm2;次楞最大受弯应力计算值σ=1.6N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求!(2)次楞的挠度验算次楞的最大容许挠度值:[ν]=1000/400=2.5mm;次楞的最大挠度计算值ν=0.698mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=2.5mm,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1.18kN,按照集中荷载作用下的简支梁计算。 46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=2×5.078=10.16cm3;I=2×12.187=21.37cm4;E=206000.00N/mm2;主楞计算简图主楞计算剪力图(kN)主楞计算弯矩图(kN·m)主楞计算变形图(mm) 47经过计算得到最大弯矩M=0.000kN·m,斜撑作用处支座反力R=1.180kN,最大变形ν=0.000mm(1)主楞抗弯强度验算σ=M/W<[f]经计算得到,主楞的受弯应力计算值:σ=1.18×101/1.02×104=0N/mm2;主楞的抗弯强度设计值:[f]=205N/mm2;主楞的受弯应力计算值σ=0N/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0.000mm主楞的最大容许挠度值:[ν]=300/400=0.75mm;主楞的最大挠度计算值ν=0mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.75mm,满足要求!3.斜撑验算(1)斜撑(轴力)计算斜撑的轴力Rx按下式计算:Rx=R/sinα其中R-斜撑对梁顶侧支撑的支座反力,取;R=1.18kN;Rx-斜撑的轴力;α-斜撑与梁侧面板的夹角; 48sinα=sin{arctan[0.15/0.3]}=0.447;斜撑的轴力:Rx=R/sinα=1.18/0.447=9.346kN(2)斜撑稳定性验算稳定性计算公式如下:σ=Rx/(φA0)≤fc其中,Rx--作用在斜撑的轴力,9.346kNσ--斜撑受压应力计算值;fc--斜撑抗压强度设计值;16N/mm2A0--斜撑截面的计算面积A0=60×80=4800mm2;φ--轴心受压构件的稳定系数,由长细比λ=l0/i结果确定;轴心受压构件稳定系数按下式计算:φ=1/(1+(λ/80)2)i--斜撑的回转半径;i=0.289×80=23.12mm;l0--斜撑的计算长度,l0=[0.32+0.152]0.5=0.34m;λ=l0/i=11.51;φ=1/(1+(λ/80)2)=0.97经计算得到:σ=N/(φ×A)=9.35×103/(0.97×4800)=2.01N/mm2; 49根据规范规定,用于施工和维修时木材的强度设计值应乘1.2调整系数;[f]=1.2×16=19.2N/mm2;斜撑受压应力计算值为2.01N/mm2,小于斜撑抗压强度设计值19.2N/mm2,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。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的简支梁计算。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=1000×18×18/6=5.40×104mm3;I=1000×18×18×18/12=1.86×105mm4;1.抗弯强度验算按以下公式进行面板抗弯强度验算:σ=M/W<[f]钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m): 50q1=1.2×[(21.00+1.50)×0.50+0.50]×1.00=15.900kN/m;施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m):q2=1.4×(2.00+2.00)×1.00=5.600kN/m;q=15.900+5.600=21.500kN/m;最大弯矩及支座反力计算公式如下:Mmax=ql2/8=1/8×21.5×2502=1.68×105N·mm;RA=RB=0.5ql=0.5×21.5×0.25=2.688kNσ=Mmax/W=1.68×105/5.40×104=3.1N/mm2;梁底模面板计算应力σ=3.1N/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:ν=5ql4/(384EI)≤[ν]=l/250其中,q--作用在模板上的压力线荷载:q=q1/1.2=13.250kN/m;l--计算跨度(梁底支撑间距):l=250.00mm;E--面板的弹性模量:E=6000.0N/mm2;面板的最大允许挠度值:[ν]=250.00/250=1.000mm;面板的最大挠度计算值:ν=5×15.9×2504/(384×6000×1.86×105)=0.277mm; 51面板的最大挠度计算值:ν=0.277mm小于面板的最大允许挠度值:[ν]=1mm,满足要求!六、梁底支撑的计算本工程梁底支撑采用方木。强度及抗剪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。1.荷载的计算梁底支撑小楞的均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:q=2.688/1=2.688kN/m2.方木的支撑力验算方木计算简图方木按照三跨连续梁计算。本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5×10×10/6=83.33cm3;I=5×10×10×10/12=416.67cm4;方木强度验算计算公式如下:最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.688×12=0.269kN·m; 52最大应力σ=M/W=0.269×106/83333.3=3.2N/mm2;抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;方木的最大应力计算值3.2N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!方木抗剪验算截面抗剪强度必须满足:τ=3V/(2bh0)其中最大剪力:V=0.6×2.688×1=1.612kN;方木受剪应力计算值τ=3×1.612×1000/(2×50×100)=0.484N/mm2;方木抗剪强度设计值[τ]=1.7N/mm2;方木的受剪应力计算值0.484N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.7N/mm2,满足要求!方木挠度验算计算公式如下:ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250方木最大挠度计算值ν=0.677×2.688×10004/(100×9000×416.667×104)=0.485mm;方木的最大允许挠度[ν]=1.000×1000/250=1.000mm;方木的最大挠度计算值ν=0.485mm小于方木的最大允许挠度[ν]=4mm,满足要求! 533.支撑小横杆的强度验算梁底模板边支撑传递的集中力:P1=RA=2.688kN梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力:P2=(0.700-0.250)/4×1.000×(1.2×0.120×21.000+1.4×2.000)+1.2×2×1.000×(0.500-0.120)×0.500=1.160kN斜撑传递集中力:N=1.180×0.300/0.150=8.360kN简图(kN·m)剪力图(kN) 54弯矩图(kN·m)变形图(mm)经过连续梁的计算得到:支座力:N1=N3=6.365kN;N2=11.684kN;最大弯矩Mmax=0.553kN·m;最大挠度计算值Vmax=0.142mm;最大应力σ=0.553×106/5080=108.8N/mm2;支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2;支撑小横杆的最大应力计算值108.8N/mm2小于支撑小横杆的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!七、梁跨度方向钢管的计算 55梁底支撑纵向钢管只起构造作用,无需要计算八、扣件抗滑移的计算按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.75,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。