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楼板边长L(m)
23
楼板宽B(m)
18
楼板厚度h(m)
材料参数
面板类型
覆面木胶合板
面板规格
18mm(克隆、山樟平行方向)
面板E(N/mm^2)
11500
面板fm(N/mm^2)
29
次梁类型
矩形木楞
次梁规格
80×
80
主梁类型
主梁规格
主梁合并根数
/
钢管类型
Ф48×
3
荷载参数
可调托撑承载力容许值(N/mm2)
地基承载力特征值fak(kPa)
立柱垫板面积A(m^2)
是否采用布料机进行浇筑
是
架体搭设省份、城市
山西(省)太原市(市)
是否考虑风荷载
模板及其支架自重标准值G1k(kN/m^2)
新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m^3)
24
钢筋自重标准值G3k(kN/m^3)
1.1
计算模板及次梁时均布活荷载Q1k(kN/m^2)
2.5
计算模板及次梁时集中活荷载Q2k(kN)
计算主梁时均布活荷载Q3k(kN/m^2)
1.5
计算立柱及其他支撑构件时均布活荷载Q4k(kN/m^2)
1
基本风压值Wo(kN/m^2)
风压高度变化系数uz
风荷载体型系数us
0.115
设计简图如下:
(图1)模板设计平面图
(图2)模板设计剖面图1
(图3)模板设计剖面图2
三、面板验算
根据《建筑施工模板安全技术规范》5.2.1,按简支跨进行计算,取b=1m宽板带为计算单元。
Wm=bh2/6=1000×
182/6=54000mm3
I=bh3/12=1000×
183/12=486000mm4
1、强度验算
q1=0.9max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×
h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G3k+G2k)×
h)+1.4×
0.7Q1k]×
a1
=0.9×
max(1.2×
(0.3+(1.1+24)×
0.6)+1.4×
2.5,1.35×
0.7×
2.5)×
0.3=6.26kN/m
(图4)面板计算简图1
q2=0.9×
1.2×
G1k×
a1=0.9×
0.3×
0.3=0.097kN/m
P=0.9×
1.4×
Q2k=0.9×
2.5=3.15kN
(图5)面板计算简图2
(图6)面板弯矩图
Mmax=0.237kN·
m;
σ=Mmax/Wm=106×
0.237/54000=4.395N/mm2≤[f]=29N/mm2
满足要求
2、挠度验算
q=(G1k+(G3k+G2k)×
h)×
a1=(0.3+(1.1+24)×
0.6)×
0.3=4.608kN/m
(图7)面板挠度图
(图8)面板挠度图
ν=0.087mm≤[ν]=1.2mm
四、次梁验算
宜按四等跨连续梁计算,又因次梁两端悬挑,故按有悬挑的四等跨连续梁计算模型进行最不利组合。
(图9)次梁计算简图
p=0.9×
(图10)次梁计算简图
(图11)次梁弯矩图
Mmax=0.949kN·
m
σ=Mmax/Wx=0.949×
106/(85.333×
103)=11.126N/mm2≤[f]=15N/mm2
2、抗剪验算
(图12)次梁剪力图
Qmax=3.179kN
τmax=QmaxS/(Ib)=3.179×
103×
64×
103/(341.333×
104×
8×
10)=0.745N/mm2
≤[τ]=2N/mm2
3、挠度验算
=(0.3+(1.1+24)×
(图13)次梁挠度图
(图14)次梁挠度图
跨中νmax=0.319mm≤[ν]=2.4mm
五、主梁验算
在施工过程中使用的木方一般为4m长,型钢的主梁也不超过4m,简化为四跨连续梁计算,即能满足施工安全需要,也符合工程实际的情况。
另外还需考虑主梁的两端悬挑情况。
主梁的方向设定为立杆的横距方向。
将荷载统计后,通过次梁以集中力的方式传递至主梁。
A.由可变荷载控制的组合:
q1=0.9×
{1.2[G1k+(G2k+G3k)h]a1+1.4Q3ka1}
(1.2×
0.3+1.4×
1.5×
0.3)=5.544kN/m
B.由永久荷载控制的组合:
{1.35[G1k+(G2k+G3k)h]a1+1.4×
0.7Q3ka1}
(1.35×
0.3)=5.996kN/m
取最不利组合得:
q=max[q1,q2]=max(5.544,5.996)=5.996kN
此时次梁的荷载简图如下
(图15)次梁承载能力极限状态受力简图
用于正常使用极限状态的荷载为:
qk=[G1k+(G2k+G3k)h]a1=(0.3+(1.1+24)×
(图16)次梁正常使用极限状态受力简图
根据力学求解计算可得:
Rmax=3.597kN
Rkmax=2.765kN
还需考虑主梁自重,则自重标准值为gk=38.4/1000=0.038kN/m
自重设计值为:
g=0.9×
1.2gk=0.9×
38.4/1000=0.041kN/m
则主梁承载能力极限状态的受力简图如下:
(图17)主梁正常使用极限状态受力简图
则主梁正常使用极限状态的受力简图如下:
(图18)主梁正常使用极限状态受力简图
1、抗弯验算
(图19)主梁弯矩图(kN·
m)
Mmax=1.085kN·
σ=Mmax/Wm=1.085×
103)=12.72N/mm2≤[f]=15N/mm2
(图20)主梁剪力图(kN)
Vmax=Qmax=5.424kN
τmax=VmaxS/(Ib)=5.424×
