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