盘扣式梁模板安全计算书高大模板3.docx
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盘扣式梁模板安全计算书高大模板3
盘扣式梁模板安全计算书
第1节板模板(盘扣式)计算书
计算依据:
1、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016
2、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
3、《建筑施工承插盘扣式钢管支架安全技术规范》JGJ231-2010
4、《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
6、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
7、《钢结构设计标准》GB50017-2017
一、工程属性
新浇混凝土楼板名称
调蓄池及泵房前池顶板
新浇混凝土楼板板厚(mm)
500
模板支架高度H(m)
8.5
模板支架纵向长度L(m)
48
模板支架横向长度B(m)
24
支架外侧竖向封闭栏杆高度Hm(mm)
1000
二、荷载设计
模板及其支架自重标准值G1k(kN/m2)
面板
0.1
面板及小梁
0.3
楼板模板
0.5
混凝土自重标准值G2k(kN/m3)
24
钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
1.1
施工荷载标准值Q1k(kN/m2)
2
支撑脚手架计算单元上集中堆放的物料自重标准值Gjk(kN)
1
风荷载参数:
风荷载标准值ωk(kN/m2)
基本风压ω0(kN/m2)
省份
北京
0.3
ωk=ω0μzμst=0.022
地区
北京
风荷载高度变化系数μz
地面粗糙度
D类(有密集建筑群且房屋较高市区)
0.51
模板支架顶部离建筑物地面高度(m)
9
风荷载体型系数μs
单榀模板支架μst
0.145
整体模板支架μstw
2.71
ωfk=ω0μzμstw=0.415
竖向封闭栏杆μs
1
ωmk=ω0μzμs=0.153
三、模板体系设计
结构重要性系数γ0
1
脚手架安全等级
I级
主梁布置方向
平行立杆纵向方向
立杆纵向间距la(mm)
900
立杆横向间距lb(mm)
900
水平拉杆步距h(mm)
1500
顶层水平杆步距hˊ(mm)
1000
支架可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离a(mm)
450
小梁间距l(mm)
200
小梁最大悬挑长度l1(mm)
150
主梁最大悬挑长度l2(mm)
150
荷载系数参数表:
正常使用极限状态
承载能力极限状态
可变荷载调整系数γL
1
0.9
可变荷载的分项系数γQ
1
1.5
永久荷载的分项系数γG
1
1.3
结构重要性系数γ0
1
设计简图如下:
模板设计平面图
纵向剖面图
横向剖面图
四、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度t(mm)
15
面板抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15
面板抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.4
面板弹性模量E(N/mm2)
10000
面板计算方式
简支梁
按简支梁,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=γ0×[1.3×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.5×γL×(Q1k+Q2k)]×b=1×[1.3×(0.1+(24+1.1)×0.5)+1.5×0.9×2]×1=19.145kN/m
正常使用极限状态
q=(γG(G1k+(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.1+(24+1.1)×0.5))×1=12.65kN/m
计算简图如下:
1、强度验算
Mmax=q1l2/8=19.145×0.22/8=0.096kN·m
σ=Mmax/W=0.096×106/37500=2.553N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=5ql4/(384EI)=5×12.65×2004/(384×10000×281250)=0.094mm
νmax=0.094mm≤min{200/150,10}=1.333mm
满足要求!
五、小梁验算
小梁类型
矩形木楞
小梁截面类型(mm)
50×100
小梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15.444
小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.782
小梁截面抵抗矩W(cm3)
83.333
小梁弹性模量E(N/mm2)
9350
小梁截面惯性矩I(cm4)
416.667
小梁计算方式
二等跨连续梁
q1=γ0×[1.3×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.5×γL×(Q1k+Q2k)]×b=1×[1.3×(0.3+(24+1.1)×0.5)+1.5×0.9×2]×0.2=3.881kN/m
因此,q1静=γ0×1.3×(G1k+(G2k+G3k)×h)×b=1×1.3×(0.3+(24+1.1)×0.5)×0.2=3.341kN/m
q1活=γ0×1.5×γL×(Q1k+Q2k)×b=1×1.5×0.9×2×0.2=0.54kN/m
计算简图如下:
1、强度验算
M1=0.125q1静L2+0.125q1活L2=0.125×3.341×0.92+0.125×0.54×0.92=0.393kN·m
M2=q1L12/2=3.881×0.152/2=0.044kN·m
Mmax=max[M1,M2]=max[0.393,0.044]=0.393kN·m
σ=Mmax/W=0.393×106/83333=4.715N/mm2≤[f]=15.444N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
V1=0.625q1静L+0.625q1活L=0.625×3.341×0.9+0.625×0.54×0.9=2.183kN
V2=q1L1=3.881×0.15=0.582kN
Vmax=max[V1,V2]=max[2.183,0.582]=2.183kN
τmax=3Vmax/(2bh0)=3×2.183×1000/(2×50×100)=0.655N/mm2≤[τ]=1.782N/mm2
满足要求!
