4.1.4、模板支架荷载标准值(立杆轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载,地下室不考虑风荷载。
1.静荷载标准值包括以下容:
(1)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.1129×3.350=0.378kN
钢管的自重计算参照《扣件式规》(JGJ130-2011)附录A.0.3满堂支撑架自重标准值。
静荷载标准值NG=0.427kN。
2.活荷载为施工荷载标准值。
计算支架立柱及其他支撑结构时,均布荷载取28.00kN/m2
经计算得到,活荷载标准值NQ=28.000×0.500×0.500=7.000kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值
模板支架的荷载设计值:
N=0.90×(1.35×NG+1.4×0.9×NQ)=8.398kN
4.1.5、立杆的稳定性计算
该架体顶部荷载通过水平杆传递给立杆,顶部立杆呈偏心受压状态,故为满堂脚手架形式,采用满堂脚手架计算方法计算。
1、不考虑风荷载时,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——不考虑风荷载时,立杆的轴心压力设计值,N=8.40kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24
——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]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
(1).参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》(JGJ130-2011),计算公式如下:
l0=kμh
其中,k——计算长度附加系数,应按表5.3.4采用;k=1.155;
μ——考虑满堂脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,按附录C采用;μ=2.758
计算结果:
λ=μh/i=2.758×1.200×100/1.600=207<[λ]=250,满足要求!
立杆计算长度l0=kμh=1.155×2.758×1.20=3.82
l0/i=3822.588/16.000=239
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数
=0.128
钢管立杆受压应力计算值
=154.73N/mm2,
立杆的稳定性计算
<[f1]=205.00N/mm2,满足要求!
4.2、吊装区域楼面等效活荷载计算书
吊车自重30T,吊装工作时最大满载质量按40T计算,吊车工作状态下主要重力由其中两只支腿承担,根据平面示意图,吊车工作时四条支腿分别支设于四块板跨,参考《建筑结构荷载规》(GB50009-2012),吊装作业工况下动力系数取1.3,考虑吊装作业时的最不利工况下,整车重力由单一支腿承担,则每只支腿承受重力为520KN,即单一板跨承受最大压力为520KN,板跨轴线间距为8.1*5.5M;支腿垫脚底部采用1米长木方及铺垫,单腿底部受压面积为1M2,设支腿中心距地下室外边轴线距离为1M。
4.2.1基本资料
4.2.1.1周边支承的双向板,按四边简支板的绝对最大弯矩等值、取两个方向的最大等效荷载,
板的跨度Lx=8100mm,Ly=5500mm,板的厚度h=350mm,垫层压力扩散角θ=23°
4.2.1.2局部集中荷载N'=520kN,荷载作用面的宽度btx=1000mm,
荷载作用面的宽度bty=1000mm;垫层厚度s=50mm
荷载作用面中心至板左边的距离x=1000mm,最左端至板左边的距离x1=500mm,
最右端至板右边的距离x2=6600mm
荷载作用面中心至板下边的距离y=1000mm,最下端至板下边的距离y1=500mm,
最上端至板上边的距离y2=4000mm
4.2.2局部荷载换算为局部均布荷载
局部均布荷载P=N'/(btx·bty)=520/(1*1)=520.00kN/m2
4.2.3荷载作用面的计算宽度及局部均布荷载
4.2.3.1bcx=btx+2s·tanθ+h=1000+2*50*tan23°+350=1392mm
4.2.3.2bcy=bty+2s·tanθ+h=1000+2*50*tan23°+350=1392mm
4.2.3.3局部均布荷载Pc=P·btx·bty/(bcx·bcy)=520*1*1/(1.392*1.392)
=268.19kN/m2
4.2.4由局部荷载总和除以全部受荷面积求得的平均均布荷载
qe'=Pc·bcx'·bcy'/(Lx·Ly)=268.19*1.392*1.392/(8.1*5.5)=11.67kN/m2
4.2.5四边简支板在局部荷载作用下的绝对最大弯矩
4.2.5.1MmaxX=52.494kN·m,位于x=1.302m、y=1.100m处
4.2.5.2MmaxY=56.183kN·m,位于x=1.302m、y=1.100m处
4.2.6由绝对最大弯矩等值确定的等效均布荷载
4.2.6.1四边支承简支板在均布荷载作用下的最大弯矩值系数
Kx=0.04286(MmaxX=Kx·qex·Ly2),位于x=4.050m、y=2.750m处
Ky=0.07682(MmaxY=Ky·qey·Ly2),位于x=4.050m、y=2.750m处
4.2.6.2qex=MmaxX/(Kx·Lx2)=52.494/(0.04286*5.52)=40.49kN/m2
4.2.6.3qey=MmaxY/(Ky·Lx2)=56.183/(0.07682*5.52)=24.18kN/m2
4.2.6.4等效均布荷载qe=Max{qex,qey}=Max{40.49,24.18}=40.49kN/m2
4.3、吊装区域支架计算书
楼板模板的计算参照《建筑施工模板安全技术规》(JGJ162-2008)、《混凝土结构工程施工规》(GB506666-2011)、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》(JGJ130-2011)、《混凝土结构设计规》(GB50010-2010)、《建筑结构荷载规》(GB50009-2012)等编制。
