120mm厚楼板模板扣件式计算书.docx

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120mm厚楼板模板扣件式计算书

板模板(扣件式)计算书

计算依据:

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》T/CECS699-2020

2、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016

3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

4、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

6、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

7、《钢结构设计标准》GB50017-2017

一、工程属性

新浇混凝土楼板名称

楼板

新浇混凝土楼板板厚(mm)

120

模板支架高度H(m)

4.2

模板支架纵向长度L(m)

25

模板支架横向长度B(m)

15.7

支架外侧模板高度Hm(mm)

100

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

混凝土自重标准值G2k(kN/m3)

24

钢筋自重标准值G3k(kN/m3)

1.1

施工荷载标准值Q1k(kN/m2)

2.5

支撑脚手架计算单元上集中堆放的物料自重标准值Gjk(kN)

1

风荷载参数:

风荷载标准值ωk(kN/m2)

基本风压ω0(kN/m2)

省份

安徽

0.24

ωk=ω0μzμst=0.017

地区

阜阳市

风荷载高度变化系数μz

地面粗糙度

D类(有密集建筑群且房屋较高市区)

0.51

模板支架顶部离建筑物地面高度(m)

9

风荷载体型系数μs

单榀模板支架μst

0.138

整体模板支架μstw

1.976

ωfk=ω0μzμstw=0.242

支架外侧模板μs

1.3

ωmk=ω0μzμs=0.159

三、模板体系设计

结构重要性系数γ0

1

脚手架安全等级

II级

主梁布置方向

垂直立杆纵向方向

立杆纵向间距la(mm)

1000

立杆横向间距lb(mm)

1000

步距h(mm)

1500

小梁间距l(mm)

200

小梁最大悬挑长度l1(mm)

200

主梁最大悬挑长度l2(mm)

200

设计简图如下:

模板设计平面图

模板设计剖面图(模板支架纵向)

模板设计剖面图(模板支架横向)

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

面板计算方式

简支梁

楼板面板应搁置在梁侧模板上,本例以简支梁,取1m单位宽度计算。

W=bh2/6=1000×15×15/6=37500mm3,I=bh3/12=1000×15×15×15/12=281250mm4

承载能力极限状态

q1=γ0×[1.3×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.5×Q1k]×b=1×[1.3×(0.1+(24+1.1)×0.12)+1.5×2.5]×1=7.796kN/m

正常使用极限状态

q=(γG(G1k+(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.1+(24+1.1)×0.12))×1=3.112kN/m

计算简图如下:

1、强度验算

Mmax=q1l2/8=7.796×0.22/8=0.039kN·m

σ=Mmax/W=0.039×106/37500=1.039N/mm2≤[f]=15N/mm2

满足要求!

2、挠度验算

νmax=5ql4/(384EI)=5×3.112×2004/(384×10000×281250)=0.023mm

ν=0.023mm≤[ν]=L/400=200/400=0.5mm

满足要求!

五、小梁验算

小梁类型

方木

小梁截面类型(mm)

35×100

小梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)

15.444

小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)

1.782

小梁截面抵抗矩W(cm3)

58.333

小梁弹性模量E(N/mm2)

9350

小梁截面惯性矩I(cm4)

291.667

小梁计算方式

简支梁

q1=γ0×[1.3×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.5×Q1k]×b=1×[1.3×(0.3+(24+1.1)×0.12)+1.5×2.5]×0.2=1.611kN/m

计算简图如下:

1、强度验算

M1=q1l2/8=1.611×12/8=0.201kN·m

M2=q1L12/2=1.611×0.22/2=0.032kN·m

Mmax=max[M1,M2]=max[0.201,0.032]=0.201kN·m

σ=Mmax/W=0.201×106/58333=3.452N/mm2≤[f]=15.444N/mm2

满足要求!

2、抗剪验算

V1=0.5q1L=0.5×1.611×1=0.806kN

V2=q1L1=1.611×0.2=0.322kN

Vmax=max[V1,V2]=max[0.806,0.322]=0.806kN

τmax=3Vmax/(2bh0)=3×0.806×1000/(2×35×100)=0.345N/mm2≤[τ]=1.782N/mm2

满足要求!

3、挠度验算

q=(γG(G1k+(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.3+(24+1.1)×0.12))×0.2=0.662kN/m

挠度,跨中νmax=5qL4/(384EI)=5×0.662×10004/(384×9350×291.667×104)=0.316mm≤[ν]=L/400=1000/400=2.5mm;

悬臂端νmax=ql14/(8EI)=0.662×2004/(8×9350×291.667×104)=0.005mm≤[ν]=2×l1/400=2×200/400=1mm

满足要求!