3、挠度验算
q=(γG(G1k+(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.3+(24+1.1)×0.5))×0.2=2.57kN/m
挠度,跨中νmax=0.521qL4/(100EI)=0.521×2.57×9004/(100×9350×416.667×104)=0.225mm≤[ν]=min(L/150,10)=min(900/150,10)=6mm;
悬臂端νmax=ql14/(8EI)=2.57×1504/(8×9350×416.667×104)=0.004mm≤[ν]=min(2×l1/150,10)=min(2×150/150,10)=2mm
满足要求!
六、主梁验算
主梁类型
矩形木楞
主梁截面类型(mm)
100×100
主梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15.444
主梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.782
主梁截面抵抗矩W(cm3)
166.667
主梁弹性模量E(N/mm2)
9350
主梁截面惯性矩I(cm4)
833.333
主梁计算方式
二等跨连续梁
可调托座内主梁根数
2
1、小梁最大支座反力计算
q1=γ0×[1.3×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.5×γL×(Q1k+Q2k)]×b=1×[1.3×(0.5+(24+1.1)×0.5)+1.5×0.9×2]×0.2=3.933kN/m
q1静=γ0×1.3×(G1k+(G2k+G3k)×h)×b=1×1.3×(0.5+(24+1.1)×0.5)×0.2=3.393kN/m
q1活=γ0×1.5×γL×(Q1k+Q2k)×b=1×1.5×0.9×2×0.2=0.54kN/m
q2=(γG(G1k+(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.5+(24+1.1)×0.5))×0.2=2.61kN/m
承载能力极限状态
按二等跨连续梁,Rmax=1.25q1L=1.25×3.933×0.9=4.425kN
按二等跨连续梁按悬臂梁,R1=(0.375q1静+0.437q1活)L+q1l1=(0.375×3.393+0.437×0.54)×0.9+3.933×0.15=1.947kN
主梁2根合并,其主梁受力不均匀系数=0.6
R=max[Rmax,R1]×0.6=2.655kN;
正常使用极限状态
按二等跨连续梁,R'max=1.25q2L=1.25×2.61×0.9=2.936kN
按二等跨连续梁悬臂梁,R'1=0.375q2L+q2l1=0.375×2.61×0.9+2.61×0.15=1.272kN
R'=max[R'max,R'1]×0.6=1.762kN;
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=1.221×106/166667=7.326N/mm2≤[f]=15.444N/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=3Vmax/(2bh0)=3×7.552×1000/(2×100×100)=1.133N/mm2≤[τ]=1.782N/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=0.398mm≤[ν]=min{900/150,10}=6mm
悬挑段νmax=0.229mm≤[ν]=min(2×150/150,10)=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=8.378kN,R2=14.071kN,R3=6.756kN
图二
支座反力依次为R1=7.541kN,R2=14.123kN,R3=7.541kN
七、可调托座验算
荷载传递至立杆方式
可调托座
可调托座承载力容许值[N](kN)
30
按上节计算可知,可调托座受力N=14.123/0.6=23.538kN≤[N]=30kN
满足要求!
八、立杆验算
立杆钢管截面类型(mm)
Ф48×3.25
立杆钢管计算截面类型(mm)
Ф48×3
钢材等级
Q345
立杆截面面积A(mm2)
424
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆截面抵抗矩W(cm3)
4.49
抗压强度设计值[f](N/mm2)
300
支架自重标准值q(kN/m)
0.15
支架立杆计算长度修正系数η
1.2
悬臂端计算长度折减系数k
0.7
1、长细比验算
l01=hˊ+2ka=1000+2×0.7×450=1630mm
l0=ηh=1.2×1500=1800mm
λ=max[l01,l0]/i=1800/15.9=113.208≤[λ]=150
满足要求!
