120mm厚楼板模板扣件式计算书.docx
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120mm厚楼板模板扣件式计算书
板模板(扣件式)计算书
计算依据:
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》T/CECS699-2020
2、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016
3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
4、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
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
楼板
新浇混凝土楼板板厚(mm)
120
模板支架高度H(m)
4.2
模板支架纵向长度L(m)
25
模板支架横向长度B(m)
15.7
支架外侧模板高度Hm(mm)
100
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)
2.5
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
安徽
0.24
ωk=ω0μzμst=0.017
地区
阜阳市
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
0.138
整体模板支架μstw
1.976
ωfk=ω0μzμstw=0.242
支架外侧模板μs
1.3
ωmk=ω0μzμs=0.159
三、模板体系设计
结构重要性系数γ0
1
脚手架安全等级
II级
主梁布置方向
垂直立杆纵向方向
立杆纵向间距la(mm)
1000
立杆横向间距lb(mm)
1000
步距h(mm)
1500
小梁间距l(mm)
200
小梁最大悬挑长度l1(mm)
200
主梁最大悬挑长度l2(mm)
200
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
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
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=γ0×[1.3×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.5×Q1k]×b=1×[1.3×(0.1+(24+1.1)×0.12)+1.5×2.5]×1=7.796kN/m
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
Mmax=q1l2/8=7.796×0.22/8=0.039kN·m
σ=Mmax/W=0.039×106/37500=1.039N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=5ql4/(384EI)=5×3.112×2004/(384×10000×281250)=0.023mm
ν=0.023mm≤[ν]=L/400=200/400=0.5mm
满足要求!
五、小梁验算
小梁类型
方木
小梁截面类型(mm)
35×100
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)
58.333
小梁弹性模量E(N/mm2)
9350
小梁截面惯性矩I(cm4)
291.667
小梁计算方式
简支梁
q1=γ0×[1.3×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.5×Q1k]×b=1×[1.3×(0.3+(24+1.1)×0.12)+1.5×2.5]×0.2=1.611kN/m
计算简图如下:
1、强度验算
M1=q1l2/8=1.611×12/8=0.201kN·m
M2=q1L12/2=1.611×0.22/2=0.032kN·m
Mmax=max[M1,M2]=max[0.201,0.032]=0.201kN·m
σ=Mmax/W=0.201×106/58333=3.452N/mm2≤[f]=15.444N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
V1=0.5q1L=0.5×1.611×1=0.806kN
V2=q1L1=1.611×0.2=0.322kN
Vmax=max[V1,V2]=max[0.806,0.322]=0.806kN
τmax=3Vmax/(2bh0)=3×0.806×1000/(2×35×100)=0.345N/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)×0.12))×0.2=0.662kN/m
挠度,跨中νmax=5qL4/(384EI)=5×0.662×10004/(384×9350×291.667×104)=0.316mm≤[ν]=L/400=1000/400=2.5mm;
悬臂端νmax=ql14/(8EI)=0.662×2004/(8×9350×291.667×104)=0.005mm≤[ν]=2×l1/400=2×200/400=1mm
满足要求!
六、主梁验算
主梁类型
钢管
主梁截面类型(mm)
Ф48×3
主梁计算截面类型(mm)
Φ48×2.7
主梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
主梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
主梁截面抵抗矩W(cm3)
4.12
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁截面惯性矩I(cm4)
9.89
主梁计算方式
三等跨连续梁
1、小梁最大支座反力计算
q1=γ0×[1.3×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.5×Q1k]×b=1×[1.3×(0.5+(24+1.1)×0.12)+1.5×2.5]×0.2=1.663kN/m
q2=(γG(G1k+(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.5+(24+1.1)×0.12))×0.2=0.702kN/m
承载能力极限状态
按简支梁,Rmax=q1L=1.663×1=1.663kN
按简支梁悬臂梁,R1=0.5q1L+q1l1=0.5×1.663×1+1.663×0.2=1.164kN
R=max[Rmax,R1]=1.663kN;
正常使用极限状态
按简支梁,R'max=q2L=0.702×1=0.702kN
按简支梁悬臂梁,R'1=0.5q2L+q2l1=0.5×0.702×1+0.702×0.2=0.492kN
R'=max[R'max,R'1]=0.702kN;
计算简图如下:
主梁计算简图一
2、抗弯验算
主梁弯矩图一(kN·m)
σ=Mmax/W=0.732×106/4120=177.605N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
3、抗剪验算
主梁剪力图一(kN)
τmax=2Vmax/A=2×3.725×1000/384=19.402N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
4、挠度验算
主梁变形图一(mm)
跨中νmax=0.797mm≤[ν]=1000/400=2.5mm
悬挑段νmax=0.322mm≤[ν]=2×200/400=1mm
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=6.253kN,R2=8.714kN,R3=8.714kN,R4=6.253kN
七、扣件抗滑移验算
荷载传递至立杆方式
双扣件
扣件抗滑移折减系数kc
1
按上节计算可知,扣件受力N=8.714kN≤Rc=kc×12=1×12=12kN
满足要求!