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12.00kN; 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,根据前面计算结果得到R=11.684kN;R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!九、立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)≤[f]1.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:横向支撑钢管的最大支座反力:N1=6.365kN; 56脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×3.8=0.589kN;楼板混凝土、模板及钢筋的自重:N3=1.2×[(1.50/2+(0.70-0.25)/4)×1.00×0.50+(1.50/2+(0.70-0.25)/4)×1.00×0.120×(1.50+21.00)]=3.685kN;施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值:N4=1.4×(2.000+2.000)×[1.500/2+(0.700-0.250)/4]×1.000=1.830kN;N=N1+N2+N3+N4=6.365+0.589+3.685+1.83=15.468kN;φ--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=1.89;W--立杆净截面抵抗矩(cm3):W=5.08;σ--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]=205N/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=kμh和lo=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即: 57lo=Max[1.155×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.945m;k--计算长度附加系数,取值为:1.155;μ--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=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=2945.25/15.8=186;由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.207;钢管立杆受压应力计算值;σ=15468.257/(0.207×489)=152.8N/mm2;钢管立杆稳定性计算σ=152.8N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/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:横向钢管的最大支座反力:N1=11.684kN;脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×(3.8-0.5)=0.589kN;N=N1+N2=11.684+0.511=12.195kN;φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到; 58i--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=1.89;W--立杆净截面抵抗矩(cm3):W=5.08;σ--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]=205N/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=kμh和lo=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即:lo=Max[1.155×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.945m;k--计算长度附加系数,取值为:1.155;μ--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=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=2945.25/15.8=186;由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.207;钢管立杆受压应力计算值;σ=12195.314/(0.207×489)=120.5N/mm2; 59钢管立杆稳定性计算σ=120.5N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!当hw(梁高-板厚)>450且<600mm时支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB50017-2013)等规范编制。梁段:KL8(2A)(屋面层) 60KL。一、参数信息1.模板支撑及构造参数梁截面宽度B(m):0.40;梁截面高度D(m):0.70;混凝土板厚度(mm):120.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):1.00;立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10; 61立杆步距h(m):1.50;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.50;梁支撑架搭设高度H(m):3.80;梁两侧立杆间距(m):0.80;承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向;梁底增加承重立杆根数:1;采用的钢管类型为Φ48×3.5;立杆承重连接方式:双扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:0.75;2.荷载参数新浇混凝土重力密度(kN/m3):21.00;模板自重(kN/m2):0.50;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):12.0;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):1.0;3.材料参数木材品种:柏木;木材弹性模量E(N/mm2):9000.0;木材抗压强度设计值fc(N/mm):16.0;木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):17.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.7;面板材质:胶合面板;面板厚度(mm):18.00;面板弹性模量E(N/mm2 62):6000.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0;1.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;梁底纵向支撑根数:3;5.梁侧模板参数主楞间距(mm):600;次楞根数:3;主楞竖向支撑点数量:2;固定支撑水平间距(mm):600;竖向支撑点到梁底距离依次是:150mm,300mm;主楞材料:圆钢管;直径(mm):48.00;壁厚(mm):3.50;主楞合并根数:2;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=0.22γtβ1β2V1/2F=γH其中γ--混凝土的重力密度,取21.000kN/m3;t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h; 63T--混凝土的入模温度,取20.000℃;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0.500m;β1--外加剂影响修正系数,取1.200;β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。分别计算得17.848kN/m2、12.000kN/m2,取较小值12.000kN/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。次楞的根数为3根。面板按照均布荷载作用下的两跨连续梁计算。