六、主梁验算

主梁类型

钢管

主梁截面类型(mm)

Ф48×3

主梁计算截面类型(mm)

Φ48×2.7

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)

4.12

主梁弹性模量E(N/mm2)

206000

主梁截面惯性矩I(cm4)

9.89

主梁计算方式

三等跨连续梁

1、小梁最大支座反力计算

q1=γ0×[1.3×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.5×Q1k]×b=1×[1.3×(0.5+(24+1.1)×0.12)+1.5×2.5]×0.2=1.663kN/m

q2=(γG(G1k+(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.5+(24+1.1)×0.12))×0.2=0.702kN/m

承载能力极限状态

按简支梁,Rmax=q1L=1.663×1=1.663kN

按简支梁悬臂梁,R1=0.5q1L+q1l1=0.5×1.663×1+1.663×0.2=1.164kN

R=max[Rmax,R1]=1.663kN;

正常使用极限状态

按简支梁,R'max=q2L=0.702×1=0.702kN

按简支梁悬臂梁,R'1=0.5q2L+q2l1=0.5×0.702×1+0.702×0.2=0.492kN

R'=max[R'max,R'1]=0.702kN;

计算简图如下:

主梁计算简图一

2、抗弯验算

主梁弯矩图一(kN·m)

σ=Mmax/W=0.732×106/4120=177.605N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求!

3、抗剪验算

主梁剪力图一(kN)

τmax=2Vmax/A=2×3.725×1000/384=19.402N/mm2≤[τ]=125N/mm2

满足要求!

4、挠度验算

主梁变形图一(mm)

跨中νmax=0.797mm≤[ν]=1000/400=2.5mm

悬挑段νmax=0.322mm≤[ν]=2×200/400=1mm

满足要求!

5、支座反力计算

承载能力极限状态

图一

支座反力依次为R1=6.253kN,R2=8.714kN,R3=8.714kN,R4=6.253kN

七、扣件抗滑移验算

荷载传递至立杆方式

双扣件

扣件抗滑移折减系数kc

1

按上节计算可知,扣件受力N=8.714kN≤Rc=kc×12=1×12=12kN

满足要求!

八、立杆验算

架体是否按规范要求与既有结构进行可靠连接

脚手架节点构造做法

规范构造二节点

立杆计算长度系数μ

2.027

立杆钢管截面类型(mm)

Ф48×3

立杆钢管计算截面类型(mm)

Φ48×2.7

钢材等级

Q235

立杆截面面积A(mm2)

384

立杆截面回转半径i(mm)

16

立杆截面抵抗矩W(cm3)

4.12

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

l0=kμh=1×2.027×1500=3040.5mm

λ=l0/i=3040.5/16=190.031≤[λ]=210

满足要求!

2、立杆稳定性验算

考虑风荷载:

l0=kμh=1.155×2.027×1500=3511.778mm

λ=l0/i=3511.778/16=219.486

查表得,φ1=0.152

Mwd=γ0×φwγQMwk=γ0×φwγQ(wklah2/10)=1×0.6×1.5×(0.017×1×1.52/10)=0.003kN·m

Nd=Max[R1,R2,R3,R4]+1×γG×q×H=Max[6.253,8.714,8.714,6.253]+1×1.3×0.15×4.2=9.533kN

fd=Nd/(φ1A)+Mwd/W=9.533×103/(0.152×384)+0.003×106/4120=164.162N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求!

九、高宽比验算

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》T/CECS699-2020第6.8.7条,脚手架的高宽比不宜大于3,当高宽比大于2时,应在架体的外侧四周和内部设置连墙件与建筑结构拉结,当无法设置连墙件时,应采取设置钢丝绳张拉固定等措施。

H/B=4.2/15.7=0.268≤2

满足要求!

十、架体抗倾覆验算

支撑脚手架风线荷载标准值:

qwk=la×ωfk=1×0.242=0.242kN/m:

风荷载作用在支架外侧模板上产生的水平力标准值:

Fwk=la×Hm×ωmk=1×0.1×0.159=0.016kN

支撑脚手架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值MTk:

MTk=0.5H2qwk+HFwk=0.5×4.22×0.242+4.2×0.016=2.201kN.m

参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》T/CECS699-2020,第5.3.13条

B2la(gk1+gk2)+2ΣGjkbj≥3γ0MTk

gk1——均匀分布的架体面荷载自重标准值kN/m2

gk2——均匀分布的架体上部的模板等物料面荷载自重标准值kN/m2

Gjk——支撑脚手架计算单元上集中堆放的物料自重标准值kN

bj——支撑脚手架计算单元上集中堆放的物料至倾覆原点的水平距离m

B2la(gk1+gk2)+2ΣGjkbj=B2la[qH/(la×lb)+G1k]+2×Gjk×B/2=15.72×1×[0.15×4.2/(1×1)+0.5]+2×1×15.7/2=294.234kN.m≥3γ0MTk=3×1×2.201=6.604kN.M

满足要求!

十一、立杆支承面承载力验算【本项简化计算了部分要点,建议采用“一般性楼盖验算”模块进行详细的楼板承载力复核计算】

支撑层楼板厚度h(mm)

120

混凝土强度等级

C30

混凝土的龄期(天)

7

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

立杆垫板长a(mm)

100

立杆垫板宽b(mm)

100

F1=N=9.533kN

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=100mm,

um=2[(a+h0)+(b+h0)]=800mm

F=(0.7βhft+0.25σpc,m)ηumh0=(0.7×1×0.829+0.25×0)×1×800×100/1000=46.424kN≥F1=9.533kN

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=[(300)×(300)/(100×100)]1/2=3,Aln=ab=10000mm2

F=1.35βcβlfcAln=1.35×1×3×8.294×10000/1000=335.907kN≥F1=9.533kN

满足要求!

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