高跨板模板扣件式计算书.docx
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高跨板模板扣件式计算书
高跨板模板(扣件式)计算书
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》JGJ130-2011
3、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
5、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、工程属性
新浇混凝土楼板名称
2楼高支模9.15m平板
新浇混凝土楼板板厚(mm)
120
新浇混凝土楼板边长L(m)
7.9
新浇混凝土楼板边宽B(m)
7
二、荷载设计
施工人员及设备荷载标准值Q1k
当计算面板和小梁时的均布活荷载(kN/m2)
2.5
当计算面板和小梁时的集中荷载(kN)
2.5
当计算主梁时的均布活荷载(kN/m2)
1.5
当计算支架立柱及其他支承结构构件时的均布活荷载(kN/m2)
1
模板及其支架自重标准值G1k(kN/m2)
面板自重标准值
0.1
面板及小梁自重标准值
0.3
楼板模板自重标准值
0.5
模板及其支架自重标准值
0.75
新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m3)
24
钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
1.1
风荷载标准值ωk(kN/m2)
基本风压ω0(kN/m2)
0.4
0.24
风压高度变化系数μz
0.74
风荷载体型系数μs
0.8
三、模板体系设计
模板支架高度(m)
10.15
立柱纵向间距la(mm)
800
立柱横向间距lb(mm)
800
水平拉杆步距h(mm)
1800
立柱布置在混凝土板域中的位置
中心对称
立柱距混凝土板短边的距离(mm)
350
立柱距混凝土板长边的距离(mm)
300
主梁布置方向
垂直楼板长边
小梁间距(mm)
350
小梁两端各悬挑长度(mm)
200,200
主梁两端各悬挑长度(mm)
250,250
设计简图如下:
模板设计平面图
模板设计剖面图(楼板长向)
模板设计剖面图(楼板宽向)
四、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度(mm)
15
面板抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15
面板弹性模量E(N/mm2)
6000
根据《建筑施工模板安全技术规范》5.2.1"面板可按简支跨计算"的规定,另据现实,楼板面板应搁置在梁侧模板上,因此本例以简支梁,取1m单位宽度计算。
计算简图如下:
W=bh2/6=1000×15×15/6=37500mm3,I=bh3/12=1000×15×15×15/12=281250mm4
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]×b=0.9max[1.2×(0.1+(1.1+24)×0.12)+1.4×2.5,1.35×(0.1+(1.1+24)×0.12)+1.4×0.7×2.5]×1=6.51kN/m
q2=0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.1×1=0.11kN/m
p=0.9×1.4×Q1K=0.9×1.4×2.5=3.15kN
Mmax=max[q1l2/8,q2l2/8+pl/4]=max[6.51×0.352/8,0.11×0.352/8+3.15×0.35/4]=0.28kN·m
σ=Mmax/W=0.28×106/37500=7.39N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
q=(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=(0.1+(1.1+24)×0.12)×1=3.11kN/m
ν=5ql4/(384EI)=5×3.11×3504/(384×6000×281250)=0.36mm≤[ν]=l/400=350/400=0.88mm
满足要求!
五、小梁验算
小梁类型
方木
小梁材料规格(mm)
80×60
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
小梁弹性模量E(N/mm2)
9350
小梁截面抵抗矩W(cm3)
48
小梁截面惯性矩I(cm4)
144
因[L/la]取整=[7900/800]取整=9,按四等跨连续梁计算,又因小梁较大悬挑长度为200mm,因此需进行最不利组合,计算简图如下:
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]×b=0.9×max[1.2×(0.3+(1.1+24)×0.12)+1.4×2.5,1.35×(0.3+(1.1+24)×0.12)+1.4×0.7×2.5]×0.35=2.35kN/m
因此,q1静=0.9×1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=0.9×1.2×(0.3+(1.1+24)×0.12)×0.35=1.25kN/m
q1活=0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×2.5×0.35=1.1kN/m
M1=0.107q1静L2+0.121q1活L2=0.107×1.25×0.82+0.121×1.1×0.82=0.17kN·m
q2=0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.3×0.35=0.11kN/m
p=0.9×1.4×Q1k=0.9×1.4×2.5=3.15kN
M2=max[0.077q2L2+0.21pL,0.107q2L2+0.181pL]=max[0.077×0.11×0.82+0.21×3.15×0.8,0.107×0.11×0.82+0.181×3.15×0.8]=0.53kN·m
M3=max[q1L12/2,q2L12/2+pL1]=max[2.35×0.22/2,0.11×0.22/2+3.15×0.2]=0.63kN·m
Mmax=max[M1,M2,M3]=max[0.17,0.53,0.63]=0.63kN·m
σ=Mmax/W=0.63×106/48000=13.17N/mm2≤[f]=15.44N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
V1=0.607q1静L+0.62q1活L=0.607×1.25×0.8+0.62×1.1×0.8=1.15kN
V2=0.607q2L+0.681p=0.607×0.11×0.8+0.681×3.15=2.2kN
V3=max[q1L1,q2L1+p]=max[2.35×0.2,0.11×0.2+3.15]=3.17kN
Vmax=max[V1,V2,V3]=max[1.15,2.2,3.17]=3.17kN
τmax=3Vmax/(2bh0)=3×3.17×1000/(2×60×80)=0.99N/mm2≤[τ]=1.78N/mm2
满足要求!
