120mm厚扣件式钢管支架楼板模板安全计算书.docx
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120mm厚扣件式钢管支架楼板模板安全计算书
(120mm厚)扣件式钢管支架楼板模板安全计算书
一、计算依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
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)
2.7
楼板边宽B(m)
2.7
模板支架高度H(m)
4.2
主梁布置方向
平行于楼板长边
立柱纵向间距la(m)
1.1
立柱横向间距lb(m)
1.1
水平杆步距h1(m)
1.2
计算依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
次梁间距a(mm)
150
次梁悬挑长度a1(mm)
150
主梁悬挑长度b1(mm)
150
可调托座内主梁根数
1
结构表面要求
表面外露
剪刀撑(含水平)布置方式
普通型
模板荷载传递方式
可调托座
立杆自由端高度a(mm)
300
材料参数
主梁类型
矩形木楞
主梁规格
50×100
次梁类型
矩形木楞
次梁规格
50×100
面板类型
覆面木胶合板
面板规格
18mm(板材垂直方向)
钢管类型
Ф48×3
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)
0.2
是否考虑风荷载
否
架体搭设省份、城市
重庆(省)重庆(市)
地面粗糙度类型
/
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
根据规范规定面板可按简支跨计算,根据施工情况一般楼板面板均搁置在梁侧模板上,无悬挑端,故可按简支跨一种情况进行计算,取b=1m单位面板宽度为计算单元。
W=bh2/6=1000×182/6=54000mm3,I=bh3/12=1000×183/12=486000mm4
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=1.2[G1k+(G2k+G3k)h]b+1.4Q1kb
=1.2×(0.3+(24+1.1)×120/1000)×1+1.4×2.5×1=7.474kN/m
由永久荷载控制的组合:
q2=1.35[G1k+(G2k+G3k)h]b+1.4×0.7Q1kb
=1.35×(0.3+(24+1.1)×120/1000)×1+1.4×0.7×2.5×1=6.921kN/m
取最不利组合得:
q=max[q1,q2]=max(7.474,6.921)=7.474kN/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=1.2[G1k+(G2k+G3k)h]b=1.2×(0.3+(24+1.1)×120/1000)×1=3.974kN/m
p1=1.4Q1k=1.4×2.5=3.5kN
(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=1.35[G1k+(G2k+G3k)h]b=1.35×(0.3+(24+1.1)×120/1000)×1=4.471kN/m
p2=1.4×0.7Q1k=1.4×0.7×2.5=2.45kN
取最不利组合得:
(图6)永久荷载控制的受力简图
(图7)面板弯矩图
Mmax=0.142kN·m
σ=Mmax/W=0.142×106/54000=2.638N/mm2≤[f]=25N/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=0.006mm≤[ν]=150/400=0.375mm
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=1.2[G1k+(G2k+G3k)h]a+1.4Q1ka=1.2×(0.3+(24+1.1)×120/1000)×150/1000+1.4×2.5×150/1000=1.121kN/m
由永久荷载控制的组合:
q2=1.35[G1k+(G2k+G3k)h]a+1.4×0.7Q1ka=1.35×(0.3+(24+1.1)×120/1000)×150/1000+1.4×0.7×2.5×150/1000=1.038kN/m
取最不利组合得:
q=max[q1,q2]=max(1.121,1.038)=1.121kN/m
当可变荷载Q1k为集中荷载时:
由可变荷载控制的组合:
q3=1.2[G1k+(G2k+G3k)h]a=1.2×(0.3+(24+1.1)×120/1000)×150/1000=0.596kN/m
p1=1.4Q1k=1.4×2.5=3.5kN
(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=1.35[G1k+(G2k+G3k)h]a=1.352×(0.3+(24+1.1)×120/1000)×150/1000=0.672kN/m
p2=1.4×0.7Q1k=1.4×0.7×2.5=2.45kN
(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(kN·m)
