计算依据:
1、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130-2011 3、《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 4、《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012 5、《钢结构设计规范》GB 50017-2003
一、工程属性
新浇混凝土楼板名称 标高-8.9.0m~-0.05M 模板支架高度H(m) 模板支架横向长度B(m) 8.85 24 模板支架纵向长度L(m) 32 新浇混凝土楼板板厚(mm) 180 二、荷载设计 面板 20.1 0.3 0.5 2.76 钢筋自重标准值G3k(kN/m) 23面板及小梁 楼板模板 模板及其支架自重 模板及其支架自重标准值G1k(kN/m) 混凝土自重标准值G2k(kN/m) 324 1.1 2.5 2.5 1.5 当计算面板和小梁时的均布活荷载(kN/m) 当计算面板和小梁时的集中荷载(kN) 施工人员及设备荷载标准值Q1k 当计算主梁时的均布活荷载(kN/m) 当计算支架立柱及其他支承结构构件时的均布活荷载(kN/m) 模板支拆环境不考虑风荷载 221 三、模板体系设计 主梁布置方向 平行立柱纵向方向 立柱纵向间距la(mm) 900 立柱横向间距lb(mm) 小梁间距l(mm) 主梁最大悬挑长度l2(mm) 900 180 150 水平拉杆步距h(mm) 小梁最大悬挑长度l1(mm) 1500 150 设计简图如下:
模板设计平面图
模板设计剖面图(模板支架纵向)
模板设计剖面图(模板支架横向)
四、面板验算
面板类型 面板抗弯强度设计值[f](N/mm) 面板弹性模量E(N/mm) 22覆面木胶合板 9.68 4680 面板厚度t(mm) 面板抗剪强度设计值[τ](N/mm) 面板计算方式 215 1.2 简支梁 楼板面板应搁置在梁侧模板上,本例以简支梁,取1m单位宽度计算。 W=bh2/6=1000×15×15/6=37500mm3,I=bh3/12=1000×15×15×15/12=281250mm4
承载能力极限状态
q1=0.9×max[1.2(G1k +(G2k+G3k)×h)+1.4×Q1k ,1.35(G1k
+(G2k+G3k)×h)+1.4×0.7×Q1k]×b=0.9×max[1.2×(0.1+(24+1.1)×0.18)+1.4×2.5,1.35×(0.1+(24+1.1)×0.18)+1.4×0.7×2.5] ×1=8.137kN/m
q2=0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.1×1=0.108kN/m p=0.9×1.4×Q1k=0.9×1.4×2.5=3.15kN 正常使用极限状态
q=(γG(G1k +(G2k+G3k)×h))×b =(1×(0.1+(24+1.1)×0.18))×1=4.618kN/m 计算简图如下:
1、强度验算
M1=q1l2/8=8.137×0.182/8=0.033kN·m
M2=q2L2/8+pL/4=0.108×0.182/8+3.15×0.18/4=0.142kN·m Mmax=max[M1,M2]=max[0.033,0.142]=0.142kN·m σ=Mmax/W=0.142×106/37500=3.792N/mm2≤[f]=9.68N/mm2 满足要求! 2、挠度验算
νmax=5ql4/(384EI)=5×4.618×1804/(384×4680×281250)=0.048mm ν=0.048mm≤[ν]=L/400=180/400=0.45mm 满足要求!
五、小梁验算
小梁类型 小梁抗弯强度设计值[f](N/mm) 小梁截面抵抗矩W(cm) 小梁截面惯性矩I(cm) 432方木 13 243 小梁截面类型(mm) 小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm) 小梁弹性模量E(N/mm) 小梁计算方式 2240×90 1.4 9000 三等跨连续梁 q1=0.9×max[1.2(G1k+ (G2k+G3k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k +(G2k+G3k)×h)+1.4×0.7×Q1k]×b=0.9×max[1.2×(0.3+(24+1.1)×0.18)+1.4×2.5,1.35×(0.3+(24+1.1)×0.18)+1.4×0.7×2.5]×0.18=1.504kN/m
因此,q1静=0.9×1.2×(G1k
+(G2k+G3k)×h)×b=0.9×1.2×(0.3+(24+1.1)×0.18)×0.18=0.937kN/m q1活=0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×2.5×0.18=0.567kN/m q2=0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.3×0.18=0.058kN/m p=0.9×1.4×Q1k=0.9×1.4×2.5=3.15kN 计算简图如下:
1、强度验算
M1=0.1q1静L2+0.117q1活L2=0.1×0.937×0.92+0.117×0.567×0.92=0.13kN·m M2=max[0.08q2L2+0.213pL,0.1q2L2+0.175pL]=
