承插型盘扣式楼板模板支架计算书塔楼负一层顶板1110.docx
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承插型盘扣式楼板模板支架计算书塔楼负一层顶板1110
承插型盘扣式楼板模板支架计算书
依据规范:
《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
计算参数:
盘扣式脚手架立杆钢管强度为300N/mm2,水平杆钢管强度为205.0N/mm2,钢管强度折减系数取1.00。
模板支架搭设高度为4.9m,
立杆的纵距b=0.90m,立杆的横距l=0.90m,脚手架步距h=2.00m。
立杆钢管类型选择:
B-LG-2500(Φ48×3.2×2500);
横向水平杆钢管类型选择:
A-SG-900(Φ48×2.5×840);纵向水平杆钢管类型选择:
A-SG-900(Φ48×2.5×840);
横向跨间水平杆钢管类型选择:
A-SG-900(Φ48×2.5×840);
面板厚度18mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm2。
木方50×100mm,间距300mm,
木方剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。
梁顶托采用双钢管φ48×3.0mm。
模板自重0.20kN/m2,混凝土钢筋自重25.10kN/m3。
倾倒混凝土荷载标准值1.00kN/m2,施工均布荷载标准值2.00kN/m2。
地基承载力标准值170kN/m2,基础底面扩展面积0.250m2,地基承载力调整系数0.40。
图盘扣式楼板支撑架立面简图
图楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64,抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。
一、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照简支梁计算。
静荷载标准值q1=25.100×0.180×0.900+0.200×0.900=4.246kN/m
活荷载标准值q2=(1.000+2.000)×0.900=2.700kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=48.600cm3I=43.740cm4
(1)抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的净截面抵抗矩;
[f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
M=0.125ql2
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.125×(1.20×4.246+1.40×2.700)×0.300×0.300=0.100kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.100×1000×1000/48600=2.055N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)挠度计算
v=5ql4/384EI<[v]=l/400
面板最大挠度计算值v=5×4.246×3004/(384×6000×437400)=0.171mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
二、支撑木方的计算
木方按照均布荷载计算。
1.荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.100×0.180×0.300=1.355kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.200×0.300=0.060kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×0.300=0.900kN/m
静荷载q1=1.20×1.355+1.20×0.060=1.698kN/m
活荷载q2=1.40×0.900=1.260kN/m
计算单元内的木方集中力为(1.260+1.698)×0.900=2.662kN
2.木方的计算
按照三跨连续梁计算,计算公式如下:
均布荷载q=2.663/0.900=2.958kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.96×0.90×0.90=0.240kN.m
最大剪力Q=0.6×0.900×2.958=1.598kN
最大支座力N=1.1×0.900×2.958=2.929kN
木方的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3;
I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.240×106/83333.3=2.88N/mm2
木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×1598/(2×50×100)=0.479N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值,
均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距)
得到q=1.415kN/m
最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×1.415×900.04/(100×9000.00×4166667.0)=0.168mm
木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
三、托梁的计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方的支座力P=2.929kN
均布荷载取托梁的自重q=0.080kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图(kN.m)
托梁剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
托梁变形计算受力图
托梁变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.841kN.m
经过计算得到最大支座F=9.793kN
经过计算得到最大变形V=0.502mm
顶托梁的截面力学参数为
截面抵抗矩W=8.98cm3;
截面惯性矩I=21.56cm4;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.841×106/1.05/8982.0=89.17N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁挠度计算
最大变形v=0.502mm
顶托梁的最大挠度小于900.0/400,满足要求!
四、立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.097×4.920=0.478kN
钢管的自重计算参照《盘扣式规范》附录A。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.200×0.900×0.900=0.162kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.100×0.180×0.900×0.900=3.660kN
经计算得到,静荷载标准值NG=(NG1+NG2)=4.300kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(2.000+1.000)×0.900×0.900=2.430kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.20NG+1.40NQ
五、立杆的稳定性计算
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=8.56kN
φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.59
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.50
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.73
σ——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=300.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
参照《盘扣式规范》2010,由公式计算
顶部立杆段:
l0=h'+2ka
(1)
非顶部立杆段:
l0=ηh
(2)
η——计算长度修正系数,取值为1.200;
k——计算长度折减系数,可取0.7;
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.50m;
l0=2.700m;λ=2700/15.9=169.811,φ=0.183
σ=8562/(0.183×450)=95.676N/mm2,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW依据扣件脚手架规范计算公式5.2.9
MW=0.9×1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);
Wk=uz×us×w0=0.500×1.000×1.088=0.544kN/m2
h——立杆的步距,2.00m;
la——立杆迎风面的间距,0.90m;
lb——与迎风面垂直方向的立杆间距,0.90m;
风荷载产生的弯矩Mw=0.9×1.4×0.544×0.900×2.000×2.000/10=0.247kN.m;
Nw——考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值;
立杆Nw=1.200×4.300+1.400×2.430+0.9×1.400×0.247/0.900=8.907kN
l0=2.7m;λ=2700/15.9=169.811,φ=0.183
σ=8907/(0.183×450)+247000/4730=148.111N/mm2,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
六、盘扣式模板支架整体稳定性计算
盘扣式模板支架架体高度小于8m,依据规范不需要进行整体抗倾覆验算。
七、基础承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
其中p——立杆基础底面的平均压力(kN/m2),p=N/A;p=34.25
N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN);N=8.56
A——基础底面面积(m2);A=0.25
fg——地基承载力设计值(kN/m2);fg=68.00
地基承载力设计值应按下式计算
fg=kc×fgk
其中kc——脚手架地基承载力调整系数;kc=0.40
fgk——地基承载力标准值;fgk=170.00
地基承载力的计算满足要求!
盘扣式模板支撑架计算满足要求!
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