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:σ=M/W<[f]其中,W--面板的净截面抵抗矩,W=60×1.8× 641.8/6=32.4cm3;M--面板的最大弯矩(N·mm);σ--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两跨连续梁计算:M=0.125ql2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=1.2×0.6×12=8.64kN/m;振捣混凝土荷载设计值:q2=1.4×0.6×4=3.36kN/m;计算跨度:l=(700-120)/(3-1)=290mm;面板的最大弯矩M=0.125×(8.64+3.36)×[(700-120)/(3-1)]2=1.26×105N·mm;面板的最大支座反力为:N=1.25ql=1.25×(8.640+3.360)×[(700-120)/(3-1)]/1000=1.350kN;经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=1.26×105/3.24×104=3.9N/mm2;面板的抗弯强度设计值:[f]=13N/mm2;面板的受弯应力计算值σ=3.9N/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ν=0.521ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 65q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值:q=q1=8.64N/mm;l--计算跨度:l=[(700-120)/(3-1)]=290mm;E--面板材质的弹性模量:E=6000N/mm2;I--面板的截面惯性矩:I=60×1.8×1.8×1.8/12=29.16cm4;面板的最大挠度计算值:ν=0.521×8.64×[(700-120)/(3-1)]4/(100×6000×2.92×105)=0.182mm;面板的最大容许挠度值:[ν]=l/250=[(700-120)/(3-1)]/250=1.16mm;面板的最大挠度计算值ν=0.182mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.16mm,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三跨连续梁计算。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=1.350/0.600=7.250kN/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=1×5×10×10/6=83.33cm3;I=1×5×10×10×10/12=416.67cm4; 66E=9000.00N/mm2;计算简图剪力图(kN)弯矩图(kN·m) 67变形图(mm)经过计算得到最大弯矩M=0.261kN·m,最大支座反力R=1.785kN,最大变形ν=0.172mm(1)次楞强度验算强度验算计算公式如下:σ=M/W<[f]经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值σ=2.61×105/8.33×104=3.1N/mm2;次楞的抗弯强度设计值:[f]=17N/mm2;次楞最大受弯应力计算值σ=3.1N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求!(2)次楞的挠度验算次楞的最大容许挠度值:[ν]=600/400=1.5mm;次楞的最大挠度计算值ν=0.172mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.5mm,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1.785kN,按照集中荷载作用下的简支梁计算。 68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=2×5.078=10.16cm3;I=2×12.187=21.37cm4;E=206000.00N/mm2;主楞计算简图主楞弯矩图(kN·m)主楞变形图(mm)经过计算得到最大弯矩M=0.670kN·m,最大支座反力R=8.932kN,最大变形ν=0.573mm(1)主楞抗弯强度验算 69σ=M/W<[f]经计算得到,主楞的受弯应力计算值:σ=6.70×105/1.02×104=66N/mm2;主楞的抗弯强度设计值:[f]=205N/mm2;主楞的受弯应力计算值σ=66N/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0.573mm主楞的最大容许挠度值:[ν]=280/400=0.7mm;主楞的最大挠度计算值ν=0.573mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.7mm,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。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的两跨连续梁计算。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=1000×18×18/6=5.40×104mm3;I=1000×18×18×18/12=1.86×105mm4; 701.抗弯强度验算按以下公式进行面板抗弯强度验算:σ=M/W<[f]钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m):q1=1.2×[(21.00+1.50)×0.70+0.50]×1.00=22.020kN/m;施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m):q2=1.4×(2.00+2.00)×1.00=5.600kN/m;q=22.020+5.600=27.620kN/m;最大弯矩及支座反力计算公式如下:Mmax=0.125ql2=0.125×27.62×2002=1.38×105N·mm;RA=RC=0.375q1l+0.437q2l=0.375×22.02×0.2+0.437×5.6×0.2=2.141kNRB=1.25ql=1.25×27.62×0.2=6.905kNσ=Mmax/W=1.38×105/5.40×104=2.6N/mm2;梁底模面板计算应力σ=2.6N/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 71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:ν=0.521ql4/(100EI)≤[ν]=l/250其中,q--作用在模板上的压力线荷载:q=q1/1.2=18.350kN/m;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:[ν]=200.00/250=0.800mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.521×22.02×2004/(100×6000×1.86×105)=0.063mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.063mm小于面板的最大允许挠度值:[ν]=0.8mm,满足要求!六、梁底支撑的计算本工程梁底支撑采用方木。强度及抗剪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。1.荷载的计算梁底支撑小楞的均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:q=6.905/1=6.905kN/m2.方木的支撑力验算 72方木计算简图方木按照三跨连续梁计算。本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5×10×10/6=83.33cm3;I=5×10×10×10/12=416.67cm4;方木强度验算计算公式如下:最大弯矩M=0.1ql2=0.1×6.905×12=0.69kN·m;最大应力σ=M/W=0.69×106/83333.3=8.3N/mm2;抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;方木的最大应力计算值8.3N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!方木抗剪验算截面抗剪强度必须满足:τ=3V/(2bh0)其中最大剪力:V=0.6×6.905×1=1.143kN;方木受剪应力计算值τ=3×1.143×1000/(2×50× 73100)=1.243N/mm2;方木抗剪强度设计值[τ]=1.7N/mm2;方木的受剪应力计算值1.243N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.7N/mm2,满足要求!