屋面楼板 120mm厚脚手架高支模验算资料.docx

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屋面楼板120mm厚脚手架高支模验算资料

扣件式钢管支架楼板模板安全计算书（屋面120mm厚楼板）

一、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

3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

4、《钢结构设计规范》GB50017-2003

5、《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013

二、计算参数

基本参数

楼板厚度h（mm）

120

楼板边长L（m）

6

楼板边宽B（m）

4

模板支架高度H（m）

6

主梁布置方向

平行于楼板长边

立柱纵向间距la（m）

1

立柱横向间距lb（m）

1

水平杆步距h1（m）

1.8

立杆自由端高度a（mm）

400

架体底部布置类型

底座

次梁间距a（mm）

300

次梁悬挑长度a1（mm）

200

主梁悬挑长度b1（mm）

200

主梁合并根数

1

结构表面要求

表面外露

剪刀撑（含水平）布置方式

普通型

计算依据

《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

荷载参数

基础类型

混凝土楼板

地基土类型

/

地基承载力特征值fak（kPa）

/

架体底部垫板面积A（m^2）

0.4

是否考虑风荷载

是

架体搭设省份、城市

湖南张家界

地面粗糙度类型

B类

模板及其支架自重标准值G1k（kN/m^2）

0.3

新浇筑混凝土自重标准值G2k（kN/m^3）

24

钢筋自重标准值G3k（kN/m^3）

1.1

计算模板及次梁时均布活荷载Q1k（kN/m^2）

2.5

计算模板及次梁时集中活荷载Q2k（kN）

2.5

计算主梁时均布活荷载Q3k（kN/m^2）

1.5

计算立柱及其他支撑构件时均布活荷载Q4k（kN/m^2）

1

基本风压值Wo（kN/m^2）

0.3

简图：

（图1）平面图

（图2）纵向剖面图1

（图3）横向剖面图2

三、面板验算

取b=1m单位面板宽度为计算单元。

W=bh2/6=1000×122/6=24000mm3

I=bh3/12=1000×123/12=144000mm4

1、强度验算

A.当可变荷载Q1k为均布荷载时：

由可变荷载控制的组合：

q1=0.9×{1.2[G1k+（G2k+G3k）h]b+1.4Q1kb}=0.9×（1.2×（0.3+（24+1.1）×120/1000）×1+1.4×2.5×1）=6.727kN/m

由永久荷载控制的组合：

q2=0.9×{1.35[G1k+（G2k+G3k）h]b+1.4×0.7Q1kb}=0.9×（1.35×（0.3+（24+1.1）×120/1000）×1+1.4×0.7×2.5×1）=6.229kN/m

取最不利组合得：

q=max[q1,q2]=max（6.727,6.229）=6.727kN/m

（图4）可变荷载控制的受力简图1

B.当可变荷载Q1k为集中荷载时：

由可变荷载控制的组合：

q3=0.9×{1.2[G1k+（G2k+G3k）h]b}=0.9×（1.2×（0.3+（24+1.1）×120/1000）×1）=3.577kN/m

p1=0.9×1.4Q2k=0.9×1.4×2.5=3.15kN

（图5）可变荷载控制的受力简图2

由永久荷载控制的组合：

q4=0.9×{1.35[G1k+（G2k+G3k）h]b}=0.9×（1.35×（0.3+（24+1.1）×120/1000）×1）=4.024kN/m

p2=0.9×1.4×0.7Q2k=0.9×1.4×0.7×2.5=2.205kN

（图6）永久荷载控制的受力简图

取最不利组合得：

Mmax=0.076kN·m

（图7）面板弯矩图

σ=Mmax/W=0.076×106/24000=3.153N/mm2≤[f]=31N/mm2

满足要求

2、挠度验算

qk=（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=（0.3+（24+1.1）×120/1000）×1=3.312kN/m

（图8）正常使用极限状态下的受力简图

（图9）挠度图

ν=0.211mm≤[ν]=300/400=0.75mm

满足要求

四、次梁验算

当可变荷载Q1k为均布荷载时：

计算简图：

（图10）可变荷载控制的受力简图1

由可变荷载控制的组合：

q1=0.9×{1.2[G1k+（G2k+G3k）h]a+1.4Q1ka}=0.9×（1.2×（0.3+（24+1.1）×120/1000）×300/1000+1.4×2.5×300/1000）=2.018kN/m

由永久荷载控制的组合：

q2=0.9×{1.35[G1k+（G2k+G3k）h]a+1.4×0.7Q1ka}=0.9×（1.35×（0.3+（24+1.1）×120/1000）×300/1000+1.4×0.7×2.5×300/1000）=1.869kN/m