max[0.08×0.058×0.92+0.213×3.15×0.9,0.1×0.058×0.92+0.175×3.15×0.9]=0.608kN·m M3=max[q1L12/2,q2L12/2+pL1]=max[1.504×0.152/2,0.058×0.152/2+3.15×0.15]=0.473kN·m
Mmax=max[M1,M2,M3]=max[0.13,0.608,0.473]=0.608kN·m σ=Mmax/W=0.608×106/000=11.252N/mm2≤[f]=13N/mm2 满足要求! 2、抗剪验算
V1=0.6q1静L+0.617q1活L=0.6×0.937×0.9+0.617×0.567×0.9=0.821kN
V2=0.6q2L+0.675p=0.6×0.058×0.9+0.675×3.15=2.158kN
V3=max[q1L1,q2L1+p]=max[1.504×0.15,0.058×0.15+3.15]=3.159kN Vmax=max[V1,V2,V3]=max[0.821,2.158,3.159]=3.159kN τmax=3Vmax/(2bh0)=3×3.159×1000/(2×40×90)=1.316N/mm2≤[τ]=1.4N/mm2 满足要求! 3、挠度验算
q=(γG(G1k +(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.3+(24+1.1)×0.18))×0.18=0.867kN/m 挠度,跨中νmax=0.677qL4/(100EI)=0.677×0.867×9004/(100×9000×243×104)=0.176mm≤[ν]=L/400=900/400=2.25mm;
悬臂端νmax=ql14/(8EI)=0.867×1504/(8×9000×243×104)=0.003mm≤[ν]=2×l1/400=2×150/400=0.75mm 满足要求!
六、主梁验算
主梁类型 主梁计算截面类型(mm) 主梁抗剪强度设计值[τ](N/mm) 主梁弹性模量E(N/mm) 主梁计算方式 22钢管 Φ48×2.7 125 206000 三等跨连续梁 主梁截面类型(mm) 主梁抗弯强度设计值[f](N/mm) 主梁截面抵抗矩W(cm) 主梁截面惯性矩I(cm) 432Φ48×2.7 205 4.12 9. 1、小梁最大支座反力计算 q1=0.9×max[1.2(G1k +(G2k+G3k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k
+(G2k+G3k)×h)+1.4×0.7×Q1k]×b=0.9×max[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.18)+1.4×1.5,1.35×(0.5+(24+1.1)×0.18)+1.4×0.7×1.5]×0.18=1.336kN/m
q1静=0.9×1.35×(G1k +(G2k+G3k)×h)×b=0.9×1.35×(0.5+(24+1.1)×0.18)×0.18=1.097kN/m
q1活=0.9×1.4×0.7×Q1k×b =0.9×1.4×0.7×1.5×0.18=0.238kN/m
q2=(γG(G1k +(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.5+(24+1.1)×0.18))×0.18=0.903kN/m 承载能力极限状态
按三等跨连续梁,Rmax=(1.1q1静+1.2q1活)L=1.1×1.097×0.9+1.2×0.238×0.9=1.344kN
按悬臂梁,R1=q1l1=1.336×0.15=0.2kN R=max[Rmax,R1]=1.344kN; 正常使用极限状态
按三等跨连续梁,R'max=1.1q2L=1.1×0.903×0.9=0.4kN 按悬臂梁,R'1=q2l1=0.903×0.15=0.135kN R'=max[R'max,R'1]=0.4kN; 计算简图如下:
主梁计算简图一
主梁计算简图二
2、抗弯验算
主梁弯矩图一(kN·m)
主梁弯矩图二(kN·m)
σ=Mmax/W=0.603×106/4120=146.431N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 3、抗剪验算
主梁剪力图一(kN)
主梁剪力图二(kN)
τmax=2Vmax/A=2×4.436×1000/384=23.103N/mm2≤[τ]=125N/mm2 满足要求! 4、挠度验算
主梁变形图一(mm)
主梁变形图二(mm)
跨中νmax=1.022mm≤[ν]=900/400=2.25mm
悬挑段νmax=0.596mm≤[ν]=2×150/400=0.75mm 满足要求! 5、支座反力计算 承载能力极限状态 图一
支座反力依次为R1=4.768kN,R2=7.047kN,R3=7.405kN,R4=3.628kN 图二
支座反力依次为R1=4.18kN,R2=7.244kN,R3=7.244kN,R4=4.18kN
七、扣件抗滑移验算
荷载传递至立柱方式 双扣件 扣件抗滑移折减系数kc 0.67 按上节计算可知,扣件受力N=7.405kN≤Rc=kc×12=0.67×12=8.04kN 满足要求!