方木挠度验算计算公式如下:ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250方木最大挠度计算值ν=0.677×6.905×10004/(100×9000×416.667×104)=1.247mm;方木的最大允许挠度[ν]=1.000×1000/250=1.000mm;方木的最大挠度计算值ν=1.247mm小于方木的最大允许挠度[ν]=4mm,满足要求!3.支撑小横杆的强度验算梁底模板边支撑传递的集中力:P1=RA=2.141kN梁底模板中间支撑传递的集中力:P2=RB=6.905kN梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力:P3=(0.800-0.400)/4×1.000×(1.2×0.120×21.000+1.4×2.000)+1.2×2×1.000×(0.700-0.120)×0.500=1.322kN 74简图(kN·m)剪力图(kN)弯矩图(kN·m) 75变形图(mm)经过连续梁的计算得到:支座力:N1=N3=1.082kN;N2=11.667kN;最大弯矩Mmax=0.26kN·m;最大挠度计算值Vmax=0.082mm;最大应力σ=0.26×106/5080=51.1N/mm2;支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2;支撑小横杆的最大应力计算值51.1N/mm2小于支撑小横杆的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!七、梁跨度方向钢管的计算梁底支撑纵向钢管只起构造作用,无需要计算八、扣件抗滑移的计算按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.75,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。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12.00kN; 76 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,根据前面计算结果得到R=11.667kN;R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!九、立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)≤[f]1.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:横向支撑钢管的最大支座反力:N1=1.082kN;脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×3.8=0.589kN;楼板混凝土、模板及钢筋的自重:N3=1.2×[(1.50/2+(0.80-0.40)/4)×1.00×0.50+(1.50/2+(0.80-0.40)/4)×1.00×0.120×(1.50+21.00)]=3.631kN;施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值:N4=1.4×(2.000+2.000)×[1.500/2+(0.800-0.400)/4]×1.000=1.760kN;N=N1+N2+N3+N4=1.082+0.589+3.631+1.76=10.062kN;φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i 77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=1.89;W--立杆净截面抵抗矩(cm3):W=5.08;σ--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]=205N/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=kμh和lo=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即:lo=Max[1.155×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.945m;k--计算长度附加系数,取值为:1.155;μ--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=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=2945.25/15.8=186;由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.207; 78钢管立杆受压应力计算值;σ=10061.997/(0.207×489)=99.4N/mm2;钢管立杆稳定性计算σ=99.4N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/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:横向钢管的最大支座反力:N1=11.667kN;脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×(3.8-0.7)=0.589kN;N=N1+N2=11.667+0.48=12.147kN;φ--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=1.89;W--立杆净截面抵抗矩(cm3):W=5.08;σ--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]=205N/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=kμh和lo=h+2a, 79为安全计,取二者间的大值,即:lo=Max[1.155×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.945m;k--计算长度附加系数,取值为:1.155;μ--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=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=2945.25/15.8=186;由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.207;钢管立杆受压应力计算值;σ=12146.877/(0.207×489)=120N/mm2;钢管立杆稳定性计算σ=120N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!当hw(梁高-板厚)≥600mm时支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB50017-2013)等规范编制。梁段:KL10(1)(屋面层) 80一、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):0.80;混凝土板厚度(mm):120.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):0.80;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):1.50;梁支撑架搭设高度H(m):3.80;梁两侧立杆间距(m):1.00;承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向; 81梁底增加承重立杆根数:2;采用的钢管类型为Φ48×3.5;立杆承重连接方式:双扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:0.75;2.荷载参数新浇混凝土重力密度(kN/m3):21.00;模板自重(kN/m2):0.50;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):17.8;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):1.0;3.材料参数木材品种:柏木;木材弹性模量E(N/mm2):9000.0;木材抗压强度设计值fc(N/mm):16.0;木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):17.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.7;面板材质:胶合面板;面板厚度(mm):18.00;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;1.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; 82梁底纵向支撑根数:3;5.