取最不利组合得：

q=max[q1,q2]=max（2.018,1.869）=2.018kN/m

当可变荷载Q1k为集中荷载时：

由可变荷载控制的组合：

q3=0.9×{1.2[G1k+（G2k+G3k）h]a}=0.9×（1.2×（0.3+（24+1.1）×120/1000）×300/1000）=1.073kN/m

p1=0.9×1.4Q2k=0.9×1.4×2.5=3.15kN

（图11）可变荷载控制的受力简图2

由永久荷载控制的组合：

q4=0.9×{1.35[G1k+（G2k+G3k）h]a}=0.9×（1.35×（0.3+（24+1.1）×120/1000）×300/1000）=1.207kN/m

p2=0.9×1.4×0.7Q2k=0.9×1.4×0.7×2.5=2.205kN

（图12）永久荷载控制的受力简图

1、强度验算

（图13）次梁弯矩图

Mmax=0.651kN·m

σ=Mmax/W=0.651×106/（64×103）=10.179N/mm2≤[f]=11N/mm2

满足要求

2、抗剪验算

（图14）次梁剪力图

Vmax=3.365kN

τmax=VmaxS/（Ib0）=3.365×1000×48×103/（256×104×6×10）=1.051N/mm2≤[τ]=1.4N/mm2

满足要求

3、挠度验算

挠度验算荷载统计，

qk=（G1k+（G3k+G2k）×h）×a=（0.3+（24+1.1）×120/1000）×300/1000=0.994kN/m

（图15）正常使用极限状态下的受力简图

（图16）次梁变形图

νmax=0.238mm≤[ν]=1×1000/400=2.5mm

满足要求

五、主梁验算

将荷载统计后，通过次梁以集中力的方式传递至主梁。

A.由可变荷载控制的组合：

q1=Υ0×{1.2[G1k+（G2k+G3k）h]a+1.4Q3ka}=0.9×（1.2×（0.3+（24+1.1）×120/1000）×300/1000+1.4×1.5×300/1000）=1.64kN/m

B.由永久荷载控制的组合：

q2=Υ0×{1.35[G1k+（G2k+G3k）h]a+1.4×0.7Q3ka}=0.9×（1.35×（0.3+（24+1.1）×120/1000）×300/1000+1.4×0.7×1.5×300/1000）=1.604kN/m

取最不利组合得：

q=max[q1,q2]=max（1.64,1.604）=1.64kN

此时次梁的荷载简图如下

（图17）次梁承载能力极限状态受力简图

用于正常使用极限状态的荷载为：

qk=[G1k+（G2k+G3k）h]a=（0.3+（24+1.1）×120/1000）×300/1000=0.994kN/m

此时次梁的荷载简图如下

（图18）次梁正常使用极限状态受力简图

根据力学求解计算可得：

Rmax=1.818kN

Rkmax=1.101kN

还需考虑主梁自重，则自重标准值为gk=28.8/1000=0.029kN/m

自重设计值为：

g=Υ0×1.2gk=0.9×1.2×28.8/1000=0.031kN/m

则主梁承载能力极限状态的受力简图如下：

（图19）主梁正常使用极限状态受力简图

则主梁正常使用极限状态的受力简图如下：

（图20）主梁正常使用极限状态受力简图

1、抗弯验算

（图21）主梁弯矩图

Mmax=0.649kN·m

σ=Mmax/W=0.649×106/（64×1000）=10.143N/mm2≤[f]=11N/mm2

满足要求

2、抗剪验算

（图22）主梁剪力图

Vmax=3.937kN

τmax=QmaxS/（Ib0）=3.937×1000×48×103/（256×104×6×10）=1.23N/mm2≤[τ]=1.4N/mm2

满足要求

3、挠度验算

（图23）主梁变形图

νmax=0.986mm≤[ν]=1×103/400=2.5mm

满足要求

4、支座反力计算

立柱稳定验算要用到承载能力极限状态下的支座反力，故：

Rzmax=6.85kN

六、立柱验算

1、长细比验算

立杆与水平杆扣接，按铰支座考虑，故计算长度l0取步距

则长细比为：

λ=h1/i=1.8×1000/（1.6×10）=112.5≤[λ]=150

满足要求

2、立柱稳定性验算

根据λ查JGJ162-2008附录D得到φ=0.478

A不考虑风荷载

N1=0.9×[1.2（G1k+（G2k+G3k）h）+1.4Q4k]lalb+0.9×1.2×H×gk=0.9×（1.2×（0.3+（24+1.1）×120/1000）+1.4×1）×1×1+0.9×1.2×6×0.15=5.809kN

f=N1/（φA）=5.809×1000/（0.478×（3.98×100））=30.534N/mm2≤[σ]=205N/mm2

满足要求

B考虑风荷载

风荷载体型系数：

ωk=μzμsω0=0.108×1×0.3=0.032kN/m2

Mw=0.9×1.4ωklah2/10=0.9×1.4×0.032×1×1.82/10=0.013kN·m

N2=0.9×{1.2（G1k+（G2k+G3k）h）lalb+0.9×1.4[Q4klalb+Mw/lb]

+1.2×H×gk}=0.9×（1.2×（0.3+（24+1.1）×120/1000）×1×1+0.9×1.4×（1×1×1+0.013/1）+1.2×6×0.15）=5.698kN

f=N2/（φA）+Mw/W=5.698×1000/（0.478×3.98×100）+0.013×106/（4.25×103）=33.063N/mm2≤[σ]=205N/mm2

满足要求

七、可调托座验算

按上节计算可知，可调托座受力N=Rzmax=6.85kN

N=6.85kN≤[N]=30kN

满足要求

八、抗倾覆验算

根据规范规定应分别按混凝土浇筑前、混凝土浇筑中两种工况进行架体进行抗倾覆验算。

工况1：

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（G1k）。

其他水平力作用于架体顶部，大小为0.02G1k，则：

MT=0.9×1.4（ωkLH2/2+0.02G1kLBH）=0.9×1.4×（0.032×6×62/2+0.02×0.3×6×4×6）=5.498kN·m

MR=1.35G1kLB2/2=1.35×0.3×6×42/2=19.44kN·m

MT=