盘扣式脚手架高支模计算书.docx
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盘扣式脚手架高支模计算书
楼板模板支架(盘扣式)安全计算书
一、计算依据
1、《建筑施工承插盘扣式钢管支架安全技术规范》JGJ231-2019
2、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016
3、《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013
4、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
5、《钢结构设计标准》GB50017-2017
1、计算参数
表1基本参数
计算依据
《建筑施工承插盘扣式钢管支架安全技术规范》JGJ231-2019
脚手架安全等级
1级
脚手架结构重要性系数γ0
1.1
承载力设计值调整系数γR
1
楼板名称
板模板(盘扣式木模)-1
楼板厚度h(mm)
120
楼板边长L(m)
16.2
楼板边宽B(m)
6.5
模板支架高度H(m)
8.8
主楞布置方向
平行于楼板长边
立杆纵向间距la(m)
0.9
立杆横向间距lb(m)
0.9
水平杆步距h(m)
1
结构表面要求
表面外露
作业层竖向封闭栏杆高度Hm(mm)
/
作业层竖向侧模高度Hm'(mm)
/
验算强度、稳定性,永久荷载分项系数γG1
1.3
验算强度、稳定性,可变荷载分项系数γQ1
1.5
验算挠度,永久荷载分项系数γG2
1
验算挠度,可变荷载分项系数γQ2
1
表2荷载参数
模板面板自重标准值G1k(kN/m2)
0.1
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
施工荷载Q1(kN/m2)
2.5
附加水平荷载Q2(kN/m2)
0.05
是否考虑风荷载
否
省份、城市
天津(省)天津市(市)
地面粗糙度类型
/
基本风压值Wo(kN/m2)
/
模板荷载传递方式
可调托座传力
表3材料选用情况
面板类型
覆面木胶合板
面板计算厚度(mm)
12
次楞类型
矩形木楞
次楞规格
50×100
主楞类型
矩形木楞
主楞规格
80×80
架体类型
A型盘扣架
立杆材质
Q345
2、施工简图
图
(1)剖面图1
图
(2)剖面图2
图(3)平面图
二、面板验算
表4面板计算参数
面板类型
覆面木胶合板
面板规格
12mm(克隆、山樟平行方向)
面板抗弯强度设计值[f](N/mm2)
31
面板计算模型
简支梁
模板截面抵抗矩Wm(mm3)
24000
模板截面惯性矩I(mm4)
144000
面板弹性模量E(N/mm2)
11500
次楞间距a(mm)
250
选取简支梁为面板计算简化模型,取b=1m宽板为计算单元。
1、强度验算
q=γG1[G1k+(G2k+G3k)h]×b+γQ1×Q1×b=1.3×(0.1+(24+1.1)×120/1000)×1+1.5×2.5=7.796kN/m
图(4)面板强度计算简图
Mmax=0.061kN·m
图(5)面板弯矩图
σ=Υ0×Mmax/W=1.1×0.061×106/24000=2.791N/mm2≤[f]=31N/mm2
满足要求
2、挠度验算
qk=γG2[G1k+(G2k+G3k)h]×b=1×(0.1+(24+1.1)×120/1000)×1=3.112kN/m
图(6)面板挠度计算简图
图(7)面板挠度图(mm)
ν=0.096mm≤[ν]=250/400=0.625mm
满足要求
三、次楞验算
表5次楞计算参数
次楞类型
矩形木楞
次楞规格
50×100
次楞悬挑长度a1(mm)
250
次楞计算模型
三等跨连续梁
次楞间距a(mm)
250
次楞抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15
次楞抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
2
次楞截面惯性矩I(cm4)
416.667
次楞截面抵抗矩W(cm3)
83.333
次楞弹性模量E(N/mm2)
10000
