梁模板盘扣式梁板立柱共用计算书.docx
《梁模板盘扣式梁板立柱共用计算书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《梁模板盘扣式梁板立柱共用计算书.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![梁模板盘扣式梁板立柱共用计算书.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-5/29/89d3df68-f0ce-41f7-9c67-83ef39aca5b6/89d3df68-f0ce-41f7-9c67-83ef39aca5b61.gif)
梁模板盘扣式梁板立柱共用计算书
梁模板(盘扣式,梁板立柱共用)计算书
计算依据:
1、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、工程属性
新浇混凝土梁名称
框架梁
混凝土梁截面尺寸(mm×mm)
350×800
模板支架高度H(m)
6.4
模板支架横向长度B(m)
8.4
模板支架纵向长度L(m)
8.4
梁侧楼板厚度(mm)
150
二、荷载设计
模板及其支架自重标准值G1k(kN/m2)
面板
0.1
面板及小梁
0.3
楼板模板
0.5
新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m3)
24
混凝土梁钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
1.5
混凝土板钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
1.1
施工人员及设备荷载标准值Q1k(kN/m2)
3
泵送、倾倒混凝土等因素产生的水平荷载标准值Q2k(kN/m2)
0.085
其他附加水平荷载标准值Q3k(kN/m)
0.55
Q3k作用位置距离支架底的距离h1(m)
3.9
风荷载标准值ωk(kN/m2)
基本风压ω0(kN/m2)
0.45
非自定义:
0.09
地基粗糙程度
B类(城市郊区)
模板支架顶部距地面高度(m)
5.6
风压高度变化系数μz
1
风荷载体型系数μs
0.2
风荷载作用方向
沿模板支架横向作用
抗倾覆计算中风荷载作用位置距离支架底的距离h2(m)
2.92
三、模板体系设计
新浇混凝土梁支撑方式
梁两侧有板,梁底小梁平行梁跨方向
梁跨度方向立柱纵距是否相等
是
梁跨度方向立柱间距la(mm)
900
梁两侧立柱间距lb(mm)
900
支撑架中间层水平杆最大竖向步距h(mm)
1200
支撑架顶层水平杆步距h'(mm)
500
可调托座伸出顶层水平杆的悬臂长度a(mm)
450
新浇混凝土楼板立柱间距l'a(mm)、l'b(mm)
900、900
混凝土梁距梁两侧立柱中的位置
居中
梁左侧立柱距梁中心线距离(mm)
450
梁底增加立柱根数
0
梁底支撑小梁最大悬挑长度(mm)
150
梁底支撑小梁根数
4
梁底支撑小梁间距
117
每纵距内附加梁底支撑主梁根数
3
设计简图如下:
平面图
立面图
四、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度t(mm)
15
面板抗弯强度设计值[f](N/mm2)
15
面板抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.4
面板弹性模量E(N/mm2)
10000
取单位宽度b=1000mm,按三等跨连续梁计算:
W=bh2/6=1000×15×15/6=37500mm3,I=bh3/12=1000×15×15×15/12=281250mm4
q1=[1.2(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4×Q1k]×b=[1.2×(0.1+(24+1.5)×0.8)+1.4×3]×1=28.8kN/m
q1静=1.2×[G1k+(G2k+G3k)×h]×b=1.2×[0.1+(24+1.5)×0.8]×1=24.6kN/m
q1活=1.4×Q1k×b=1.4×3×1=4.2kN/m
q2=[1×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1×Q1k]×b=[1×(0.1+(24+1.5)×0.8)+1×3]×1=23.5kN/m
计算简图如下:
1、强度验算
Mmax=0.1q1静L2+0.117q1活L2=0.1×24.6×0.1172+0.117×4.2×0.1172=0.04kN·m
σ=Mmax/W=0.04×106/37500=1.071N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q2L4/(100EI)=0.677×23.5×116.6674/(100×10000×281250)=0.01mm≤[ν]=min[L/150,10]=min[116.667/150,10]=0.778mm
满足要求!