2、立杆稳定性验算
考虑风荷载:
λ=l0/i=1800.000/15.9=113.208
查表得,φ1=0.386
Mwd=γ0×γLφwγQMwk=γ0×γLφwγQ(ζ2wklah2/10)=1×0.9×0.6×1.5×(1×0.022×0.9×1.52/10)=0.004kN·m
Nd=Max[R1,R2,R3]/0.6+1×γG×q×H=Max[8.378,14.123,7.541]/0.6+1×1.3×0.15×8.5=25.196kN
fd=Nd/(φ1A)+Mwd/W=25.196×103/(0.386×424)+0.004×106/4490=154.754N/mm2≤[σ]=300N/mm2
满足要求!
九、高宽比验算
根据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016第8.3.2条:
支撑脚手架独立架体高宽比不应大于3.0
H/B=8.5/24=0.354≤3
满足要求!
十、架体抗倾覆验算
支撑脚手架风线荷载标准值:
qwk=la×ωfk=0.9×0.415=0.373kN/m:
风荷载作用在支架外侧竖向封闭栏杆上产生的水平力标准值:
Fwk=la×Hm×ωmk=0.9×1×0.153=0.138kN
支撑脚手架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值Mok:
Mok=0.5H2qwk+HFwk=0.5×8.52×0.373+8.5×0.138=14.663kN.m
参考《规范》GB51210-2016第6.2.17条:
B2la(gk1+gk2)+2ΣGjkbj≥3γ0Mok
gk1——均匀分布的架体面荷载自重标准值kN/m2
gk2——均匀分布的架体上部的模板等物料面荷载自重标准值kN/m2
Gjk——支撑脚手架计算单元上集中堆放的物料自重标准值kN
bj——支撑脚手架计算单元上集中堆放的物料至倾覆原点的水平距离m
B2la(gk1+gk2)+2ΣGjkbj=B2la[qH/(la×lb)+G1k]+2×Gjk×B/2=242×0.9×[0.15×8.5/(0.9×0.9)+0.5]+2×1×24/2=1099.2kN.m≥3γ0Mok=3×1×14.663=43.989kN.M
满足要求!
十一、立杆支承面承载力验算
支撑板厚度h(mm)
800
混凝土强度等级
C30
混凝土的龄期(天)
10
混凝土的实测抗压强度fc(N/mm2)
10.01
混凝土的实测抗拉强度ft(N/mm2)
1.001
立杆垫板长a(mm)
200
立杆垫板宽b(mm)
100
F1=N=25.196kN
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
Fl≤(0.7βhft+0.25σpc,m)ηumh0
F1
局部荷载设计值或集中反力设计值
βh
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。
ft
混凝土轴心抗拉强度设计值
σpc,m
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,其值控制在1.0-3.5N/㎜2范围内
um
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处板垂直截面的最不利周长。
h0
截面有效高度,取两个配筋方向的截面有效高度的平均值
η=min(η1,η2)η1=0.4+1.2/βs,η2=0.5+as×h0/4Um
η1
局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数
η2
临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数
βs
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
as
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
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=1.001N/mm2,η=1,h0=h-20=780mm,
um=2[(a+h0)+(b+h0)]=3720mm
F=(0.7βhft+0.25σpc,m)ηumh0=(0.7×1×1.001+0.25×0)×1×3720×780/1000=2033.151kN≥F1=25.196kN
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
Fl≤1.35βcβlfcAln
F1
局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值
fc
混凝土轴心抗压强度设计值;可按本规范表4.1.4-1取值
βc
混凝土强度影响系数,按本规范第6.3.1条的规定取用
βl
混凝土局部受压时的强度提高系数
Aln
混凝土局部受压净面积
βl=(Ab/Al)1/2
Al
混凝土局部受压面积
Ab
局部受压的计算底面积,按本规范第6.6.2条确定
可得:
fc=10.01N/mm2,βc=1,
βl=(Ab/Al)1/2=[(a+2b)×(b+2b)/(ab)]1/2=[(400)×(300)/(200×100)]1/2=2.449,Aln=ab=20000mm2
F=1.35βcβlfcAln=1.35×1×2.449×10.01×20000/1000=662.024kN≥F1=25.196kN
满足要求!
