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PKPM计算机软件对高支模实例分析

发布时间:2021-04-07 08:54所属分类:综合工程浏览:14次

关键词:PKPM施工软件;承载力稳定性;高支模 1概述 建筑业作为国民经济的支柱产业,近年来高层现浇钢筋混凝土建筑结构得到日新月异的长足发展(图1),因此高大模板支撑体系稳定性的安全问题越来越引起工程界的关注。在工程实践传统做法中,高支模搭设的承载

关键词:PKPM施工软件;承载力稳定性;高支模
 
1概述
 
建筑业作为国民经济的支柱产业,近年来高层现浇钢筋混凝土建筑结构得到日新月异的长足发展(图1),因此高大模板支撑体系稳定性的安全问题越来越引起工程界的关注。在工程实践传统做法中,高支模搭设的承载力稳定性往往依靠现场施工人员的传统经验,缺乏理论计算依据,从而导致工程施工过程中高支模失稳倒塌的事故时有发生。PKPM施工软件作为建筑施工整体解决方案的重要计算机软件(图2),利用力学分析原理,结合最新的施工技术规范,从而为我们提供高支模支撑系统承载力稳定性整体解决优化方案,不断提高工程实践中的施工管理和施工技术水平。
 
2工程实例受力计算与分析
 
2.1工程概况
 
安徽省合肥市北城新区北城办板块某商住工程主楼28层,标准层层高2.9m,总建筑高度98.8m。主楼地下二层及一层建筑结构形式为框架结构,平时作为地下车库及商业用房,战时作为人防工程使用;二层及以上建筑结构形式采用剪力墙结构,作为住宅楼使用。该商住楼一层局部区域阴影部分层高8.0m,施工中属于高大模板支撑工程(图3);该商住楼建筑结构的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,安全等级为二级[2],特征周期为0.35s。
 
2.2利用PKPM施工软件对高支模搭设方案进行受力计算与分析
 
计算参数:钢管强度取205.0N/mm2,折减系数取1.00[1];该工程高支模架搭设高度为8.0m,立杆纵向距离取b=0.80m,立杆横向距离取L=0.80m,步距h=1.20m;面板厚取18mm,剪切受力强度取1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm2;木方尺寸取50×80mm,间距300mm,剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2;梁顶托采用10号工字钢;模板自重0.20kN/m2,混凝土钢筋自重25.10kN/m3;施工过程中,均布荷载标准值取2.50kN/m2;扣件计算折减系数取1.00。
 
2.2.1关于面板的受力验算(1)高大模板支撑受力分析可变荷载效应控制组合:S=1.2×(25.10×0.20+0.20)+1.40×2.50=9.764kN/m2;永久荷载效应控制组合:S=1.35×25.10×0.20+0.7×1.40×2.50=9.227kN/m2;采用的钢管类型为:φ48.3×3.6;钢管惯性矩采用I=π(D4-d4)/64,抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。(2)模板面板计算,模板面板的按照三跨连续梁计算,考虑结构系数0.9,静荷载标准值:q1=0.9×(25.100×0.200×0.800+0.200×0.800)=3.758kN/m;考虑0.9结构系数[3],活荷载标准值:q2=0.9×(0.000+2.500)×0.800=1.800kN/m;面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:抵抗矩W=bh2/6=80.00×1.80×1.80/6=43.20cm3;惯性矩I=bh3/12=80.00×1.80×1.80×1.80/12=38.88cm4;抗弯强度计算,M=0.100×(1.20×3.758+1.40×1.8)×0.300×0.300=0.063kN.m;经计算,得到面板抗弯强度计算值:f=0.063×1000×1000/43200=1.465N/mm2;面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求。(3)抗剪计算,最大剪力Qmax=0.600×(1.20×3.758+1.4×1.80)×0.300=1.265kN;截面抗剪强度计算值:T=3×1265.0/(2×800.000×18.000)=0.132N/mm2;抗剪强度设计值:[T]=1.40N/mm2;面板抗剪强度验算:T<[T],满足要求。(4)挠度计算v=0.677qL4/100EI<[v]=L/250;面板最大挠度计算值vmax=0.677×3.758×3004/(100×6000×388800)=0.088mm;面板的最大挠度小于300.0/250mm,满足要求。
 
2.2.2关于模板支撑木方的受力验算(1)荷载的计算,混凝土板自重:q11=25.100×0.200×0.300=1.506kN/m;模板的自重线荷载:q12=0.200×0.300=0.060kN/m;经计算得到,活荷载标准值q2=(2.500+0.000)×0.300=0.750kN/m;考虑0.9结构系数,静荷载q1=0.9×(1.2×1.506+1.2×0.06)=1.691kN/m;活荷载q2=0.9×1.40×0.750=0.945kN/m;计算单元内的木方集中力:(0.945+1.691)×0.800=2.109kN(2)木方的计算,按三跨连续梁简化计算[4],均布荷载q=2.109/0.800=2.636kN/m;最大弯矩Mmax=0.1qL2=0.1×2.64×0.80×0.80=0.169kN.m;Qmax=0.6qL=0.6×0.800×2.636=1.265kN;支座力Nmax=1.1×0.8×2.636=2.32kN;(3)木方抗弯强度计算,抗弯计算强度f=M/W=0.169×106/53333.3=3.16N/mm2;木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求。(4)木方抗剪计算,抗剪强度计算值T=3×1265/(2×50×80)=0.475N/mm2;抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2,木方的抗剪强度计算满足要求。(5)木方挠度计算,最大变形vmax=0.677qL4/100EI=0.677×1.409×800.04/(100×9000.00×2133334.0)=0.204mm;木方的最大挠度小于800.0/250,满足要求。
 
2.2.3关于托梁的受力验算(1)顶托梁抗弯强度计算,计算强度f=M/W=0.499×106/1.05/49000.0=9.7N/mm2;顶托梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求。(2)顶托梁挠度计算,最大变形:v=0.025mm,顶托梁的最大挠度小于800.0/400,满足要求。
 
2.2.4立杆的稳定性计算(1)不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:经计算,σ=6963/(0.588×506)=23.404N/mm2;不考虑风载,稳定性满足要求。(2)考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:经计算,σ=6803/(0.588×506)+29000/5260=28.454N/mm2;σ<[f],满足要求。
 
3结束语
 
本文利用PKPM施工软件,借助于合肥市北城新区某工程实例,对高大模板支撑体系承载力稳定性进行全面验算分析;在工程实践中,高大模板承载力稳定性除了需要安全专项施工验算方案以外,我们还需要严格按照规范要求,注重模板支撑体系的构造因素影响:比如立杆的步距、横距、纵距、水平和竖直方向剪刀撑的设置、扫地杆、顶端的自由端长度等要素[5]。工程实践中,需要不断的优化高支模支撑系统搭设水平,从而提高建筑工程安全管理水平和效益。
 
参考文献:
 
[1]JGJ162-2008.建筑施工模板安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
 
[2]GB50009-2012.建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
 
[3]高菲.建筑施工悬挑脚手架受力性能试验研究[D].郑州大学,2014.
 
[4]JGJ164-2008.建筑施工木脚手架安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
 
[5]武世地.脚手架稳定性优化的工程应用研究[J].四川水泥,2018(05):317-318.

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