3、支座反力计算
设计值(承载能力极限状态)
R1=R4=0.4q1静L+0.45q1活L=0.4×24.6×0.117+0.45×4.2×0.117=1.368kN
R2=R3=1.1q1静L+1.2q1活L=1.1×24.6×0.117+1.2×4.2×0.117=3.745kN
标准值(正常使用极限状态)
R1'=R4'=0.4q2L=0.4×23.5×0.117=1.097kN
R2'=R3'=1.1q2L=1.1×23.5×0.117=3.016kN
五、小梁验算
小梁类型
方木
小梁截面类型(mm)
50×70
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
小梁截面抵抗矩W(cm3)
40.83
小梁弹性模量E(N/mm2)
9350
小梁截面惯性矩I(cm4)
142.92
小梁计算方式
简支梁
承载能力极限状态:
梁底面板传递给左边小梁线荷载:
q1左=R1/b=1.368/1=1.368kN/m
梁底面板传递给中间小梁最大线荷载:
q1中=Max[R2,R3]/b=Max[3.745,3.745]/1=3.745kN/m
梁底面板传递给右边小梁线荷载:
q1右=R4/b=1.368/1=1.368kN/m
小梁自重:
q2=1.2×(0.3-0.1)×0.35/3=0.028kN/m
梁左侧模板传递给左边小梁荷载q3左=1.2×0.5×(0.8-0.15)=0.39kN/m
梁右侧模板传递给右边小梁荷载q3右=1.2×0.5×(0.8-0.15)=0.39kN/m
梁左侧楼板传递给左边小梁荷载q4左=[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.15)+1.4×3]×(0.45-0.35/2)/2×1=1.281kN/m
梁右侧楼板传递给右边小梁荷载q4右=[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.15)+1.4×3]×((0.9-0.45)-0.35/2)/2×1=1.281kN/m
左侧小梁荷载q左=q1左+q2+q3左+q4左=1.368+0.028+0.39+1.281=3.068kN/m
中间小梁荷载q中=q1中+q2=3.745+0.028=3.773kN/m
右侧小梁荷载q右=q1右+q2+q3右+q4右=1.368+0.028+0.39+1.281=3.068kN/m
小梁最大荷载q=Max[q左,q中,q右]=Max[3.068,3.773,3.068]=3.773kN/m
正常使用极限状态:
梁底面板传递给左边小梁线荷载:
q1左'=R1'/b=1.097/1=1.097kN/m
梁底面板传递给中间小梁最大线荷载:
q1中'=Max[R2',R3']/b=Max[3.016,3.016]/1=3.016kN/m
梁底面板传递给右边小梁线荷载:
q1右'=R4'/b=1.097/1=1.097kN/m
小梁自重:
q2'=1×(0.3-0.1)×0.35/3=0.023kN/m
梁左侧模板传递给左边小梁荷载q3左'=1×0.5×(0.8-0.15)=0.325kN/m
梁右侧模板传递给右边小梁荷载q3右'=1×0.5×(0.8-0.15)=0.325kN/m
梁左侧楼板传递给左边小梁荷载q4左'=[1×(0.5+(24+1.1)×0.15)+1×3]×(0.45-0.35/2)/2×1=0.999kN/m
梁右侧楼板传递给右边小梁荷载q4右'=[1×(0.5+(24+1.1)×0.15)+1×3]×((0.9-0.45)-0.35/2)/2×1=0.999kN/m
左侧小梁荷载q左'=q1左'+q2'+q3左'+q4左'=1.097+0.023+0.325+0.999=2.444kN/m
中间小梁荷载q中'=q1中'+q2'=3.016+0.023=3.039kN/m
右侧小梁荷载q右'=q1右'+q2'+q3右'+q4右'=1.097+0.023+0.325+0.999=2.444kN/m
小梁最大荷载q'=Max[q左',q中',q右']=Max[2.444,3.039,2.444]=3.039kN/m
为简化计算,按简支梁和悬臂梁分别计算,如下图:
1、抗弯验算
Mmax=max[0.125ql12,0.5ql22]=max[0.125×3.773×0.2252,0.5×3.773×0.152]=0.042kN·m
σ=Mmax/W=0.042×106/40830=1.04N/mm2≤[f]=15.44N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
Vmax=max[0.5ql1,ql2]=max[0.5×3.773×0.225,3.773×0.15]=0.566kN
τmax=3Vmax/(2bh0)=3×0.566×1000/(2×50×70)=0.243N/mm2≤[τ]=1.78N/mm2
满足要求!