由上节计算得知,吊装区域由吊车支腿传递的等效活荷载为40.49kN/m2,
其余活荷载按2KN/M2考虑,则均布荷载为42.49KN/M2。
本支架计算公式
(1)根据脚手架试验,参照脚手架规和脚手架工程实例,
本支架计算公式
(2)参照《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
模板支架搭设高度为3.35米,
搭设尺寸为:
立杆的纵距b=0.40米,立杆的横距l=0.40米,立杆的步距h=1.20米。
板底龙骨采用木方:
50×100;间距:
200mm;
采用的钢管类型为
48×3.0,采用扣件连接方式,顶部横杆为双扣件。
图1楼板支撑架立面简图
图2楼板支撑架荷载计算单元
4.3.1、板底龙骨的计算
板底龙骨按照均布荷载下三跨连续梁计算。
1.荷载的计算
活荷载为施工荷载标准值(kN/m2):
q13=42.490×0.200=8.498kN/m2
均布线荷载设计值为:
q1=0.90×[1.4×0.9×8.498]=9.637kN/m
2.板底龙骨的计算
按照三跨连续梁计算,计算过程如下:
板底龙骨的截面力学参数为
本算例中,截面抵抗矩W和截面惯性矩I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)抗弯强度计算M=0.1q1l2=0.1×9.637×0.4002=0.154kN.m
σ=M/W<[f]
其中σ——板底龙骨的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——板底龙骨的最大弯距(N.mm);
W——板底龙骨的净截面抵抗矩;
[f]——板底龙骨的抗弯强度设计值,取16.50N/mm2;
经计算得到板底龙骨抗弯强度计算值σ=0.154×1000×1000/83333=1.850N/mm2
板底龙骨的抗弯强度验算σ<[f],满足要求!
最大支座力
最大支座力N=1.1ql=1.1×9.637×0.400=3.855kN
4.3.2、横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管剪力图(kN)
支撑钢管弯矩图(kN.m)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.270kN.m
最大变形vmax=0.127mm
最大支座力Qmax=8.288kN
抗弯计算强度f=0.270×106/4490.0=60.10N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于400.0/150与10mm,满足要求!
4.3.3、扣件抗滑移的计算
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规培训讲座》群主编,
P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,
按照扣件抗滑承载力系数0.80
该工程实际的旋转双扣件承载力取值为Rc=16×0.80=12.80kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规5.2.5):
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取16.0×0.80=12.80KN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=8.29kN
双扣件抗滑承载力的设计计算值R=8.29KN4.3.4、模板支架荷载标准值(立杆轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载。
1.静荷载标准值包括以下容:
(1)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.1036×3.350=0.347kN
钢管的自重计算参照《扣件式规》(JGJ130-2011)附录A.0.3满堂支撑架自重标准值。
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=0.347kN。
2.活荷载为施工荷载标准值。
计算支架立柱及其他支撑结构时,均布荷载取42.49kN/m2
经计算得到,活荷载标准值NQ=42.490×0.400×0.400=6.798kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值
模板支架的荷载设计值:
N=0.90×(1.35×NG+1.4×0.9×NQ)=8.131kN
4.3.5、立杆的稳定性计算
该架体顶部荷载通过水平杆传递给立杆,顶部立杆呈偏心受压状态,故为满堂脚手架形式,采用满堂脚手架计算方法计算。
1、不考虑风荷载时,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——不考虑风荷载时,立杆的轴心压力设计值,N=8.13kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24
——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]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
(1).参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》(JGJ130-2011),计算公式如下:
l0=kμh
其中,k——计算长度附加系数,应按表5.3.4采用;k=1.155;
μ——考虑满堂脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,按附录C采用;μ=2.758
计算结果:
λ=μh/i=2.758×1.200×100/1.600=207<[λ]=250,满足要求!
立杆计算长度l0=kμh=1.155×2.758×1.20=3.82
l0/i=3822.588/16.000=239
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数
=0.128
钢管立杆受压应力计算值
=149.82N/mm2,
立杆的稳定性计算
<[f1]=205.00N/mm2,满足要求!
附图