梁侧模板参数次楞间距(mm):350;主楞竖向根数:2;穿梁螺栓直径(mm):M14;穿梁螺栓水平间距(mm):700;主楞到梁底距离依次是:200mm,500mm;主楞材料:圆钢管;直径(mm):48.00;壁厚(mm):3.50;主楞合并根数:2;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=0.22γtβ1β2V1/2F=γH其中γ--混凝土的重力密度,取21.000kN/m3;t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;T--混凝土的入模温度,取20.000℃;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0.800m;β1--外加剂影响修正系数,取1.200; 83β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。分别计算得17.848kN/m2、19.200kN/m2,取较小值17.848kN/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:σ=M/W 84新浇混凝土侧压力设计值:q1=1.2×0.68×17.85=11.564kN/m;振捣混凝土荷载设计值:q2=1.4×0.68×4=3.808kN/m;计算跨度:l=350mm;面板的最大弯矩M=0.1×11.564×3502+0.117×3.808×3502=2.33×105N·mm;面板的最大支座反力为:N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×11.564×0.35+1.2×3.808×0.35=7.206kN;经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=2.33×105/3.67×104=6.3N/mm2;面板的抗弯强度设计值:[f]=13N/mm2;面板的受弯应力计算值σ=6.3N/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ν=0.677ql4/(100EI)≤l/250q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值:q=11.564N/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=68×1.8×1.8×1.8/12=33.05cm4; 85面板的最大挠度计算值:ν=0.677×11.564×3504/(100×6000×3.30×105)=0.746mm;面板的最大容许挠度值:[ν]=l/250=350/250=1.4mm;面板的最大挠度计算值ν=0.746mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=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简支梁计算。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=7.206/(0.800-0.120)=10.598kN/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=1×5×10×10/6=83.33cm3;I=1×5×10×10×10/12=416.67cm4;E=9000.00N/mm2; 86计算简图剪力图(kN)弯矩图(kN·m) 87变形图(mm)经过计算得到最大弯矩M=0.212kN·m,最大支座反力R=3.844kN,最大变形ν=0.152mm(1)次楞强度验算强度验算计算公式如下:σ=M/W<[f]经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值σ=2.12×105/8.33×104=2.5N/mm2;次楞的抗弯强度设计值:[f]=17N/mm2;次楞最大受弯应力计算值σ=2.5N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求!(2)次楞的挠度验算次楞的最大容许挠度值:[ν]=300/400=0.75mm;次楞的最大挠度计算值ν=0.152mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=0.75mm,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3.844kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。 88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=2×5.078=10.16cm3;I=2×12.187=21.37cm4;E=206000.00N/mm2;主楞计算简图主楞计算剪力图(kN)主楞计算弯矩图(kN·m) 89主楞计算变形图(mm)经过计算得到最大弯矩M=0.605kN·m,最大支座反力R=8.553kN,最大变形ν=0.391mm(1)主楞抗弯强度验算σ=M/W<[f]经计算得到,主楞的受弯应力计算值:σ=6.05×105/1.02×104=59.6N/mm2;主楞的抗弯强度设计值:[f]=205N/mm2;主楞的受弯应力计算值σ=59.6N/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0.391mm主楞的最大容许挠度值:[ν]=700/400=1.75mm;主楞的最大挠度计算值ν=0.391mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=1.75mm,满足要求!五、梁底模板计算 90面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的两跨连续梁计算。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=800×18×18/6=1.32×104mm3;I=800×18×18×18/12=3.89×105mm4;1.抗弯强度验算按以下公式进行面板抗弯强度验算:σ=M/W<[f]钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m):q1=1.2×[(21.00+1.50)×0.80+0.50]×0.80=20.064kN/m;施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m):q2=1.4×(2.00+2.00)×0.80=1.480kN/m;q=20.064+1.480=21.544kN/m;最大弯矩及支座反力计算公式如下: 91Mmax=0.125ql2=0.125×21.544×3002=2.76×105N·mm;RA=RC=0.375q1l+0.437q2l=0.375×20.064×0.3+0.437×1.48×0.3=2.845kNRB=1.25ql=1.25×21.544×0.3=9.204kNσ=Mmax/W=2.76×105/1.32×104=6.4N/mm2;梁底模面板计算应力σ=6.4N/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:ν=0.521ql4/(100EI)≤[ν]=l/250其中,q--作用在模板上的压力线荷载:q=q1/1.2=16.720kN/m;l--计算跨度(梁底支撑间距):l=300.00mm;E--面板的弹性模量:E=6000.0N/mm2;面板的最大允许挠度值:[ν]=300.00/250=1.200mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.521×20.064×3004/(100×6000×3.89×105)=0.363mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.363mm小于面板的最大允许挠度值:[ν]=1.2mm,满足要求!六、梁底支撑的计算 92本工程梁底支撑采用方木。强度及抗剪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。1.荷载的计算梁底支撑小楞的均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:q=9.204/0.8=11.505kN/m2.方木的支撑力验算方木计算简图方木按照三跨连续梁计算。本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5×10×10/6=83.33cm3;I=5×10×10×10/12=416.67cm4;方木强度验算计算公式如下:最大弯矩M=0.1ql2=0.1×11.505×0.82=0.736kN·m;最大应力σ=M/W=0.736×106/83333.3=8.8N/mm2; 93抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;方木的最大应力计算值8.8N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!