3、挠度验算
q=(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=(0.3+(24+1.1)×0.12)×0.35=1.16kN/m
跨中νmax=0.632qL4/(100EI)=0.632×1.16×8004/(100×9350×1440000)=0.22mm≤[ν]=l/400=800/400=2mm
悬臂端νmax=qL4/(8EI)=1.16×2004/(8×9350×1440000)=0.02mm≤[ν]=l1/400=200/400=0.5mm
满足要求!
六、主梁验算
主梁类型
钢管
主梁材料规格(mm)
Ф48×3.2
可调托座内主梁根数
1
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
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
主梁截面惯性矩I(cm4)
11.36
主梁截面抵抗矩W(cm3)
4.73
1、小梁最大支座反力计算
Q1k=1.5kN/m2
q1=0.9max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.5+(1.1+24)×0.12)+1.4×1.5,1.35×(0.5+(1.1+24)×0.12)+1.4×0.7×1.5]×0.35=1.99kN/m
q1静=0.9×1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=0.9×1.2×(0.5+(1.1+24)×0.12)×0.35=1.33kN/m
q1活=0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×1.5×0.35=0.66kN/m
q2=(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=(0.5+(1.1+24)×0.12)×0.35=1.23kN/m
承载能力极限状态
按四跨连续梁,Rmax=(1.143q1静+1.223q1活)L=1.143×1.33×0.8+1.223×0.66×0.8=1.86kN
按悬臂梁,R1=q1l=1.99×0.2=0.4kN
R=max[Rmax,R1]=1.86kN;
正常使用极限状态
按四跨连续梁,Rmax=1.143q2L=1.143×1.23×0.8=1.12kN
按悬臂梁,R1=q2l=1.23×0.2=0.25kN
R=max[Rmax,R1]=1.12kN;
2、抗弯验算
计算简图如下:
主梁弯矩图(kN·m)
Mmax=0.46kN·m
σ=Mmax/W=0.46×106/4730=98.31N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
3、抗剪验算
主梁剪力图(kN)
Vmax=2.9kN
τmax=2Vmax/A=2×2.9×1000/450=12.88N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
4、挠度验算
主梁变形图(mm)
νmax=0.5mm
跨中νmax=0.32mm≤[ν]=800/400=2mm
悬挑段νmax=0.5mm≤[ν]=250/400=0.62mm
满足要求!
七、立柱验算
立杆稳定性计算依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
剪刀撑设置
普通型
立杆顶部步距hd(mm)
1500
立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a(mm)
200
顶部立杆计算长度系数μ1
1.386
非顶部立杆计算长度系数μ2
1.755
钢管类型
Ф48×3.2
立柱截面面积A(mm2)
450
立柱截面回转半径i(mm)
15.9
立柱截面抵抗矩W(cm3)
4.73
抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
1、长细比验算
顶部立杆段:
l01=kμ1(hd+2a)=1×1.386×(1500+2×200)=2633.4mm
非顶部立杆段:
l02=kμ2h=1×1.755×1800=3159mm
λ=l0/i=3159/15.9=198.68≤[λ]=210
长细比满足要求!
2、立柱稳定性验算
顶部立杆段:
l01=kμ1(hd+2a)=1.217×1.386×(1500+2×200)=3204.848mm
λ1=l01/i=3204.848/15.9=201.563,查表得,φ1=0.179
Mw=0.92×1.4ωklah2/10=0.92×1.4×0.24×0.8×1.82/10=0.07kN·m
Nw=0.9[1.2ΣNGik+0.9×1.4Σ(NQik+Mw/lb)]=0.9×[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.12)+0.9×1.4×1]×0.8×0.8+0.92×1.4×0.07/0.8=3.25kN
f=Nw/(φA)+Mw/W=3251.92/(0.18×450)+0.07×106/4730=55.09N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
非顶部立杆段:
l02=kμ2h=1.217×1.755×1800=3844.503mm
λ2=l02/i=3844.503/15.9=241.793,查表得,φ2=0.126
非顶部立杆段:
l02=kμ2h=1.217×1.755×1800=3844.503mm
λ2=l02/i=3844.503/15.9=241.793,查表得,φ2=0.126
Mw=0.92×1.4ωklah2/10=0.92×1.4×0.24×0.8×1.82/10=0.07kN·m
Nw=0.9[1.2ΣNGik+0.9×1.4Σ(NQik+Mw/lb)]=0.9×[1.2×(0.75+(24+1.1)×0.12)+0.9×1.4×1]×0.8×0.8+0.92×1.4×0.07/0.8=3.42kN
f=Nw/(φA)+Mw/W=3424.72/(0.13×450)+0.07×106/4730=75.12N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
八、扣件抗滑移验算
荷载传递至立杆方式
单扣件
扣件抗滑移折减系数kc
0.85
按上节计算可知,扣件受力N=3.25kN≤Rc=kc×8=0.85×8=6.8kN
满足要求!
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