板模板扣件式计算书.docx
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板模板扣件式计算书
板模板(扣件式)计算书
计算依据:
1、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
3、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
5、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、工程属性
新浇混凝土楼板名称
5.070m标高层
新浇混凝土楼板板厚(mm)
120
模板支架高度H(m)
5
模板支架纵向长度L(m)
6.4
模板支架横向长度B(m)
4.8
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
模板及其支架
0.75
混凝土自重标准值G2k(kN/m3)
24
钢筋自重标准值G3k(kN/m3)
1.1
施工人员及设备荷载标准值Q1k
当计算面板和小梁时的均布活荷载(kN/m2)
2.5
当计算面板和小梁时的集中荷载(kN)
2.5
当计算主梁时的均布活荷载(kN/m2)
1.5
当计算支架立柱及其他支承结构构件时的均布活荷载(kN/m2)
1
风荷载标准值ωk(kN/m2)
基本风压ω0(kN/m2)
0.3
0.076
地基粗糙程度
D类(有密集建筑群且房屋较高市区)
模板支架顶部距地面高度(m)
9
风压高度变化系数μz
0.51
风荷载体型系数μs
0.5
三、模板体系设计
主梁布置方向
平行立柱纵向方向
立柱纵向间距la(mm)
1000
立柱横向间距lb(mm)
1200
水平拉杆步距h(mm)
1800
小梁间距l(mm)
350
小梁最大悬挑长度l1(mm)
250
主梁最大悬挑长度l2(mm)
250
结构表面的要求
结构表面隐蔽
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)
13
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
三等跨连续梁
楼板面板应搁置在梁侧模板上,本例以三等跨连续梁,取1m单位宽度计算。
W=bh2/6=1000×13×13/6=28166.667mm3,I=bh3/12=1000×13×13×13/12=183083.333mm4
承载能力极限状态
q1=0.9×max[1.2(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4×Q1k,1.35(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4×0.7×Q1k]×b=0.9×max[1.2×(0.1+(24+1.1)×0.12)+1.4×2.5,1.35×(0.1+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.7×2.5]×1=6.511kN/m
q1静=0.9×[γG(G1k+(G2k+G3k)×h)×b]=0.9×[1.2×(0.1+(24+1.1)×0.12)×1]=3.361kN/m
q1活=0.9×(γQQ1k)×b=0.9×(1.4×2.5)×1=3.15kN/m
q2=0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.1×1=0.108kN/m
p=0.9×1.4×Q1k=0.9×1.4×2.5=3.15kN
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
M1=0.1q1静L2+0.117q1活L2=0.1×3.361×0.352+0.117×3.15×0.352=0.086kN·m
M2=max[0.08q2L2+0.213pL,0.1q2L2+0.175pL]=max[0.08×0.108×0.352+0.213×3.15×0.35,0.1×0.108×0.352+0.175×3.15×0.35]=0.236kN·m
Mmax=max[M1,M2]=max[0.086,0.236]=0.236kN·m
σ=Mmax/W=0.236×106/28166.667=8.375N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677ql4/(100EI)=0.677×3.112×3504/(100×10000×183083.333)=0.173mm
ν=0.173mm≤[ν]=L/250=350/250=1.4mm
满足要求!