方木抗剪验算截面抗剪强度必须满足:τ=3V/(2bh0)其中最大剪力:V=0.6×11.505×0.8=5.522kN;方木受剪应力计算值τ=3×5.522×1000/(2×50×100)=1.657N/mm2;方木抗剪强度设计值[τ]=1.7N/mm2;方木的受剪应力计算值1.657N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.7N/mm2,满足要求!方木挠度验算计算公式如下:ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250方木最大挠度计算值ν=0.677×11.505×8004/(100×9000×416.667×104)=0.851mm;方木的最大允许挠度[ν]=0.800×1000/250=3.200mm;方木的最大挠度计算值ν=0.851mm小于方木的最大允许挠度[ν]=3.2mm,满足要求!3.支撑小横杆的强度验算梁底模板边支撑传递的集中力: 94P1=RA=2.845kN梁底模板中间支撑传递的集中力:P2=RB=9.204kN梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力:P3=(1.000-0.600)/4×0.800×(1.2×0.120×21.000+1.4×2.000)+1.2×2×0.800×(0.800-0.120)×0.500=1.153kN简图(kN·m)剪力图(kN) 95弯矩图(kN·m)变形图(mm)经过连续梁的计算得到:支座力:N1=N4=1.324kN;N2=N3=7.276kN;最大弯矩Mmax=0.27kN·m;最大挠度计算值Vmax=0.106mm;最大应力σ=0.27×106/5080=53.1N/mm2;支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2;支撑小横杆的最大应力计算值53.1N/mm2小于支撑小横杆的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求! 96七、梁跨度方向钢管的计算梁底支撑纵向钢管只起构造作用,无需要计算八、扣件抗滑移的计算按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.75,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。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12.00kN; 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,根据前面计算结果得到R=7.276kN;R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!九、立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)≤[f]1.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: 97横向支撑钢管的最大支座反力:N1=1.324kN;脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×3.8=0.589kN;楼板混凝土、模板及钢筋的自重:N3=1.2×[(1.50/2+(1.00-0.60)/4)×0.80×0.50+(1.50/2+(1.00-0.60)/4)×0.80×0.120×(1.50+21.00)]=2.905kN;施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值:N4=1.4×(2.000+2.000)×[1.500/2+(1.000-0.600)/4]×0.800=3.808kN;N=N1+N2+N3+N4=1.324+0.589+2.905+3.808=8.626kN;φ--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=1.89;W--立杆净截面抵抗矩(cm3):W=5.08;σ--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]=205N/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=kμh和lo=h+2a, 98为安全计,取二者间的大值,即:lo=Max[1.155×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.945m;k--计算长度附加系数,取值为:1.155;μ--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=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=2945.25/15.8=186;由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.207;钢管立杆受压应力计算值;σ=8625.763/(0.207×489)=85.2N/mm2;钢管立杆稳定性计算σ=85.2N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/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:横向钢管的最大支座反力:N1=7.276kN;脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×(3.8-0.8)=0.589kN;N=N1+N2=7.276+0.465=7.741kN;φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i 99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=1.89;W--立杆净截面抵抗矩(cm3):W=5.08;σ--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]=205N/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=kμh和lo=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即:lo=Max[1.155×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.945m;k--计算长度附加系数,取值为:1.155;μ--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=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=2945.25/15.8=186;由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.207; 100钢管立杆受压应力计算值;σ=7740.653/(0.207×489)=76.5N/mm2;钢管立杆稳定性计算σ=76.5N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!1.4框架柱模板1.1.1柱模板设计方柱模板采用18mm厚木胶板拼装,先根据柱边长制作成4片,现场互锁式拼装。背楞为50mm×100mm木方扁放,间距不大于250mm。外部用外楞采用双排48×3.5钢管加M14对拉螺栓抱箍,间距400mm~800mm,下密上稀。柱模板截面大于600mm中间应设穿墙螺栓,穿墙螺栓选用φ14的穿墙螺杆,螺栓的排列间距,水平方向两边框处距板边150mm,中间间距控制在600*600左右,螺栓外设塑料套管以便二次周转使用。圆形柱采用定型木模板,第一道为一层0.5mm薄钢板,第二层为5mm厚的多层板,第三道为50×100木方,前三道均沿柱高方向布置,第四道采用80mm厚的木板定做成型,沿柱高方向间距500mm布置。背楞为Ф48×3.5双钢管,间距不大于400mm;最外侧用50×100木方作为柱箍,间距不大于300mm。设置模板限位筋和模板就位控制线。模板就位、调整、加固。模板检验、浇筑混凝土、养护。拆模、清理。 101为保证质量,柱、墙砼浇筑时一次灌入高度不超过2m。1.1.2柱、梁节点模板设计梁柱接头模板采用四块用竹胶板制作带梁豁的柱模组合而成。梁豁模板制作时,紧靠梁豁周边的模板背后加50*100木方,木方必须双面刨平直,在木方与多层板组成的平面上加一块50宽竹胶板,竹胶板以便必须与梁豁竹胶板内侧对齐,且与背楞木方固定牢固。