3、挠度验算
ν1=5q'l14/(384EI)=5×3.039×2254/(384×9350×142.92×104)=0.008mm≤[ν]=min[l1/150,10]=min[225/150,10]=1.5mm
ν2=q'l24/(8EI)=3.039×1504/(8×9350×142.92×104)=0.014mm≤[ν]=min[2l2/150,10]=min[300/150,10]=2mm
满足要求!
4、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=[qL1,0.5qL1+qL2]=max[3.773×0.225,0.5×3.773×0.225+3.773×0.15]=0.99kN
同理可得:
梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1=0.805kN,R2=0.99kN,R3=0.99kN,R4=0.805kN
正常使用极限状态
Rmax'=[q'L1,0.5q'L1+q'L2]=max[3.039×0.225,0.5×3.039×0.225+3.039×0.15]=0.798kN
同理可得:
梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1'=0.642kN,R2'=0.798kN,R3'=0.798kN,R4'=0.642kN
六、主梁验算
主梁类型
钢管
主梁截面类型(mm)
Φ48×2.5
主梁计算截面类型(mm)
Φ48×2.5
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
主梁截面抵抗矩W(cm3)
3.86
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁截面惯性矩I(cm4)
9.28
1、抗弯验算
主梁弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.609×106/3860=157.845N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
主梁剪力图(kN)
Vmax=1.795kN
τmax=2Vmax/A=2×1.795×1000/357=10.056N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
3、挠度验算
主梁变形图(mm)
νmax=2.057mm≤[ν]=min[L/150,10]=min[900/150,10]=6mm
满足要求!
4、支座反力计算
承载能力极限状态
支座反力依次为R1=1.795kN,R2=1.795kN
正常使用极限状态
支座反力依次为R1'=1.44kN,R2'=1.44kN
七、纵向水平钢管验算
钢管截面类型(mm)
Φ48×2.5
钢管计算截面类型(mm)
Φ48×2.5
钢管截面面积A(mm2)
357
钢管截面回转半径i(mm)
16.1
钢管弹性模量E(N/mm2)
206000
钢管截面惯性矩I(cm4)
9.28
钢管截面抵抗矩W(cm3)
3.86
钢管抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
钢管抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
R=max[R1,R2]=max[1.795,1.795]=1.795kN,R'=max[R1',R2']=max[1.44,1.44]=1.44kN
计算简图如下:
1、抗弯验算
纵向水平钢管弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.606×106/3860=156.95N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
纵向水平钢管剪力图(kN)
Vmax=3.814kN
τmax=2Vmax/A=2×3.814×1000/357=21.369N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
3、挠度验算
纵向水平钢管变形图(mm)
νmax=1.452mm≤[ν]=min(L/150,10)=min(900/150,10)=6mm
满足要求!
4、支座反力计算
支座反力依次为R1=3.814kN,R2=7.853kN,R3=7.853kN,R4=3.814kN
同理可得:
两侧立柱所受支座反力依次为R1=7.853kN,R2=7.853kN
八、扣件抗滑移验算
1、扣件抗滑移验算
0.85×8=6.8kN<两侧立柱最大受力N=max[R1,R2]=max[7.853,7.853]=7.853kN≤0.85×12=10.2kN
双扣件在扭矩达到40~65N·m且无质量缺陷的情况下,双扣件能满足要求!
九、立柱验算
钢管截面类型(mm)
Φ48×2.5
钢管计算截面类型(mm)
Φ48×2.5
钢材等级
Q235
立柱截面面积A(mm2)
357
回转半径i(mm)
16.1
立柱截面抵抗矩W(cm3)
3.86
支架立柱计算长度修正系数η
1.2
悬臂端计算长度折减系数k
0.7
抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
支架自重标准值q(kN/m)
0.15
1、长细比验算
hmax=max(ηh,h'+2ka)=max(1.2×1200,500+2×0.7×450)=1440mm
λ=hmax/i=1440/16.1=89.441≤[λ]=150
长细比满足要求!