八、立杆验算
架体是否按规范要求与既有结构进行可靠连接
否
脚手架节点构造做法
规范构造二节点
立杆计算长度系数μ
2.027
立杆钢管截面类型(mm)
Ф48×3
立杆钢管计算截面类型(mm)
Φ48×2.7
钢材等级
Q235
立杆截面面积A(mm2)
384
立杆截面回转半径i(mm)
16
立杆截面抵抗矩W(cm3)
4.12
抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
支架自重标准值q(kN/m)
0.15
1、长细比验算
l0=kμh=1×2.027×1500=3040.5mm
λ=l0/i=3040.5/16=190.031≤[λ]=210
满足要求!
2、立杆稳定性验算
考虑风荷载:
l0=kμh=1.155×2.027×1500=3511.778mm
λ=l0/i=3511.778/16=219.486
查表得,φ1=0.152
Mwd=γ0×φwγQMwk=γ0×φwγQ(wklah2/10)=1×0.6×1.5×(0.017×1×1.52/10)=0.003kN·m
Nd=Max[R1,R2,R3,R4]+1×γG×q×H=Max[6.253,8.714,8.714,6.253]+1×1.3×0.15×4.2=9.533kN
fd=Nd/(φ1A)+Mwd/W=9.533×103/(0.152×384)+0.003×106/4120=164.162N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
九、高宽比验算
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》T/CECS699-2020第6.8.7条,脚手架的高宽比不宜大于3,当高宽比大于2时,应在架体的外侧四周和内部设置连墙件与建筑结构拉结,当无法设置连墙件时,应采取设置钢丝绳张拉固定等措施。
H/B=4.2/15.7=0.268≤2
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=1×0.242=0.242kN/m:
风荷载作用在支架外侧模板上产生的水平力标准值:
Fwk=la×Hm×ωmk=1×0.1×0.159=0.016kN
支撑脚手架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值MTk:
MTk=0.5H2qwk+HFwk=0.5×4.22×0.242+4.2×0.016=2.201kN.m
参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》T/CECS699-2020,第5.3.13条
B2la(gk1+gk2)+2ΣGjkbj≥3γ0MTk
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=15.72×1×[0.15×4.2/(1×1)+0.5]+2×1×15.7/2=294.234kN.m≥3γ0MTk=3×1×2.201=6.604kN.M
满足要求!
十一、立杆支承面承载力验算【本项简化计算了部分要点,建议采用“一般性楼盖验算”模块进行详细的楼板承载力复核计算】
支撑层楼板厚度h(mm)
120
混凝土强度等级
C30
混凝土的龄期(天)
7
混凝土的实测抗压强度fc(N/mm2)
8.294
混凝土的实测抗拉强度ft(N/mm2)
0.829
立杆垫板长a(mm)
100
立杆垫板宽b(mm)
100
F1=N=9.533kN
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=0.829N/mm2,η=1,h0=h-20=100mm,
um=2[(a+h0)+(b+h0)]=800mm
F=(0.7βhft+0.25σpc,m)ηumh0=(0.7×1×0.829+0.25×0)×1×800×100/1000=46.424kN≥F1=9.533kN
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=8.294N/mm2,βc=1,
βl=(Ab/Al)1/2=[(a+2b)×(b+2b)/(ab)]1/2=[(300)×(300)/(100×100)]1/2=3,Aln=ab=10000mm2
F=1.35βcβlfcAln=1.35×1×3×8.294×10000/1000=335.907kN≥F1=9.533kN
满足要求!
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