五、小梁验算
小梁类型
方木
小梁截面类型(mm)
60×80
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)
64
小梁弹性模量E(N/mm2)
9350
小梁截面惯性矩I(cm4)
256
小梁计算方式
二等跨连续梁
q1=0.9×max[1.2(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4×0.7×Q1k]×b=0.9×max[1.2×(0.3+(24+1.1)×0.12)+1.4×2.5,1.35×(0.3+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.7×2.5]×0.35=2.354kN/m
因此,q1静=0.9×1.2×(G1k+(G2k+G3k)×h)×b=0.9×1.2×(0.3+(24+1.1)×0.12)×0.35=1.252kN/m
q1活=0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×2.5×0.35=1.103kN/m
q2=0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.3×0.35=0.113kN/m
p=0.9×1.4×Q1k=0.9×1.4×2.5=3.15kN
计算简图如下:
1、强度验算
M1=0.125q1静L2+0.125q1活L2=0.125×1.252×1.22+0.125×1.103×1.22=0.424kN·m
M2=max[0.07q2L2+0.203pL,0.125q2L2+0.188pL]=max[0.07×0.113×1.22+0.203×3.15×1.2,0.125×0.113×1.22+0.188×3.15×1.2]=0.779kN·m
M3=max[q1L12/2,q2L12/2+pL1]=max[2.354×0.252/2,0.113×0.252/2+3.15×0.25]=0.791kN·m
Mmax=max[M1,M2,M3]=max[0.424,0.779,0.791]=0.791kN·m
σ=Mmax/W=0.791×106/64000=12.36N/mm2≤[f]=15.44N/mm2
满足要求!
2、抗剪验算
V1=0.625q1静L+0.625q1活L=0.625×1.252×1.2+0.625×1.103×1.2=1.766kN
V2=0.625q2L+0.688p=0.625×0.113×1.2+0.688×3.15=2.252kN
V3=max[q1L1,q2L1+p]=max[2.354×0.25,0.113×0.25+3.15]=3.178kN
Vmax=max[V1,V2,V3]=max[1.766,2.252,3.178]=3.178kN
τmax=3Vmax/(2bh0)=3×3.178×1000/(2×60×80)=0.993N/mm2≤[τ]=1.78N/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))×0.35=1.159kN/m
挠度,跨中νmax=0.521qL4/(100EI)=0.521×1.159×12004/(100×9350×256×104)=0.523mm≤[ν]=L/250=1200/250=4.8mm;
悬臂端νmax=ql14/(8EI)=1.159×2504/(8×9350×256×104)=0.024mm≤[ν]=2×l1/250=2×250/250=2mm
满足要求!
六、主梁验算
主梁类型
钢管
主梁截面类型(mm)
Φ48×3.5
主梁计算截面类型(mm)
Φ48×3.5
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)
5.08
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁截面惯性矩I(cm4)
12.19
主梁计算方式
三等跨连续梁
可调托座内主梁根数
1
1、小梁最大支座反力计算
q1=0.9×max[1.2(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4×0.7×Q1k]×b=0.9×max[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.12)+1.4×1.5,1.35×(0.5+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.7×1.5]×0.35=1.989kN/m
q1静=0.9×1.2×(G1k+(G2k+G3k)×h)×b=0.9×1.2×(0.5+(24+1.1)×0.12)×0.35=1.328kN/m
q1活=0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×1.5×0.35=0.661kN/m
q2=(γG(G1k+(G2k+G3k)×h))×b=(1×(0.5+(24+1.1)×0.12))×0.35=1.229kN/m
承载能力极限状态
按二等跨连续梁,Rmax=1.25q1L=1.25×1.989×1.2=2.984kN
按悬臂梁,R1=1.989×0.25=0.497kN
R=max[Rmax,R1]=2.984kN;
正常使用极限状态
按二等跨连续梁,R'max=1.25q2L=1.25×1.229×1.2=1.844kN
按悬臂梁,R'1=q2l1=1.229×0.25=0.307kN
R'=max[R'max,R'1]=1.844kN;
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=0.748×106/5080=147.247N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
3、抗剪验算
主梁剪力图一(kN)
τmax=2Vmax/A=2×4.922×1000/489=20.129N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求!
4、挠度验算
主梁变形图一(mm)
跨中νmax=0.564mm≤[ν]=1000/250=4mm
悬挑段νmax=0.395mm≤[ν]=2×250/250=2mm
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=7.906kN,R2=8.506kN,R3=8.506kN,R4=7.906kN
七、可调托座验算
荷载传递至立柱方式
可调托座
可调托座承载力容许值[N](kN)
30
按上节计算可知,可调托座受力N=8.506kN≤[N]=30kN
满足要求!