模板次楞自重面荷载标准值G1k=模板面板自重标准值+单位面积次楞自重=模板面板自重标准值+单位长度次楞自重/次楞间距=0.1+30/250=0.22kN/m2
次楞计算跨数的假定需要符合工程实际的情况,另外还需考虑次楞的两端悬挑情况。
根据实际情况选取三等跨连续梁为次楞计算模型。
1、强度验算
q=γG1[G1k+(G2k+G3k)h]×a+γQ1×Q1×a=1.3×(0.22+(24+1.1)×120/1000)×250/1000+1.5×2.5×250/1000=1.988kN/m
图(8)次楞强度计算简图
图(9)次楞弯矩图(kN·m)
Mmax=0.149kN·m
σ=Υ0×Mmax/W=1.1×0.149×106/(83.333×103)=1.961N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求
2、抗剪验算
图(10)次楞剪力图(kN)
Vmax=0.991kN
τmax=Υ0×VmaxS/(Ib)=1.1×0.991×1000×62.5×103/(416.667×104×5×10)=0.327N/mm2≤[τ]=2N/mm2
满足要求
3、挠度验算
挠度验算荷载统计,
qk=γG2[G1k+(G2k+G3k)h]×a=1×(0.22+(24+1.1)×120/1000)×250/1000=0.808kN/m
图(11)次楞挠度计算简图
图(12)次楞挠度图(mm)
νmax=0.062mm≤[ν]=0.9×1000/400=2.25mm
满足要求
4、支座反力
根据结构力学求解器求得:
荷载基本组合下,支座反力最大值:
Rmax=1.885kN
荷载标准组合下,支座反力最大值:
Rkmax=0.766kN
四、主楞验算
表6主楞设计参数
主楞类型
矩形木楞
主楞规格
80×80
主楞悬挑长度b1(mm)
300
主楞计算模型
三等跨连续梁
次楞间距a(mm)
250
主楞抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
2
主楞抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15
主楞弹性模量E(N/mm2)
10000
主楞截面抵抗矩W(cm3)
85.333
主楞合并根数
1
主楞截面惯性矩I(cm4)
341.333
主楞计算跨数的假定需要符合工程实际的情况,另外还需考虑主楞的两端悬挑情况。
主楞所承受的荷载主要为次楞传递来的集中力,另外还需考虑主楞自重,主楞自重标准值为gk=38.4/1000=0.038kN/m
自重设计值为:
g=γG1gk=1.3×38.4/1000=0.05kN/m
则主楞强度计算时的受力简图如下:
图(13)主楞挠度计算时受力简图
则主楞挠度计算时的受力简图如下:
图(14)主楞挠度计算时受力简图
1、抗弯验算
图(15)主楞弯矩图(kN·m)
Mmax=0.662kN·m
σ=Υ0×Mmax/W=1.1×0.662×106/(85.333×1000)=8.532N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求
2、抗剪验算
图(16)主楞剪力图(kN)
Vmax=3.924kN
τmax=Υ0×QmaxS/(Ib0)=1.1×3.924×1000×64×103/(341.333×104×8×10)=1.012N/mm2≤[τ]=2N/mm2
满足要求
3、挠度验算
图(17)主楞挠度图(mm)
νmax=0.354mm≤[ν]=0.9×103/400=2.25mm
满足要求
4、支座反力计算
主楞在承载能力极限状态下的支座反力状况从左至右依次如下:
R1=6.846kN
R2=6.560kN
R3=6.894kN
R4=6.245kN
五、可调托座验算
模板荷载传递方式
可调托座传力
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=Rzmax=6.894kN≤[N]=30kN
满足要求
六、立杆验算
表7立杆材料参数
架体类型
A型盘扣架
立杆材质
Q345
抗压强度设计值[f](N/mm2)
300