第2节梁模板计算书
计算依据:
1、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016
2、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
3、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
5、《钢结构设计标准》GB50017-2017
6、《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018
一、工程属性
新浇混凝土梁名称
泵房过梁
混凝土梁截面尺寸(mm×mm)
400×1850
模板支架高度H(m)
8.8
模板支架横向长度B(m)
25
模板支架纵向长度L(m)
6
支架外侧模板高度Hm(mm)
1000
梁侧楼板厚度(mm)
400
二、荷载设计
模板及其支架自重标准值G1k(kN/m2)
面板
0.1
面板及小梁
0.3
楼板模板
0.5
新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m3)
24
混凝土梁钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
1.5
混凝土板钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
1.1
施工荷载标准值Q1k(kN/m2)
3
支撑脚手架计算单元上集中堆放的物料自重标准值Gjk(kN)
1
模板支拆环境是否考虑风荷载
是
风荷载参数:
风荷载标准值ωk(kN/m2)
基本风压ω0(kN/m2)
省份
北京
0.3
ωk=ω0μzμst=0.022
地区
北京
风荷载高度变化系数μz
地面粗糙度
D类(有密集建筑群且房屋较高市区)
0.51
模板支架顶部离建筑物地面高度(m)
9
风荷载体型系数μs
单榀模板支架μst
0.145
整体模板支架μstw
2.773
ωfk=ω0μzμstw=0.424
支架外侧模板μs
1.3
ωmk=ω0μzμs=0.199
三、模板体系设计
结构重要性系数γ0
1
脚手架安全等级
I级
新浇混凝土梁支撑方式
梁两侧有板,梁底小梁平行梁跨方向
梁跨度方向立杆纵距是否相等
是
梁跨度方向立杆间距la(mm)
600
梁底两侧立杆横向间距lb(mm)
600
支撑架中间层水平杆最大竖向步距h(mm)
1500
支撑架顶层水平杆步距h'(mm)
1000
可调托座伸出顶层水平杆的悬臂长度a(mm)
500
新浇混凝土楼板立杆间距l'a(mm)、l'b(mm)
900、900
混凝土梁距梁底两侧立杆中的位置
居中
梁底左侧立杆距梁中心线距离(mm)
300
板底左侧立杆距梁中心线距离s1(mm)
600
板底右侧立杆距梁中心线距离s2(mm)
600
梁底增加立杆根数
1
梁底增加立杆布置方式
按梁两侧立杆间距均分
梁底增加立杆依次距梁底左侧立杆距离(mm)
300
梁底支撑小梁最大悬挑长度(mm)
200
梁底支撑小梁根数
4
梁底支撑小梁间距
133
每纵距内附加梁底支撑主梁根数
0
梁底支撑主梁左侧悬挑长度a1(mm)
0
梁底支撑主梁右侧悬挑长度a2(mm)
0
荷载系数参数表:
正常使用极限状态
承载能力极限状态
可变荷载调整系数γL
1
0.9
可变荷载的分项系数γQ
1
1.5
永久荷载的分项系数γG
1
1.3
结构重要性系数γ0
1
设计简图如下:
平面图
立面图
四、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度t(mm)
15
面板抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15
面板抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.4
面板弹性模量E(N/mm2)
10000
取单位宽度b=1000mm,按三等跨连续梁计算:
W=bh2/6=1000×15×15/6=37500mm3,I=bh3/12=1000×15×15×15/12=281250mm4
q1=γ0×[1.3(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.5×γL×Q1k]×b=1×[1.3×(0.1+(24+1.5)×1.85)+1.5×0.9×3]×1=65.508kN/m
q1静=γ0×1.3×[G1k+(G2k+G3k)×h]×b=1×1.3×[0.1+(24+1.5)×1.85]×1=61.458kN/m
q1活=γ0×1.5×γL×Q1k×b=1×1.5×0.9×3×1=4.05kN/m
q2=[1×(G1k+(G2k+G3k)×h)]×b=[1×(0.1+(24+1.5)×1.85)]×1=47.275kN/m
计算简图如下:
1、强度验算
Mmax=0.1q1静L2+0.117q1活L2=0.1×61.458×0.1332+0.117×4.05×0.1332=0.118kN·m
σ=Mmax/W=0.118×106/37500=3.138N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q2L4/(100EI)=0.677×47.275×133.3334/(100×10000×281250)=0.036mm≤[ν]=min[L/150,10]=min[133.333/150,10]=0.889mm
满足要求!
3、支座反力计算
设计值(承载能力极限状态)
R1=R4=0.4q1静L+0.45q1活L=0.4×61.458×0.133+0.45×4.05×0.133=3.521kN
R2=R3=1.1q1静L+1.2q1活L=1.1×61.458×0.133+1.2×4.05×0.133=9.662kN
标准值(正常使用极限状态)
R1'=R4'=0.4q2L=0.4×47.275×0.133=2.521kN
R2'=R3'=1.1q2L=1.1×47.275×0.133=6.934kN
五、小梁验算
小梁类型
方木
小梁截面类型(mm)
50×100
小梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15.44
小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.78
小梁截面抵抗矩W(cm3)
83.33
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