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脚手架架在楼板上计算书

脚手架架在楼板上计算书

计算依据:

1、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

一、工程属性

脚手架基础所在楼层数

3

第3层混凝土楼板厚度h3(mm)

120

第2层层高H2(m)

3

第2层混凝土楼板厚度h2(mm)

110

第1层层高H1(m)

2.5

第1层混凝土楼板厚度h1(mm)

110

楼板的计算单元长度Bl(m)

7.1

楼板的计算单元宽度BC(m)

3.85

楼盖板配筋信息表

楼层

钢筋位置

配筋量及等级

钢筋面积(mm2)

第3层

X向正筋

HRB400Ф8@150

ASX=334.9

Y向正筋

HRB400Ф8@150

ASY=334.9

X向负筋

HRB400Ф8@150

ASX,=334.9

Y向负筋

HRB400Ф8@150

ASY,=334.9

第2层

X向正筋

HRB400Ф8@150

ASX=334.9

Y向正筋

HRB400Ф8@150

ASY=334.9

X向负筋

HRB400Ф8@150

ASX,=334.9

Y向负筋

HRB400Ф8@150

ASY,=334.9

第1层

X向正筋

HRB400Ф8@150

ASX=334.9

Y向正筋

HRB400Ф8@150

ASY=334.9

X向负筋

HRB400Ф8@150

ASX,=334.9

Y向负筋

HRB400Ф8@150

ASY,=334.9

二、支架搭设参数

1、模板支架搭设参数

楼层

立杆的纵向间距La(m)

立杆横向间距Lb(m)

立杆步距h(m)

支座周长(m)

2

1

1

1.5

0.8

1

1

1

1.5

4

2、脚手架搭设参数

脚手架搭设方式

平行长边

脚手架内排立杆离楼板长边距离a1(m)

0.3

立杆排数N

2

立杆底部垫板尺寸(m)【a×b】

0.2×0.2

立杆纵、横向间距(m)【la×lb】

1.6×0.85

设计简图如下:

脚手架楼板_平面图

脚手架楼板_立面图

三、荷载参数

每根立杆传递荷载qk(kN)

18.05

板上活荷载标准值Qk(kN/m2)

1

钢筋混凝土自重标准值NG1K(kN/m3)

25.1

模板及支架自重标准值NG2K(kN/m2)

0.3

四、各楼层荷载计算

1、第3层荷载计算

钢筋弹性模量Es(N/mm2)

210000

砼弹性模量Ec(N/mm2)

28000

砼的龄期T(天)

7

砼的强度等级

C15

砼的实测抗压强度fc(N/mm2)

8.5

砼的实测抗拉强度ft(N/mm2)

0.9

脚手架立杆传递荷载标准值:

qk=18.05kN;

板的短边计算跨度:

l=Bc=3.85m

立杆荷载作用间距:

e=la=1.60m

立杆底垫板作用面平行于板跨宽度:

bcx=btx+2s+h=b+2s+hi=0.20+0+0.12=0.32m

立杆底垫板作用面垂直于板跨宽度:

bcy=bty+2s+h=a+2s+hi=0.20+0+0.12=0.32m

s为垫板的厚度,此处忽略不计。

当bcx≥bcy,bcy≤0.6*l,bcx≤l时,b=bcy+0.7*l=0.32+0.7*3.85=3.02m

当局部荷载作用在板的非支承边附近,即d

当e

b,=min{b1,,b2,}=1.60m

得:

Mmax=18.49kN.m

板短边等效楼面均布活荷载标准值:

q1=8Mmax/(bl2)=8*18.49/(1.60×3.852)=6.24kN/m2

板的长边计算跨度:

l=Bl=7.1m

立杆荷载作用间距:

e=lb=0.85m

立杆底垫板作用面平行于板跨宽度:

bcx=btx+2s+h=a+2s+hi=0.20+0+0.12=0.32m

立杆底垫板作用面垂直于板跨宽度:

bcy=bty+2s+h=b+2s+hi=0.20+0+0.12=0.32m

s为垫板的厚度,此处忽略不计。

当bcx≥bcy,bcy≤0.6*l,bcx≤l时,b=bcy+0.7*l=0.32+0.7*7.10=5.29m

当局部荷载作用在板的非支承边附近,即d

当e

b,=min{b1,,b2,}=2.95m

得:

Mmax=73.05fkN.m

板短边等效楼面均布活荷载标准值:

q2=8Mmax/(bl2)=8*73.05/(2.95×7.102)=3.94kN/m2

故楼板等效均布活荷载:

q=max{q1、q2}=6.24kN/m2

楼盖自重荷载标准值:

g3=h3/1000*NG1K=120/1000*25=3.01kN/m2

板计算单元活荷载标准值:

q3=q+Qk=6.24+1.00=7.24kN/m2

2、第2层荷载计算

钢筋弹性模量Es(N/mm2)

210000

砼弹性模量Ec(N/mm2)

28000

砼的龄期T(天)

14

砼的强度等级

C15

砼的实测抗压强度fc(N/mm2)

11

砼的实测抗拉强度ft(N/mm2)

1.15

立杆传递荷载标准值:

q2=NG2K=0.30kN/m2

楼盖自重荷载标准值:

g2=h2/1000*NG1K=110/1000*25=2.76kN/m2

3、第1层荷载计算

钢筋弹性模量Es(N/mm2)

200000

砼弹性模量Ec(N/mm2)

22800

砼的龄期T(天)

14

砼的强度等级

C30

砼的实测抗压强度fc(N/mm2)

1

砼的实测抗拉强度ft(N/mm2)

10

立杆传递荷载标准值:

q1=NG2K=0.30kN/m2

楼盖自重荷载标准值:

g1=h1/1000*NG1K=110/1000*25=2.76kN/m2

4、各楼层荷载分配

假设层间支架刚度无穷大,则有各层挠度变形相等,即:

P1/(E1h13)=P2/(E2h23)=P3/(E3h33)……则有:

Pi‘=(Ei‘hi‘∑Pi)/(∑(Eihi3))

根据此假设,各层楼盖承受荷载经模板支架分配后的设计值为:

楼层

各楼层混凝土弹性模量Eci(MPa)

各楼层板厚hi(mm)

楼盖自重荷载标准值gi(kN/m2)

立杆传递荷载标准值qi(kN/m2)

分配后各楼层恒载的设计值Gi(kN/m2)

分配后各楼层活载的设计值Qi(kN/2)

3

28000.00

120

3.01

7.24

4.27

4.58

2

28000.00

110

2.76

0.30

3.29

3.52

1

22800.00

110

2.76

0.30

2.68

2.87

Gi=1.2(Ecihi3/(Ecihi3+Eci-1hi-13+Eci-2hi-23))(gi+gi-1+gi-2)

Qi=1.4(Ecihi3/(Ecihi3+Eci-1hi-13+Eci-2hi-23))(qi+qi-1+qi-2)

五、板单元内力计算

1、第3层内力计算

脚手架楼板_第3层钢筋布置图

第3层板单元内力计算

板的支撑类型

四边固支

Bc/Bl=3850/7100=0.542

m1

0.096

m2

0.005

m1'

-0.082

m2'

-0.057

四边简支

Bc/Bl=3850/7100=0.542

mq1

0.09

mq2

0.02

第3层板内力计算

荷载组合设计值计算(kN/m2)

Gi

Qi

Gi'=Gi+Qi/2

Gq=Gi+Qi

Qi'=Qi/2

4.272

4.576

6.559

8.847

2.288

内力计算

m1

m2

m1'

m2'

mq1

mq2

ν

Bc

内力值(kN.m)

M1

0.096

0.005

0.09

0.02

0.2

3.85

12.673

M2

0.096

0.005

0.09

0.02

0.2

3.85

3.695

M1'

-0.082

0.2

3.85

-10.706

M2'

-0.057

0.2

3.85

-7.485

M1=(m1+νm2)Gi'BC2+(mq1+νmq2)Qi'BC2

M1=(m2+νm1)Gi'BC2+(mq2+νmq1)Qi'BC2

M1'=m1'GqBC2

M2'=m2'GqBC2

第3层板正截面承载力验算

依据《工程结构设计原理》板的正截面极限计算公式为:

公式类型

参数剖析

使用条件

Mu=α1αsfcbh02

Mu

板正截面极限承载弯矩

用于单筋截面

α1

截面最大正应力值与混凝土抗压强度fc的比值,低于C50混凝土α1取1.0

αs

截面抵抗矩系数

fc

混凝土抗压强度标准值,参照上述修正系数修改

h0

计算单元截面有效高度,短跨方向取h-20mm,长跨方向取h-30mm,其中h是板厚

Mu=α1αsfcbh02+fy'As'(h0-αs')

fy'

受压区钢筋抗拉强度标准值

用于双筋截面

As'

受压区钢筋总面积

αs'

纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离默认取20mm

Mu=fyAs(h0-αs')

fy

钢筋抗拉强度标准值

用于双筋截面当χ<2αs'时

As

受拉钢筋总面积

ξ=Asfy/(fcα1bh0)

ξ

ξ---受压区相对高度,ξ=Asfy/(fcα1bh0)

χ=(fyAs-fy'As')/(α1fcb)

χ

混凝土受压区高度

矩形截面受压区高度

As(mm2)

fy(N/mm2)

h0=h-20(mm)

α1

fc(Mpa)

b(mm)

fy'(N/mm2)

As'(mm2)

χ(mm)

αs'

比较

335.103

360

100

1

8.5

1000

360

335.103

0

20

χ<2αs'

矩形截面相对受压区高度

As(mm2)

fy(N/mm2)

b(mm)

h0=h-20(mm)

fcm(N/mm2)

ζ

335.103

360

1000

100

8.5

0.142

335.103

360

1000

100

8.5

0.142

备注

ζ=Asfy/bh0fcm

2、第2层内力计算

脚手架楼板_第2层钢筋布置图

第2层板单元内力计算

板的支撑类型

四边固支

Bc/Bl=3850/7100=0.542

m1

0.096

m2

0.005

m1'

-0.082

m2'

-0.057

四边简支

Bc/Bl=3850/7100=0.542

mq1

0.09

mq2

0.02

第2层板内力计算

荷载组合设计值计算(kN/m2)

Gi

Qi

Gi'=Gi+Qi/2

Gq=Gi+Qi

Qi'=Qi/2

3.29

3.524

5.052

6.814

1.762

内力计算

m1

m2

m1'

m2'

mq1

mq2

ν

Bc

内力值(kN.m)

M1

0.096

0.005

0.09

0.02

0.2

3.85

9.761

M2

0.096

0.005

0.09

0.02

0.2

3.85

2.846

M1'

-0.082

0.2

3.85

-8.246

M2'

-0.057

0.2

3.85

-5.766

M1=(m1+νm2)Gi'BC2+(mq1+νmq2)Qi'BC2

M1=(m2+νm1)Gi'BC2+(mq2+νmq1)Qi'BC2

M1'=m1'GqBC2

M2'=m2'GqBC2

第2层板正截面承载力验算

矩形截面受压区高度

As(mm2)

fy(N/mm2)

h0=h-20(mm)

α1

fc(Mpa)

b(mm)

fy'(N/mm2)

As'(mm2)

χ(mm)

αs'

比较

335.103

360

90

1

11

1000

360

335.103

0

20

χ<2αs'

矩形截面相对受压区高度

As(mm2)

fy(N/mm2)

b(mm)

h0=h-20(mm)

fcm(N/mm2)

ζ

335.103

360

1000

90

11

0.122

335.103

360

1000

90

11

0.122

备注

ζ=Asfy/bh0fcm

Mui

α1

αs

fc(N/mm2)

b(mm)

h0(mm)

板正截面极限承载弯矩(kN.m)

Mi(kN.m)

Mu1

1

0.113

11

1000

90

10.068

9.761

Mu2

1

0.113

11

1000

90

10.068

2.846

比较

Mu1>m1

符合要求

符合要求

Mu2>m2

符合要求

3、第1层内力计算

脚手架楼板_第1层钢筋布置图

第1层板单元内力计算

板的支撑类型

四边固支

Bc/Bl=3850/7100=0.542

m1

0.096

m2

0.005

m1'

-0.082

m2'

-0.057

四边简支

Bc/Bl=3850/7100=0.542

mq1

0.09

mq2

0.02

第1层板内力计算

荷载组合设计值计算(kN/m2)

Gi

Qi

Gi'=Gi+Qi/2

Gq=Gi+Qi

Qi'=Qi/2

2.679

2.87

4.114

5.549

1.435

内力计算

m1

m2

m1'

m2'

mq1

mq2

ν

Bc

内力值(kN.m)