八、立柱验算
剪刀撑设置
加强型
立柱顶部步距hd(mm)
1500
立柱伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a(mm)
200
顶部立柱计算长度系数μ1
1.386
非顶部立柱计算长度系数μ2
1.755
钢管截面类型(mm)
Φ48×3.5
钢管计算截面类型(mm)
Φ48×3.5
钢材等级
Q345
立柱截面面积A(mm2)
489
立柱截面回转半径i(mm)
15.8
立柱截面抵抗矩W(cm3)
5.08
抗压强度设计值[f](N/mm2)
300
支架自重标准值q(kN/m)
0.15
1、长细比验算
顶部立柱段:
l01=kμ1(hd+2a)=1×1.386×(1500+2×200)=2633mm
非顶部立柱段:
l0=kμ2h=1×1.755×1800=3159mm
λ=max[l01,l0]/i=3159/15.8=199.937≤[λ]=210
满足要求!
2、立柱稳定性验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011,荷载设计值q1有所不同:
小梁验算
q1=1×[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.9×1]×0.35=1.916kN/m
同上四~六步计算过程,可得:
R1=7.614kN,R2=8.193kN,R3=8.193kN,R4=7.614kN
顶部立柱段:
l01=kμ1(hd+2a)=1.155×1.386×(1500+2×200)=3041.577mm
λ1=l01/i=3041.577/15.8=192.505
查表得,φ=0.143
不考虑风荷载:
N1=Max[R1,R2,R3,R4]=Max[7.614,8.193,8.193,7.614]=8.193kN
f=N1/(ΦA)=8193/(0.143×489)=117.165N/mm2≤[f]=300N/mm2
满足要求!
考虑风荷载:
Mw=1×γQφcωk×la×h2/10=1×1.4×0.9×0.076×1×1.82/10=0.031kN·m
N1w=Max[R1,R2,R3,R4]+Mw/lb=Max[7.614,8.193,8.193,7.614]+0.031/1.2=8.219kN
f=N1w/(φA)+Mw/W=8219/(0.143×489)+0.031×106/5080=123.639N/mm2≤[f]=300N/mm2
满足要求!
非顶部立柱段:
l0=kμ2h=1.155×1.755×1800=3648.645mm
λ=l0/i=3648.645/15.8=230.927
查表得,φ1=0.1
不考虑风荷载:
N=Max[R1,R2,R3,R4]+1×γG×q×H=Max[7.614,8.193,8.193,7.614]+1×1.2×0.15×5=9.093kN
f=N/(φ1A)=9.093×103/(0.100×489)=185.951N/mm2≤[σ]=300N/mm2
满足要求!
考虑风荷载:
Mw=1×γQφcωk×la×h2/10=1×1.4×0.9×0.076×1×1.82/10=0.031kN·m
Nw=Max[R1,R2,R3,R4]+1×γG×q×H+Mw/lb=Max[7.614,8.193,8.193,7.614]+1×1.2×0.15×5+0.031/1.2=9.119kN
f=Nw/(φ1A)+Mw/W=9.119×103/(0.100×489)+0.031×106/5080=192.585N/mm2≤[σ]=300N/mm2
满足要求!
九、高宽比验算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011第6.9.7:
支架高宽比不应大于3
H/B=5/4.8=1.042≤3
满足要求,不需要进行抗倾覆验算!
十、立柱地基基础验算
地基土类型
粘性土
地基承载力特征值fak(kPa)
140
立柱垫木地基土承载力折减系数mf
0.9
垫板底面面积A(m2)
0.1
立柱底垫板的底面平均压力p=N/(mfA)=9.119/(0.9×0.1)=101.322kPa≤fak=140kPa
满足要求!