Mmax=0.544kN·m
σ=Mmax/W=0.544×106/(83.333×103)=6.529N/mm2≤[f]=13N/mm2
满足要求
2、抗剪验算
(图14)次梁剪力图(kN)
Vmax=3.589kN
τmax=VmaxS/(Ib0)=3.589×103×62.5×103/(416.667×104×5×10)=1.077N/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)×150/1000=0.497kN/m
(图15)正常使用极限状态下的受力简图
(图16)次梁变形图(mm)
νmax=0.117mm≤[ν]=1.1×1000/400=2.75mm
满足要求
五、主梁验算
在施工过程中使用的木方一般为4m长,型钢的主梁也不超过4m,简化为四跨连续梁计算,即能满足施工安全需要,也符合工程实际的情况。
另外还需考虑主梁的两端悬挑情况。
主梁的方向设定为立杆的横距方向。
根据《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)第4.1.2条规定:
当计算直接支撑次梁的主梁时,施工人员及设备荷载标准值(Q1k)可取1.5kN/㎡;故主梁验算时的荷载需重新统计。
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=0.9×{1.2[G1k+(G2k+G3k)h]a+1.4Q1ka}=0.9×(1.2×(0.3+(24+1.1)×120/1000)×150/1000+1.4×1.5×150/1000)=0.82kN/m
B.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)×150/1000+1.4×0.7×1.5×150/1000)=0.802kN/m
取最不利组合得:
q=max[q1,q2]=max(0.82,0.802)=0.82kN
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)×150/1000=0.497kN/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=1.017kN
Rkmax=0.616kN
还需考虑主梁自重,则自重标准值为gk=30/1000=0.03kN/m
自重设计值为:
g=0.9×1.2gk=0.9×1.2×30/1000=0.032kN/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(kN·m)
Mmax=0.826kN·m
σ=Mmax/W=0.826×106/(83.333×1000)=9.907N/mm2≤[f]=13N/mm2
满足要求
2、抗剪验算
(图22)主梁剪力图(kN)
Vmax=4.65kN
τmax=QmaxS/(Ib0)=4.65×1000×62.5×103/(416.667×104×5×10)=1.395N/mm2≤[τ]=1.4N/mm2
满足要求
3、挠度验算
(图23)主梁变形图(mm)
νmax=1.099mm≤[ν]=1.1×103/400=2.75mm
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=8.225kN
六、立柱验算
1、长细比验算
验算立杆长细比时取k=1,μ1、μ2按JGJ130-2011附录C取用
l01=kμ1(h+2a)=1×1.714×(1.2+2×300/1000)=3.085m
l02=kμ2h=1×2.492×1.2=2.99m
取两值中的大值
l0=max(l01,l02)=max(3.085,2.99)=3.085m
λ=l0/i=3.085×1000/(1.59×10)=194≤[λ]=210
满足要求
2、立柱稳定性验算(顶部立杆段)
λ1=l01/i=3.085×1000/(1.59×10)=194
根据λ1查JGJ130-2011附录A.0.6得到φ=0.191
N1=0.9×[1.2(G1k+(G2k+G3k)h0)+1.4(Q1k+Q2k)]lalb=0.9×(1.2×(0.3+(24+1.1)×120/1000)+1.4×(1+2))×1.1×1.1=8.902kN
f=N1/(φA)=8.902×1000/(0.191×(4.24×100))=109.922N/mm2≤[σ]=205N/mm2
满足要求
3、立柱稳定性验算(非顶部立杆段)
λ2=l02/i=2.99×1000/(1.59×10)=188.075
根据λ1查JGJ130-2011附录A.0.6得到φ=0.203
N3=0.9×[1.2(G1k+(G2k+G3k)h0)+1.4(Q1k+Q2k)]lalb+0.9×1.2×H×gk=0.9×(1.2×(0.3+(24+1.1)×120/1000)+1.4×(1+2))×1.1×1.1+0.9×1.2×4.2×0.194=9.782kN
f=N3/(φA)=9.782×1000/(0.203×(4.24×100))=113.733N/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=8.225kN
N=8.225kN≤[N]=150kN
满足要求