梁豁以下的柱模长度不小于100mm。竹胶板模板、背楞和板是一个固定在一起的梁豁模板,一个梁柱接头的四块带梁豁的模板采用公母扣模,用母扣顶紧公扣模,这样保证合模严实。在母扣模模板侧面粘贴10厚海绵条,防止漏浆,在梁豁下,用柱箍将柱模四面抱死。梁的底模和侧模与梁豁相接时,要与梁豁周边贴上的50宽多层板靠紧平接,且与梁豁周边双面刨光的木方牢固固定,然后加固梁底模和梁侧模。若柱子是结构框架的边柱或角柱、剪力墙与梁相接时,梁柱接头有一面或两面没有梁。为了保证梁柱接头上下无明显接搓,在柱子砼浇筑时,在梁底标高下100~200mm处预埋2φ14螺栓。在梁柱接头支设时,用两根螺栓加固柱模板支撑。当梁高太高(H≥700mm)时,梁侧柱接头处需加设对拉螺栓,以保证梁柱接头处的模板支撑强度。 1021.1.3柱模板计算柱模板的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB50017-2013)等规范编制。柱模板的背部支撑由两层组成,第一层为直接支撑模板的竖楞,用以支撑混凝土对模板的侧压力;第二层为支撑竖楞的柱箍,用以支撑竖楞所受的压力;柱箍之间用对拉螺栓相互拉接,形成一个完整的柱模板支撑体系。柱模板设计示意图柱截面宽度B(mm):1200.00;柱截面高度H(mm):700.00;柱模板的总计算高度:H=3.20m; 103计算简图一、参数信息1.基本参数柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:2;柱截面宽度B方向竖楞数目:5;柱截面高度H方向对拉螺栓数目:1;柱截面高度H方向竖楞数目:3;对拉螺栓直径(mm):M14;2.柱箍信息柱箍材料:采用的钢管类型为Φ48×3.5;柱箍的间距(mm):600;柱箍合并根数:2;3.竖楞信息竖楞材料:木方;竖楞合并根数:1;宽度(mm):50.00;高度(mm):100.00;1.面板参数 104面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):18.00;面板弹性模量(N/mm2):6000.00;面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50;5.木方和钢楞方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9000.00;方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):1.50;钢楞弹性模量E(N/mm2):210000.00;钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00;二、柱模板荷载标准值计算按《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=0.22γtβ1β2V1/2F=γH其中γ--混凝土的重力密度,取21.000kN/m3;t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;T--混凝土的入模温度,取20.000℃;V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;H--模板计算高度,取3.200m;β1--外加剂影响修正系数,取1.200;β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.000。 105分别计算得20.036kN/m2、76.800kN/m2,取较小值20.036kN/m2作为本工程计算荷载。计算中采用新浇混凝土侧压力标准值q1=20.036kN/m2;倾倒混凝土时产生的荷载标准值q2=2kN/m2。三、柱模板面板的计算模板结构构件中的面板属于受弯构件,按简支梁或连续梁计算。分别取柱截面宽度B方向和H方向面板作为验算对象,进行强度、刚度计算。强度验算考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。由前述参数信息可知,柱截面高度H方向竖楞间距最大,为l=325mm,且竖楞数为3,因此柱截面高度H方向面板按均布荷载作用下的两跨连续梁进行计算。面板计算简图1.面板抗弯强度验算对柱截面宽度H方向面板按均布荷载作用下的两跨连续梁用下式计算最大跨中弯距:M=0.1ql2其中,M--面板计算最大弯矩(N·mm); 106l--计算跨度(竖楞间距):l=325.0mm;q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×20.04×0.60=11.426kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.60=1.680kN/m;q=q1+q2=11.426+1.680=16.106kN/m;面板的最大弯矩:M=0.1×16.106×325×325=1.70×105N.mm;面板最大应力按下式计算:σ=M/W 107面板的抗弯强度设计值[σ]=13N/mm2,满足要求!2.面板抗剪验算最大剪力按均布荷载作用下的两跨连续梁计算,公式如下:V=0.625ql其中,V--面板计算最大剪力(N);l--计算跨度(竖楞间距):l=325.0mm;q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×20.04×0.60=11.426kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.60=1.680kN/m;q=q1+q2=11.426+1.680=16.106kN/m;面板的最大剪力:V=0.625×16.106×325.0=3271.515N;截面抗剪强度必须满足下式:τ=3V/(2bhn)≤fv其中,τ--面板承受的剪应力(N/mm2);V--面板计算最大剪力(N):V=3271.515N;b--构件的截面宽度(mm):b=600mm;hn--面板厚度(mm):hn=18.0mm;fv---面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv=13.000 108N/mm2;面板截面受剪应力计算值:τ=3×3271.515/(2×600×18.0)=0.454N/mm2;面板截面抗剪强度设计值:[fv]=1.500N/mm2;面板截面的受剪应力τ=0.454N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2,满足要求!3.面板挠度验算最大挠度按均布荷载作用下的两跨连续梁计算,挠度计算公式如下:ν=0.521ql4/(100EI)其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m):q=20.04×0.60=12.02kN/m;ν--面板最大挠度(mm);l--计算跨度(竖楞间距):l=325.0mm;E--面板弹性模量(N/mm2):E=6000.00N/mm2;I--面板截面的惯性矩(mm4);I=bh3/12I=600×18.0×18.0×18.0/12=2.92×105mm4;面板最大容许挠度:[ν]=325/250=1.3mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.521×12.02× 109325.04/(100×6000.0×2.92×105)=0.399mm;面板的最大挠度计算值ν=0.399mm小于面板最大容许挠度设计值[ν]=1.3mm,满足要求!四、竖楞计算模板结构构件中的竖楞(小楞)属于受弯构件,按连续梁计算。本工程柱高度为3.200m,柱箍间距为600mm,因此按均布荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中,竖楞采用木方,宽度50mm,高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=50×100×100/6×1=83.33cm3;I=50×100×100×100/12×1=416.67cm4;竖楞计算简图1.