立杆钢管截面抵抗矩W(cm3)
7.7
立杆钢管截面回转半径i(cm)
23.1
立杆钢管截面面积A(cm2)
5.71
立杆长细比允许值[λ]
150
1、稳定性系数计算
根据《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2020第5.3.2条
l01=βHηh=1.05Χ1.5Χ1Χ1000=1575mm
l02=βHγhˊ+2ka=1.05×0.9×0.5×1000+2×0.6×500=1072.5mm
其中,
l01与l02为支架立杆计算长度(m);
βH为支撑脚手架搭设高度调整系数,请参考表8:
表8支撑脚手架搭设高度调整系数
搭设高度H(m)
H≤8
8 16 H>24 βH 1.00 1.05 1.10 1.20 h为水平杆步距(m); η为立杆计算长度修正系数,h=0.5m或1.0m时取值1.5;h=1.5m时,取值1.05,h=2m时,取值1.0; hˊ为顶步水平杆步距(m); γ为顶步水平杆步距修正系数,hˊ=0.5m或1.0m时取值0.9;hˊ=1.5m时,取值1.5; k为支撑架悬臂端计算长度折减系数,取值0.6。 a为立杆自由端高度 取两值中的大值l0=max(l01,l02)=max(1575,1072.5)=1575mm λ=l0/i=1575/(2.01×10)=78.358≤[λ]=150 满足要求 由λ查表得,φ=0.645 2、支架自重计算 立杆自重GZ: 由于立杆是标准件,支模架搭设高度为层高,若计算使用几根立杆搭接而成,还需将楼板厚度、模板厚度、主次楞厚度、托座调节高度、底座调节高度后,再计算立杆根数。 为了便于计算,采用下式进行计算: n=(H-h-0.3)/h步距=(8.8-120/1000-0.3)/1=8.38 m=max(m G1K1=(m+1)×立杆自重=(8+1)×9.6×10=864N 水平斜杆G1K2;计算每步立杆按承担两个水平斜杆,则自重简化为100N/步×(m+1)=100×(8+1)=900N 竖向斜杆自重G1K3: 计算每步立杆按承担两个竖向斜杆100N/步×(m+1)=100×(8+1)=900N 可调托座、底座G1K4: 140N 合计: GZ=(864+900+900+140)/1000=2.804kN 架体自重面荷载标准值G1k=模板次楞自重面荷载标准值+单位长度主楞自重/主楞间距+GZ/(la×lb)=0.22+38.4/1000/0.9+2.804/(0.9×0.9)=3.724kN/m2(其中la,lb为纵横距)。 3、立杆稳定性验算 N1=γG1×[G1k+(G2k+G3k)×h]×la×lb+γQ1(Q1+Q2)×la×lb=1.3×(3.724+(24+1.1)×120×0.001)×0.9×0.9+1.5×(2.5+0.05)×0.9×0.9=10.192kN Υ0×N1/(φA)=1.1×10.192×1000/(0.645×5.71×100)=30.434N/mm2≤f/γR=300/1=300N/mm2 满足要求 七、计算书结果汇总 表8计算结果总览表 序号 验算项目 计算内容 计算值 允许值 结论 1 面板 抗弯强度 σmax=2.791N/mm2 [f]=31N/mm2 满足要求 2 面板 挠度 νmax=0.096mm [ν]=0.625mm 满足要求 3 次楞 抗弯强度 σmax=1.961N/mm2 [f]=15N/mm2 满足要求 4 次楞 抗剪强度 τmax=0.327N/mm2 [τ]=2N/mm2 满足要求 5 次楞 挠度 νmax=0.062mm [ν]=2.25mm 满足要求 6 主楞 抗弯强度 σmax=8.532N/mm2 [f]=15N/mm2 满足要求 7 主楞 抗剪强度 τmax=1.012N/mm2 [τ]=2N/mm2 满足要求 8 主楞 挠度 νmax=0.354mm [ν]=2.25mm 满足要求 9 可调托座 承载力 Rzmax=6.894kN [N]=30kN 满足要求 10 立杆稳定应力 无风 fmax=30.434N/mm2 f=300N/mm2 满足要求
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