M1

0.096

0.005

0.09

0.02

0.2

3.85

7.949

M2

0.096

0.005

0.09

0.02

0.2

3.85

2.317

M1'

-0.082

0.2

3.85

-6.715

M2'

-0.057

0.2

3.85

-4.695

M1=(m1+νm2)Gi'BC2+(mq1+νmq2)Qi'BC2

M1=(m2+νm1)Gi'BC2+(mq2+νmq1)Qi'BC2

M1'=m1'GqBC2

M2'=m2'GqBC2

第1层板正截面承载力验算

矩形截面受压区高度

As(mm2)

fy(N/mm2)

h0=h-20(mm)

α1

fc(Mpa)

b(mm)

fy'(N/mm2)

As'(mm2)

χ(mm)

αs'

比较

335.103

360

90

1

1

1000

360

335.103

0

20

χ<2αs'

矩形截面相对受压区高度

As(mm2)

fy(N/mm2)

b(mm)

h0=h-20(mm)

fcm(N/mm2)

ζ

335.103

360

1000

90

1

1.34

335.103

360

1000

90

1

1.34

备注

ζ=Asfy/bh0fcm

六、楼板裂缝验算

1、本结构按压弯构件进行计算

公式

参数剖析

使用条件

ωmax=αcrψσsk[1.9c+0.08d/(νρte)]/Es

d

钢筋的直径

最大裂缝宽度验算

As

纵向受力拉钢筋的截面面积

Mk

按荷载短期效应组合计算的弯矩值

c

最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(㎜):

当c<20时,取c=20,当c>65时,取c=65

ftk

混凝土轴心抗拉强度标准

αcr

构件的受力特征系数,综合了前述若干考虑,轴心受拉构件取2.7,受弯、偏心受压取2.1,偏心受拉取2.4;

ν

纵向受力钢筋表面特征系数,对于带肋钢筋取1.0,对于光面钢筋取0.7;

Es

钢筋的弹性模量

ρte=As/Ate

ρte

按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率,

在最大裂缝宽度计算中,当ρte<0.01,时取ρte=0.01

ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsk)

ψ

裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数,在计算中,ψ<0.2时,取ψ=0.2;当ψ>1.0时,取ψ=1.0.对于直接承受重荷载的构件,取ψ=1.0

Ate=0.5bh+(bf–b)hf

Ate

有效受拉混凝土截面面积;对于轴心受拉构件,取构件截面面积

对于受弯、偏心受压和偏心受拉构件

Ate=0.5bh

矩形截面

σsk=Mk/(Asηh0),

h0=h-(c+d/2)

σsk

裂缝处钢筋应力

2、最大裂缝宽度计算

楼层

αcr

ψ

c(mm)

d(mm)

σsk

ν

ρte

Es(N/mm2)

ωmax(mm)

第3层

2.1

0.971

20

8

452.799

1

0.01

210000

0.448

第2层

2.1

0.908

20

8

389.325

1

0.01

210000

0.361

第1层

2.1

0.2

20

8

317.022

1

0.01

200000

0.068

比较

第3层ωmax/0.3>1

不符合要求

第2层ωmax/0.3>1

不符合要求

第1层ωmax/0.3<1

符合要求

建议

保留本层支架或增加二次支撑

七、楼板抗冲切验算

根据《混凝土结构设计规范(GB50010)》规定,受冲切承载力应满足下式

公式

参数剖析

F=(0.7βhft+0.25σpc,m)ηumh0

Fl

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,

承载力计算

楼层

F=0.7βhftηumh0

F1

βh

ft

η

um

h0

F

第3层

1

0.9

1

0.8

100

50.4

12.032

第2层

1

1.15

1

0.8

90

57.96

6.814

第1层

1

10

1

4

90

2520

5.549

比较

第3层F/F1≥1

符合要求

第2层F/F1≥1

符合要求

第1层F/F1≥1

符合要求

结论和建议:

1.不符合要求建议保留本层支架或增加二次支撑

2.不符合要求建议保留本层支架或增加二次支撑

3.不符合要求建议保留本层支架或增加二次支撑

4.不符合要求建议保留本层支架或增加二次支撑

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