查表得,φ=0.667
2、风荷载计算
Mw=φc×1.4×ωk×la×h2/10=0.9×1.4×0.09×0.9×1.22/10=0.015kN·m
根据《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010公式5.3.1-2:
1)面板验算
q1=[1.2×(0.1+(24+1.5)×0.8)+1.4×0.9×3]×1=28.38kN/m
2)小梁验算
q1=max{1.346+1.2×[(0.3-0.1)×0.35/3+0.5×(0.8-0.15)]+[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.15)+1.4×0.9×3]×max[0.45-0.35/2,(0.9-0.45)-0.35/2]/2×1,3.686+1.2×(0.3-0.1)×0.35/3}=3.714kN/m
同上四~七计算过程,可得:
R1=7.696kN,R2=7.696kN
立柱最大受力Nw=max[R1+N边1,R2+N边2]+1.2×0.15×(6.4-0.8)+Mw/lb=max[7.696+[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.15)+1.4×0.9×3]×(0.9+0.45-0.35/2)/2×0.9,7.696+[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.15)+1.4×0.9×3]×(0.9+0.9-0.45-0.35/2)/2×0.9]+1.008+0.015/0.9=13.425kN
f=N/(φA)+Mw/W=13424.815/(0.667×357)+0.015×106/3860=60.265N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
十、高宽比验算
根据《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规范》JGJ231-2010第6.1.4:
对长条状的独立高支模架,架体总高度与架体的宽度之比不宜大于3
H/B=6.4/8.4=0.762≤3
满足要求!
十一、架体抗倾覆验算
混凝土浇筑前,倾覆力矩主要由风荷载产生,抗倾覆力矩主要由模板及支架自重产生
MT=ψc×γQ(ωkLHh2+Q3kLHh1)=1×1.4×(0.09×8.4×6.4×2.92+0.55×8.4×6.4×3.9)=181.221kN·m
MR=γG[G1k+0.15×H/(la'×lb')]LB2/2=0.9×[0.5+0.15×6.4/(0.9×0.9)]×8.4×8.42/2=449.467kN·m
MT=181.221kN·m≤MR=449.467kN·m
满足要求!
混凝土浇筑时,倾覆力矩主要由泵送、倾倒混凝土等因素产生的水平荷载产生,抗倾覆力矩主要由钢筋、混凝土、模板及支架自重产生
MT=ψc×γQ(Q2kLH2+Q3kLHh1)=1×1.4×(0.085×8.4×6.42+0.55×8.4×6.4×3.9)=202.385kN·m
MR=γG[G1k+(G2k+G3k)h0+0.15×H/(la'×lb')]LB2/2=0.9×[0.5+(24+1.1)×0.15+0.15×6.4/(0.9×0.9)]×8.4×8.42/2=1453.656kN·m
MT=202.385kN·m≤MR=1453.656kN·m
满足要求!
十二、立柱支承面承载力验算
支撑层楼板厚度h(mm)
150
混凝土强度等级
C35
混凝土的龄期(天)
15
混凝土的实测抗压强度fc(N/mm2)
8.294
混凝土的实测抗拉强度ft(N/mm2)
0.829
立柱垫板长a(mm)
200
立柱垫板宽b(mm)
200
F1=N=13.425kN
1、受冲切承载力计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.5.1条规定,见下表
公式
参数剖析
Fl≤(0.7βhft+0.25σpc,m)ηumh0
F1
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。
可得:
βh=1,ft=0.829N/mm2,η=1,h0=h-20=130mm,
um=2[(a+h0)+(b+h0)]=1320mm
F=(0.7βhft+0.25σpc,m)ηumh0=(0.7×1×0.829+0.25×0)×1×1320×130/1000=99.579kN≥F1=13.425kN
满足要求!
2、局部受压承载力计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.6.1条规定,见下表
公式
参数剖析
Fl≤1.35βcβlfcAln
F1
局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值
fc
混凝土轴心抗压强度设计值;可按本规范表4.1.4-1取值
βc
混凝土强度影响系数,按本规范第6.3.1条的规定取用
βl
混凝土局部受压时的强度提高系数
Aln
混凝土局部受压净面积
βl=(Ab/Al)1/2
Al
混凝土局部受压面积
Ab
局部受压的计算底面积,按本规范第6.6.2条确定
可得:
fc=8.294N/mm2,βc=1,
βl=(Ab/Al)1/2=[(a+2b)×(b+2b)/(ab)]1/2=[(600)×(600)/(200×200)]1/2=3,Aln=ab=40000mm2
F=1.35βcβlfcAln=1.35×1×3×8.294×40000/1000=1343.628kN≥F1=13.425kN
满足要求!