板模板扣件钢管架计算书Word文件下载.docx
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1.000;
3.楼板参数
钢筋级别:
二级钢HRB335(20MnSi);
楼板混凝土强度等级:
C30;
每层标准施工天数:
10;
每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):
392.700;
楼板的计算长度(m):
4.50;
施工平均温度(℃):
楼板的计算宽度(m):
4.00;
楼板的计算厚度(mm):
125.00;
4.材料参数
面板采用胶合面板,厚度为15mm;
板底支撑采用钢管;
面板弹性模量E(N/mm2):
9500;
面板抗弯强度设计值(N/mm2):
13;
图1楼板支撑架立面简图
图2楼板支撑架荷载计算单元
二、模板面板计算
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度
模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=120×
1.52/6=45cm3;
I=120×
1.53/12=33.75cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
1、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=25×
0.125×
1.2+0.35×
1.2=4.17kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=1×
1.2=1.2kN/m;
2、强度计算
计算公式如下:
M=0.1ql2
其中:
q=1.2×
4.17+1.4×
1.2=6.684kN/m
最大弯矩M=0.1×
6.684×
3002=60156N·
mm;
面板最大应力计算值σ=M/W=60156/45000=1.337N/mm2;
面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
面板的最大应力计算值为1.337N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中q=q1=4.17kN/m
面板最大挠度计算值ν=0.677×
4.17×
3004/(100×
9500×
33.75×
104)=0.071mm;
面板最大允许挠度[ν]=300/250=1.2mm;
面板的最大挠度计算值0.071mm小于面板的最大允许挠度1.2mm,满足要求!
三、纵向支撑钢管的计算
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面力学参数为
截面抵抗矩w=4.73cm3;
截面惯性矩I=11.36cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算
q1=25×
0.3×
0.125+0.35×
0.3=1.042kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN):
q2=(1+2)×
0.3=0.9kN/m;
2.强度验算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
最大弯矩计算公式如下:
Mmax=-0.10q1l2-0.117q2l2
静荷载:
q1=1.2×
q1=1.2×
1.042=1.251kN/m;
活荷载:
q2=1.4×
0.9=1.26kN/m;
最大弯矩Mmax=(0.1×
1.251+0.117×
1.26)×
1.22=0.392kN·
M;
N=1.1q1l+1.2q2l
最大支座力N=(1.1×
1.251+1.2×
1.26)×
1.2=3.466kN;
最大应力计算值σ=M/W=0.392×
106/4730=82.966N/mm2;
纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2;
纵向钢管的最大应力计算值为82.966N/mm2小于纵向钢管的抗压强度设计值205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
ν=0.677q1l4/(100EI)
静荷载q1=1.042kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
ν=0.677×
1.042×
12004/(100×
206000×
11.36×
104)=0.625mm;
支撑钢管的最大挠度小于1200/150与10mm,满足要求!
四、板底支撑钢管计算
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=2.005kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN·
m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.902kN·
m;
最大变形Vmax=3.913mm;
最大支座力Qmax=8.773kN;
最大应力σ=902460.302/4730=190.795N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值190.795N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为3.913mm小于1200/150与10mm,满足要求!
五、扣件抗滑移的计算
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为0.80kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN;
R-------纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=8.773kN;
R>
6.40kN且R<
12.80kN,所以单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求!
建议采用双扣件!
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。
六、模板支架立杆荷载设计值(轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.129×
2.8=0.361kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.35×
1.2×
1.2=0.504kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25×
1.2=4.5kN;
静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.365kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载
活荷载标准值NQ=(1+2)×
1.2=4.32kN;
3.立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=12.487kN;
七、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
σ=N/(φA)≤[f]
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=12.487kN;
φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.59cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.5cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=4.73cm3;
σ--------钢管立杆受压应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
L0----计算长度(m);
根据《扣件式规范》,立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即L0=max[1.155×
1.73×
1.5,1.5+2×
0.1]=2.997;
k----计算长度附加系数,取1.155;
μ----考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,取1.73;
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;
a=0.1m;
得到计算结果:
立杆计算长度L0=2.997;
L0/i=2997.225/15.9=189;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.201;
钢管立杆受压应力计算值;
σ=12486.576/(0.201×
450)=138.049N/mm2;
立杆稳定性计算σ=138.049N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
八、楼板强度的计算
1.楼板强度计算说明
验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。
宽度范围内配置Ⅱ级钢筋,每单位长度(m)楼板截面的钢筋面积As=393mm2,fy=300N/mm2。
板的截面尺寸为b×
h=4500mm×
125mm,楼板的跨度取4M,取混凝土保护层厚度20mm,截面有效高度ho=105mm。
按照楼板每10天浇筑一层,所以需要验算10天、20天、30天...的
承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:
2.验算楼板混凝土10天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4m;
q=2×
1.2×
(0.35+25×
0.125)+
1×
(0.361×
4×
4/4.5/4)+
1.4×
(1+2)=12.93kN/m2;
单元板带所承受均布荷载q=1×
12.926=12.926kN/m;
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0596×
12.93×
42=12.326kN·
m;
因平均气温为25℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到10天龄期混凝土强度达到69.1%,C30混凝土强度在10天龄期近似等效为C20.73。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=9.936N/mm2;
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=As×
fy/(αl×
b×
ho×
fcm)=392.7×
300/(1×
1000×
105×
9.936)=0.113
计算系数为:
αs=ξ(1-0.5ξ)=0.113×
(1-0.5×
0.113)=0.107;
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M1=αs×
α1×
b×
ho2×
fcm=0.107×
1×
1052×
9.936×
10-6=11.679kN·
结论:
由于∑M1=M1=11.679<
=Mmax=12.326
所以第10天楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。
第2层以下的模板支撑必须保留。
3.验算楼板混凝土20天的强度是否满足承载力要求
q=3×
2×
(1+2)=17.48kN/m2;
17.481=17.481kN/m;
17.48×
42=16.67kN·
得到20天龄期混凝土强度达到89.9%,C30混凝土强度在20天龄期近似等效为C26.97。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=12.846N/mm2;
12.846)=0.087
αs=ξ(1-0.5ξ)=0.087×
0.087)=0.083;
M2=αs×
fcm=0.083×
12.846×
10-6=11.786kN·
由于∑M2=∑M1+M2=23.465>
Mmax=16.67
所以第20天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。
模板支持可以拆除。
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