八、立柱验算
剪刀撑设置
立柱伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a(mm)
非顶部立柱计算长度系数μ2 立柱钢管计算截面类型(mm) 立柱截面面积A(mm) 立柱截面抵抗矩W(cm) 支架自重标准值q(kN/m)
32
普通型 200
立柱顶部步距hd(mm) 顶部立柱计算长度系数μ1
1300 1.386
1.755 Φ48×2.7 384 4.12 0.15
立柱钢管截面类型(mm) 钢材等级
立柱截面回转半径i(mm) 抗压强度设计值[f](N/mm)
2
Φ48×2.7 Q235 16 205
1、长细比验算
顶部立柱段:l01=kμ1(hd+2a)=1×1.386×(1300+2×200)=2356mm 非顶部立柱段:l0=kμ2h =1×1.755×1500=2632mm λ=max[l01,l0]/i=2632.5/16=1.531≤[λ]=210 满足要求! 2、立柱稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011,荷载设计值q1有所不同: 小梁验算
q1=1×[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.18)+1.4×1]×0.18 = 1.336kN/m 同上四~六步计算过程,可得:
R1=4.771kN,R2=7.25kN,R3=7.411kN,R4=4.183kN 顶部立柱段:
l01=kμ1(hd+2a)=1.185×1.386×(1300+2×200)=2792.097mm λ1=l01/i=2792.097/16=174.506 查表得,φ=0.235 不考虑风荷载:
N1 =Max[R1,R2,R3,R4]=Max[4.771,7.25,7.411,4.183]=7.411kN f= N1/(ΦA)=7411/(0.235×384)=82.125N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 非顶部立柱段:
l0=kμ2h =1.185×1.755×1500=3119.512mm λ=l0/i=3119.512/16=194.97 查表得,φ1=0.191 不考虑风荷载: N
=Max[R1,R2,R3,R4]+1×γG×q×H=Max[4.771,7.25,7.411,4.183]+1×1.2×0.15×8.85=9.004kN
f=N/(φ1A)=9.004×103/(0.191×384)=122.7N/mm2≤[σ]=205N/mm2 满足要求!
九、高宽比验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011 第6.9.7:支架高宽比不应大于3
H/B=8.85/24=0.369<3
满足要求,不需要进行抗倾覆验算 !
十、立柱支承面承载力验算
支撑层楼板厚度h(mm) 混凝土的龄期(天) 混凝土的实测抗拉强度ft(N/mm) 立柱垫板宽b(mm) 2400 7 0.911 200 混凝土强度等级 混凝土的实测抗压强度fc(N/mm) 立柱垫板长a(mm) 2C35 9.686 4000 F1=N=9.004kN 1、受冲切承载力计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.5.1条规定,见下表
公式 参数剖析 F1 局部荷载设计值或集中反力设计值 截面高度影响系数:当h≤800mm时,取βh=1.0;当h≥2000mm时,取βh=0.9;中间线性插入取用。 混凝土轴心抗拉强度设计值 临界面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值,σpc,m 其值控制在1.0-3.5N/㎜范围内 临界截面周长:距离局部荷载或集中反力作用面积周边h0 /2处板垂um h0 η1 η2 η=min(η1,η2) η1=0.4+1.2/βs,η2=0.5+as×h0/4Um βs 直截面的最不利周长。 截面有效高度,取两个配筋方向的截面有效高度的平均值 局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数 临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数 局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸比较,βs不宜大于4:当βs<2时取βs=2,当面积为圆形时,取βs=2 板柱结构类型的影响系数:对中柱,取as=40,对边柱,取as=30:对角柱,取as=20 2βh ft Fl≤(0.7βhft+0.25σpc,m)ηumh0 as 说明 在本工程计算中为了安全和简化计算起见,不考虑上式中σpc,m之值,将其取为0,作为板承载能力安全储备。 可得:βh=1,ft=0.911N/mm2,η=1,h0=h-20=380mm, um =2[(a+h0)+(b+h0)]=9920mm F=(0.7βhft+0.25σpc,
1×0.911+0.25×0)×1×9920×380/1000=2403.874kN≥F1=9.004kN m)ηumh0=(0.7× 满足要求!
2、局部受压承载力计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.6.1条规定,见下表
公式 参数剖析 F1 fc Fl≤1.35βcβlfcAln βc βl Aln Al Ab 局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值 混凝土轴心抗压强度设计值;可按本规范表4.1.4-1取值 混凝土强度影响系数,按本规范第6.3.1条的规定取用 混凝土局部受压时的强度提高系数 混凝土局部受压净面积 混凝土局部受压面积 局部受压的计算底面积,按本规范第6.6.2条确定 βl=(Ab/Al)1/2 可得:fc=9.686N/mm2,βc=1, βl=(Ab/Al)1/2=[(a+2b)×(b+2b)/(ab)]1/2=[(4400)×(600)/(4000×200)]1/2=1.817,Aln=ab=800000mm2
F=1.35βcβlfcAln=1.35×1×1.817×9.686×800000/1000=19003.132kN≥F1=9.004kN 满足要求!
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