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 模板支架高度H(m) 模板支架横向长度B(m) B2,标高9.00m 10.4 6 新浇混凝土楼板板厚(mm) 模板支架纵向长度L(m) 120 6 二、荷载设计 面板 20.1 0.3 0.5 0.75 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 立柱横向间距lb(mm) 平行立柱纵向方向 立柱纵向间距la(mm) 900 水平拉杆步距h(mm) 900 1500 小梁间距l(mm) 主梁最大悬挑长度l2(mm) 300 250 小梁最大悬挑长度l1(mm) 250 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 15 10000 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 1.4 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)×0.12)+1.4×2.51.35×(0.1+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.7×2.5] ×1=6.511kN/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)×0.12))×1=3.112kN/m 计算简图如下:
1、强度验算
M1=q1l2/8=6.511×0.32/8=0.073kN·m
M2=q2L2/8+pL/4=0.108×0.32/8+3.15×0.3/4=0.237kN·m Mmax=max[M1,M2]=max[0.073,0.237]=0.237kN·m σ=Mmax/W=0.237×106/37500=6.332N/mm2≤[f]=15N/mm2 满足要求! 2、挠度验算
νmax=5ql4/(384EI)=5×3.112×3004/(384×10000×281250)=0.117mm ν=0.117mm≤[ν]=L/250=300/250=1.2mm 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 13.068 60.75 273.375 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 2245×90 1.544 6545 二等跨连续梁 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)×0.12)+1.4×2.51.35×(0.3+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.7×2.5]×0.3=2.018kN/m
因此,q1
静
=
0.9×1.2×(G1k
+(G2k+G3k)×h)×b=0.9×1.2×(0.3+(24+1.1)×0.12)×0.3=1.073kN/m q1活=0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×2.5×0.3=0.945kN/m q2=0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.3×0.3=0.097kN/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=0.125q1静L2+0.125q1活L2=0.125×1.073×0.92+0.125×0.945×0.92=0.204kN·m M2
=
max[0.07q2L2+0.203pL
,
,
0.125q2L2+0.188pL]
==
max[0.07×0.097×0.92+0.203×3.15×0.90.581kN·m
0.125×0.097×0.92+0.188×3.15×0.9]
M3=max[q1L12/2,q2L12/2+pL1]=max[2.018×0.252/2,0.097×0.252/2+3.15×0.25]=0.791kN·m
Mmax=max[M1,M2,M3]=max[0.204,0.581,0.791]=0.791kN·m σ=Mmax/W=0.791×106/60750=13.013N/mm2≤[f]=13.068N/mm2 满足要求! 2、抗剪验算
V1=0.625q1静L+0.625q1活L=0.625×1.073×0.9+0.625×0.945×0.9=1.135kN V2=0.625q2L+0.688p=0.625×0.097×0.9+0.688×3.15=2.222kN V3=max[q1L1,q2L1+p]=max[2.018×0.25,0.097×0.25+3.15]=3.174kN Vmax=max[V1,V2,V3]=max[1.135,2.222,3.174]=3.174kN
τmax=3Vmax/(2bh0)=3×3.174×1000/(2×45×90)=1.176N/mm2≤[τ]=1.544N/mm2 满足要求! 3、挠度验算
q=(γG(G1k +(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.3+(24+1.1)×0.12))×0.3=0.994kN/m 挠度,跨中νmax=0.521qL4/(100EI)=0.521×0.994×9004/(100×6545×273.375×104)=0.19mm≤[ν]=L/250=900/250=3.6mm;
悬臂端νmax=ql14/(8EI)=0.994×2504/(8×6545×273.375×104)=0.027mm≤[ν]=2×l1/250=2×250/250=2mm 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 Φ48×2.8 125 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) 432Φ48×2.8 205 4.25 10.19 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)×0.12)+1.4×1.51.35×(0.5+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.7×1.5]×0.3=1.705kN/m q1
静
=0.9×1.2×(G1k +(G2k+G3k)×h)×b=0.9×1.2×(0.5+(24+1.1)×0.12)×0.3=
1.138kN/m
q1活=0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×1.5×0.3=0.567kN/m
q2=(γG(G1k +(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.5+(24+1.1)×0.12))×0.3=1.054kN/m
承载能力极限状态
按二等跨连续梁,Rmax=1.25q1L=1.25×1.705×0.9=1.918kN 按悬臂梁,R1=q1l1=1.705×0.25=0.426kN R=max[Rmax,R1]=1.918kN; 正常使用极限状态
按二等跨连续梁,R'max=1.25q2L=1.25×1.054×0.9=1.185kN 按悬臂梁,R'1=q2l1=1.054×0.25=0.263kN R'=max[R'max,R'1]=1.185kN; 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=0.515×106/4250=121.224N/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=2×3.982×1000/398=20.008N/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=0.682mm≤[ν]=900/250=3.6mm
悬挑段νmax=0.597mm≤[ν]=2×250/250=2mm 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=5.536kN,R2=5.51kN,R3=6.362kN,R4=3.69kN 图二
支座反力依次为R1=4.571kN,R2=5.978kN,R3=5.978kN,R4=4.571kN
七、扣件抗滑移验算
荷载传递至立柱方式 单扣件 扣件抗滑移折减系数kc 1 按上节计算可知,扣件受力N=6.362kN≤Rc=kc×8=1×8=8kN 满足要求!
八、立柱验算
剪刀撑设置
加强型
立柱顶部步距hd(mm) 顶部立柱计算长度系数μ1
850 1.903
立柱伸出顶层水平杆中心线至支撑点100 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
1.755 Φ48×2.8 398 4.25 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
Φ48×2.8 Q235 16 205
1、长细比验算
顶部立柱段:l01=kμ1(hd+2a)=1×1.903×(850+2×100)=1998mm 非顶部立柱段:l0=kμ2h =1×1.755×1500=2632mm λ=max[l01,l0]/i=2632.5/16=164.531≤[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)×0.12)+1.4×1]×0.3 = 1.684kN/m 同上四~六步计算过程,可得:
R1=5.47kN,R2=5.907kN,R3=6.286kN,R4=4.516kN 顶部立柱段:
l01=kμ1(hd+2a)=1.217×1.903×(850+2×100)=2431.749mm λ1=l01/i=2431.749/16=151.984 查表得,υ=0.305 不考虑风荷载:
N1 =Max[R1,R2,R3,R4]=Max[5.47,5.907,6.286,4.516]=6.286kN f= N1/(ΦA)=6286/(0.305×398)=51.784N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 非顶部立柱段:
l0=kμ2h =1.217×1.755×1500=3203.753mm λ=l0/i=3203.753/16=200.235 查表得,υ1=0.18 不考虑风荷载: N
=Max[R1,R2,R3,R4]+1×γG×q×H=Max[5.47,5.907,6.286,4.516]+1×1.2×0.15×10.4=8.158kN
f=N/(υ1A)=8.158×103/(0.180×398)=113.875N/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=10.4/6=1.733<3
满足要求,不需要进行抗倾覆验算 !
十、立柱地基基础验算
地基土类型 立柱垫木地基土承载力折减系数mf 粘性土 0.9 地基承载力特征值fak(kPa) 垫板底面面积A(m) 2180 0.12 立柱底垫板的底面平均压力p=N/(mfA)=8.158/(0.9×0.12)=75.537kPa≤fak=180kPa
满足要求!
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