1000×
10)=1.271N/mm2≤[τ]=2N/mm2
(图21)主梁变形图(mm)
υmax=2.573mm≤[ν]=4.8mm
4、支座反力
Vmax=9.711kN
六、立柱承载力验算
根据规范《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)中5.6.2条条文说明规定:
“一般情况下,当架体高度小于或等于10m时可不考虑架体的自重,但当架体高度大于10m时架体自重产生的轴向力不可忽略,应叠加计算。
”为了统一计算,按考虑架体自重进行计算。
这样做符合实际工况,且对于小于10m高度的架体偏于安全。
架体自重由立杆、水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑及可调托座自重组成。
A.立杆自重:
由于选择的立杆型号为LG-240,立杆长度为LL=240/100=2.4m故立杆根数可简化计算为T1=H/LL=12.009/2.4=5.004
查规范表3.2.5得单根立杆重量为mLG=13.34×
9.8/1000=0.131kN
则立杆总重:
GLG=T1×
mLG=5.004×
0.131=0.654kN
B.水平杆自重:
立杆承担一个横杆和一个纵杆的重量,由于立杆纵横向间距为1.2m、0.6m,故水平杆规格分别为HG-120、HG-60
查规范表3.2.5得水平杆重量分别为
mHa=4.78×
9.8/1000=0.047kN
mHb=2.47×
9.8/1000=0.024Kn
架体水平杆的步数为:
T2=H/h+1=12.009/1.2+1=11.008
则水平杆总重:
GHG=T2×
(mHa+mHb)=11.008×
(0.047+0.024)=0.782kN
C.竖向剪刀撑自重:
竖向剪刀撑按规范构造要求间距不大于4.5m,我们只计算有竖向剪刀撑的立杆。
剪刀撑跨度可按4跨做符合构造措施,故可按4跨计算。
剪刀撑钢管按48.3×
3.6的钢管取自重,每米取0.0397kN/m。
竖向剪刀撑自重:
GVX={[(4la)2+(4h)2]0.5+[(4lb)2+(4h)2]0.5}×
0.0397=(((4×
1.2)2+(4×
1.2)2)0.5+((4×
0.6)2+(4×
1.2)2)0.5)×
0.0397=0.483kN
D.水平剪刀撑:
按规范规定水平剪刀撑间距不大于4.8m,故剪刀撑道数可按下式计算:
T3=H/4.8+1=12.009/4.8+1=3.502
水平剪刀撑的假定形式可按竖向剪刀撑的方式进行。
水平剪刀撑自重:
GHX=T3×
2×
[(4la)2+(4lb)2]0.5×
0.0397=3.502×
((4×
0.6)2)0.5×
0.0397=1.492kN
E.可调托撑:
根据规范表3.2.5规定,选用KTC-60型号的可调托撑
可调托撑自重为:
GTC=0.0831kN
架体的底座或垫板自重予以忽略。
根据以上统计,架体自重作用于单根立柱的荷载为:
GZ=GLG+GHG+GVX+GHX+GTC=0.654+0.782+0.483+1.492+0.0831=3.494kN
1、不考虑风荷载
N=0.9×
1.2GZ×
[G1k+(G2k+G3k)×
h]×
la×
lb+1.4Q4k×
lb
3.494×
0.6+0.9×
1×
0.6=42.64kN
允许长细比的验算:
λ=(h+2a)/i=(1.2+2×
0.25)×
1000/(1.59×
10)=106.918≤[λ]=150
根据λ值查规范JGJ130-2011附录A.0.6得到ϕ=0.544
N/(φA)=42.64×
1000/(0.544×
506)=154.905N/mm2≤f=205N/mm2
2、考虑风荷载
风荷载体型系数:
ωk=μsμzω0=1×
0.115×
0.3=0.035kN/m2
ωs=1.4ωk(h2+lb2)0.5/lb/10=1.4×
0.035×
(1.22+0.62)0.5/0.6/10=0.011kN/m2
Mw=0.92×
1.4ωklah2=0.92×
1.22=0.068kN·
Nw=0.9×
1.2[GZ+G1k+(G2k+G3k)×
lb+0.9×
0.9×
1.4[Q4k×
lb+Mw/lb]
(3.494+0.3+(1.1+24)×
(1×
0.6+0.068/0.6)=15.605kN
Nw/(φA)+Mw/W=15.605×
424)+0.068×
1000/4490=67.671≤f=205N/mm2
七、可调托座验算
按上节计算可知,可调托座受力N=9.711kN≤[N]=30kN
八、斜杆扣件连接强度验算
ωs1为最顶横杆处风荷载产生的斜杆内力,因支模架体搭设完成后,顶部模板迎风面积可以简化为h×
la,其中h为侧模高度。
故
ωs1=ωk×
h×
la=0.035×
0.25×
1.2=0.01kN/m2
n={n≤H/h,n∈Z}=10
自上而下叠加斜杆最下端处最大内力
∑ωs=ωs1+(n-1)ωs=0.01+(10-1)×
0.011=0.108kN
∑ωs≤QC=8.0kN
九、架体抗倾覆验算
ωv=1.4ωkh/lb=1.4×
0.035/0.6=0.097kN
仅考虑搭设完成后抗倾覆验算,对于搭设过程中的架体抗倾覆验算采取构造满足:
∑ωv=nωv=10×
0.097=0.966kN≤P=(G1k+G3kh)×
lb=(0.3+1.1×
18)×
0.6=14.472kN
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