抗弯强度验算支座最大弯矩计算公式:M=0.1ql2其中,M--竖楞计算最大弯矩(N·mm);l--计算跨度(柱箍间距):l=600.0mm; 110q--作用在竖楞上的线荷载,它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×20.036×0.325=7.814kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.000×0.325=1.000kN/m;q=7.814+0.910=8.724kN/m;竖楞的最大弯距:M=0.1×8.724×600.0×600.0=3.14×105N·mm;σ=M/W 111其中,V--竖楞计算最大剪力(N);l--计算跨度(柱箍间距):l=600.0mm;q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×20.036×0.325=7.814kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.000×0.325=1.000kN/m;q=7.814+0.910=8.724kN/m;竖楞的最大剪力:V=0.6×8.724×600.0=3140.654N;截面抗剪强度必须满足下式:τ=3V/(2bhn)≤fv其中,τ--竖楞截面最大受剪应力(N/mm2);V--竖楞计算最大剪力(N):V=0.6ql=0.6×8.724×600=3140.654N;b--竖楞的截面宽度(mm):b=50.0mm;hn--竖楞的截面高度(mm):hn=100.0mm;fv--竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv=1.500N/mm2;竖楞截面最大受剪应力计算值:τ=3×3140.654/(2×50.0×100.0×1)=0.942N/mm2;竖楞截面抗剪强度设计值:[fv]=1.500N/mm2; 112竖楞截面最大受剪应力计算值τ=0.942N/mm2小于竖楞截面抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2,满足要求!3.挠度验算最大挠度按三跨连续梁计算,公式如下:νmax=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250其中,q--作用在竖楞上的线荷载(kN/m):q=20.04×0.29=8.72kN/m;νmax--竖楞最大挠度(mm);l--计算跨度(柱箍间距):l=600.0mm;E--竖楞弹性模量(N/mm2),E=9000.00N/mm2;I--竖楞截面的惯性矩(mm4),I=1.17×106;竖楞最大容许挠度:[ν]=600/250=2.4mm;竖楞的最大挠度计算值:ν=0.677×8.72×600.04/(100×9000.0×1.17×106)=0.204mm;竖楞的最大挠度计算值ν=0.204mm小于竖楞最大容许挠度[ν]=2.4mm,满足要求!五、B方向柱箍的计算本工程中,柱箍采用方钢管,宽度20mm,高度50mm,壁厚3mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=1.358×2=8.72cm3;I=10.895×2=21.79cm4; 113按集中荷载计算(附计算简图):B方向柱箍计算简图其中P--竖楞传递到柱箍的集中荷载(kN);P=(1.2×20.04+1.4×2)×0.288×0.6=1.64kN;B方向柱箍剪力图(kN)最大支座力:N=7.523kN;B方向柱箍弯矩图(kN·m)最大弯矩:M=0.346kN·m; 114B方向柱箍变形图(mm)最大变形:ν=0.141mm;1.柱箍抗弯强度验算柱箍截面抗弯强度验算公式σ=M/(γxW) 115计算公式如下:N<[N]=f×A其中N--对拉螺栓所受的拉力;A--对拉螺栓有效面积(mm2);f--对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;查表得:对拉螺栓的型号:M14;对拉螺栓的有效直径:11.55mm;对拉螺栓的有效面积:A=105mm2;对拉螺栓所受的最大拉力:N=7.523kN。对拉螺栓最大容许拉力值:[N]=1.70×105×1.05×10-4=17.85kN;对拉螺栓所受的最大拉力N=7.523kN小于对拉螺栓最大容许拉力值[N]=17.85kN,对拉螺栓强度验算满足要求!七、H方向柱箍的计算本工程中,柱箍采用方钢管,宽度20mm,高度50mm,壁厚3mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=1.358×2=8.72cm3;I=10.895×2=21.79cm4;按计算(附计算简图): 116H方向柱箍计算简图其中P--竖楞传递到柱箍的集中荷载(kN);P=(1.2×20.04+1.4×2)×0.325×0.6=5.23kN;H方向柱箍剪力图(kN)最大支座力:N=7.682kN;H方向柱箍弯矩图(kN·m)最大弯矩:M=0.216kN·m; 117H方向柱箍变形图(mm)最大变形:ν=0.058mm;1.柱箍抗弯强度验算柱箍截面抗弯强度验算公式:σ=M/(γxW) 118[ν]=1.4mm,满足要求!八、H方向对拉螺栓的计算验算公式如下:N<[N]=f×A其中N--对拉螺栓所受的拉力;A--对拉螺栓有效面积(mm2);f--对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;查表得:对拉螺栓的直径:M14;对拉螺栓有效直径:11.55mm;对拉螺栓有效面积:A=105mm2;对拉螺栓最大容许拉力值:[N]=1.70×105×1.05×10-4=17.85kN;对拉螺栓所受的最大拉力:N=7.682kN。对拉螺栓所受的最大拉力:N=7.682kN小于[N]=17.85kN,对拉螺栓强度验算满足要求!1.5后浇带模板后浇带混凝土在其两侧混凝土龄期》45天后再浇筑 119。后浇带混凝土施工前应将接缝处的混凝土凿毛,清洗干净,保持湿润并刷纯水泥净浆一道;采用补偿收缩混凝土(即微膨胀混凝土),其强度等级应比两侧混凝土提高一级;补偿收缩砼应掺砼膨胀剂,其限制膨胀率为0.025%~0.04%;地上结构后浇带混凝土养护时间不得少于14天;后浇带的梁筋不断开,其他后浇带板墙钢筋应断开搭接,搭接长度为带宽且不小于45d。1.留设部位施工后浇带的位置宜选在结构受力较小的部位,一般在梁、板的变形缝反弯点附近,此位置弯矩不大,剪力也不大;也可选在梁、板的中部,弯矩虽大,但剪力很小。在施工后浇带处,混凝土虽为后浇,但钢筋不能断。如果梁、板跨度不大,可一次配足钢筋;如果跨度较大,可按规定断开,在补齐混凝土前焊接好。后浇带的配筋,应能承担由浇筑混凝土成为—整体后的差异沉降而产生的内力,一般可按差异沉降变形反算为内力,而在配筋上予以加强。后浇带的宽度应考虑便于施工操作,并按结构构造要求而定,一般宽度700—1000mm为宜。本工程后浇带留设部位参见屋面层、构架层梁、板结构施工图。1.后浇带模板搭设后浇带两侧保留受荷支撑不少于两排,排距不大于1m(包括梁板支撑均应保留)。该部分模板支撑系统要相对独立,以便于其他模板及支撑的正常拆除和周转。被后浇带断开而形成悬臂的结构梁,要留有早拆支撑,以备其他支撑拆除后留作受荷支撑(其他支撑的拆除时间以该梁砼强度达到设计值的100%和上一层梁砼强度≥75%设计值为准)。 1203.断面形式施工后浇带的断面形式应考虑浇筑混凝土后连接牢固,一般宜避久留直缝。对于板,可留斜缝;对于梁,可留企口缝,而企口缝又有多种形式,可根据结构断面情况确定。1.后浇带的保护楼层面板后浇带两侧的梁底模及梁板支承架不得拆除。楼层后浇带保护,采用木盖覆盖,盖板两边应比后浇带各宽出500毫米以上。若后浇带难以保护,且难进行清理则在后浇带下留设100mm高与后浇带同宽的空间。浇筑后浇带时,可将垃圾直接扫入,然后直接进行浇筑。1.5.1梁、板后浇带1.支撑在距后浇带两边500mm处各设一宽为1200mm独立模板系统,此系统作为自由端(若后浇带混凝土未浇筑前,模板完全拆除,后浇带两边的板边及梁端均为无约束的自由端),临时支撑将一直留置到后浇带模板拆除之时。此模板系统与其它模板同时安装,但不影响后浇带所在跨的其它模板的安装与拆除。此系统楼板模板支撑采用2排间距为600mm、排距为1000 121mm的钢管可调支撑,梁底处支撑为2列多排(一般不少于4排,短梁段可设置2排)钢管支撑。跨内其它模板与同层其它模板安装方式相同,且可与同层其它模板同时拆除,当达到后浇带规定的浇筑时间时,凿除老混凝土边缘处松散混凝土,清尽老混凝土表面杂物后,即可安装后浇带模板。模板支撑采用配有可调螺杆的钢管支撑。2.梁、板截面处理在梁截面设置钢筋网,水平方向φ12@10,竖直方向φ12@5,根据图纸加工钢筋网。在浇筑的一侧设2层800目钢丝网;楼板在浇筑的一侧设2层800目钢丝网;剪力墙截面点焊钢筋形成网格,水平方向φ25@75,竖直方向φ16@20。在浇筑的一侧设3层800目钢丝网。214@2001.6构造柱模板构造柱模板采用18mm厚胶合板,木背枋料间距不大于300mm,模板安装必须待墙体砂浆达一定强度后方可进行,模板安立后用φ14螺栓穿入砌体预留洞,将φ48钢管围檩固定,拧紧。圈梁模板安装时,先复核墙砌体高度尺寸无误,同时待砌体达一定强度时才安装,圈梁模板就位,按放在50×100@200夹木上待模调整后用Ф14穿墙螺栓将模板拧紧,使圈梁侧模处于垂直状态,断面尺寸须符合设计要求,待钢筋绑扎后,模板上口钉上木拉条。1.7楼梯模板设计 122楼梯底模采用竹胶板,安装前应按实际层高放样。安装时应先安装平台模板,再安装楼梯底模,最后安装外帮侧模,外帮侧模三角模按实样制作好,用套板画出踏步侧板位置线,钉好固定踏步位置的档木再钉侧板,楼梯踏步模板采用木模板,模板支设必须满足行人通过。考虑到日后楼梯踏步贴面装修后垂直投影成一条线,在结构施工期间将踏步模板向前推进40mm。
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