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》GB 50010-2010 3、《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012 4、《钢结构设计规范》GB 50017-2003
一、工程属性
新浇混凝土梁名称 模板支架高度H(m) 模板支架纵向长度L(m) 现浇混凝土梁 4.2 30 混凝土梁截面尺寸(mm×mm) 模板支架横向长度B(m) 梁侧楼板厚度(mm) 300×600 20 120 二、荷载设计 面板 20.1 0.3 0.5 0.75 面板及小梁 楼板模板 模板及其支架 模板及其支架自重标准值G1k(kN/m) 新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m) 24 混凝土梁钢筋自重标准值G3k(kN/m) 1.5 当计算支架立柱及其他支承结构构件时Q1k(kN/m) 233混凝土板钢筋自重标准值G3k(kN/m) 1.1 231 对水平面模板取值Q2k(kN/m) 本22 基风压0.3 ω0(kN/m) 地基粗糙程度 2B类(城市郊区) 模板支架顶部距地面高度(m) 风压高度变化系数μz 1 9 非自定义:0.06 风荷载标准值ωk(kN/m) 风荷载体型系数μs 0.2 三、模板体系设计
新浇混凝土梁支撑方式 梁跨度方向立柱间距la(mm) 梁两侧立柱间距lb(mm) 步距h(mm) 新浇混凝土楼板立柱间距la(mm)、lb(mm) 混凝土梁距梁两侧立柱中的位置 梁左侧立柱距梁中心线距离(mm) 梁底增加立柱根数 梁底增加立柱布置方式 梁底增加立柱依次距梁左侧立柱距离(mm) 每跨距内梁底支撑小梁间距(mm) 梁底支撑主梁最大悬挑长度(mm) 结构表面的要求 ''梁两侧有板,梁底小梁垂直梁跨方向 900 1000 1500 900、900 居中 500 2 按混凝土梁梁宽均分 400,600 300 200 结构表面隐蔽 设计简图如下:
平面图
立面图
四、面板验算
面板类型 面板抗弯强度设计值[f](N/mm) 面板弹性模量E(N/mm) 22覆面木胶合板 15 10000 面板厚度t(mm) 面板抗剪强度设计值[τ](N/mm) 验算方式 215 1.4 简支梁 按简支梁计算: 截面抵抗矩:W=bh2/6=300×15×15/6=11250mm3,截面惯性矩:I=bh3/12=300×15×15×15/12=84375mm4 q1
=
0.9×max[1.2(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4Q2k
,,
1.35(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4ψcQ2k]×b=0.9×max[1.2×(0.1+(24+1.5)×0.6)+1.4×21.35×(0.1+(24+1.5)×0.6)+1.4×0.7×2]×0.3=6.143kN/m
q2=[1×(G1k+(G2k+G3k)×h)]×b=[1×(0.1+(24+1.5)×0.6)]×0.3=4.62kN/m 简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.125q1L2=0.125×6.143×0.32=0.069kN·m
σ=Mmax/W=0.069×106/11250=6.143N/mm2≤[f]=15N/mm2 满足要求! 2、挠度验算
νmax=5q2L4/(384EI)=5×4.62×3004/(384×10000×84375)=0.578mm≤[ν]=L/250=300/250=1.2mm 满足要求! 3、支座反力计算
设计值(承载能力极限状态) Rmax=1q1L=1×6.143×0.3=1.843kN 标准值(正常使用极限状态) R'max=1q2L=1×4.62×0.3=1.386kN
五、小梁验算
小梁类型 小梁抗弯强度设计值[f](N/mm) 小梁截面抵抗矩W(cm) 小梁截面惯性矩I(cm) 432方木 15.44 64 256 小梁截面类型(mm) 小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm) 小梁弹性模量E(N/mm) 2260×80 1.78 9350 承载能力极限状态:
面板传递给小梁q1=1.843/0.3=6.143kN/m 小梁自重q2=0.9×1.35×(0.3-0.1)×0.3=0.073kN/m
梁左侧楼板传递给小梁荷载F1=0.9×max[1.2 ×(0.1+(24+1.1)×0.12)+1.4×2,1.35 ×(0.1+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.7×2]×(0.5-0.3/2)/2×0.3+0.9×1.35×0.5×(0.6-0.12)×0.30.396kN
梁右侧楼板传递给小梁荷载F2=0.9×max[1.2 ×(0.1+(24+1.1)×0.12)+1.4×2,1.35 ×(0.1+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.7×2]×((1-0.5)-0.3/2)/2×0.3+0.9×1.35×0.5×(0.6-0.12)×0.3=0.396kN
正常使用极限状态:
面板传递给小梁q1=1.386/0.3=4.62kN/m 小梁自重q2=1×(0.3-0.1)×0.3=0.06kN/m 梁
左
侧
楼
板
传
递
给
小
梁
荷
载=
F1=(1×0.1+1×(24+1.1)×0.12)×(0.5-0.3/2)/2×0.3+1×0.5×(0.6-0.12)×0.3=0.235kN 梁
右
侧
楼
板
传
递
给
小
梁
荷
载
F2=(1×0.1+1×(24+1.1)×0.12)×((1-0.5)-0.3/2)/2×0.3+1×0.5×(0.6-0.12)×0.3=0.235kN 计算简图如下:
承载能力极限状态
正常使用极限状态
1、抗弯验算
小梁弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.023×106/64000=0.357N/mm2≤[f]=15.44N/mm2 满足要求! 2、抗剪验算
小梁剪力图(kN)
Vmax=0.706kN
τmax=3Vmax/(2bh0)=3×0.706×1000/(2×60×80)=0.221N/mm2≤[τ]=1.78N/mm2 满足要求! 3、挠度验算
小梁变形图(mm)
νmax=0.001mm≤[ν]=L/250=400/250=1.6mm 满足要求! 4、支座反力计算 承载能力极限状态
R1=0.026kN,R2=1.328kN,R3=1.328kN,R4=0.026kN 正常使用极限状态
R'1=0.016kN,R'2=0.942kN,R'3=0.942kN,R'4=0.016kN
六、主梁验算
主梁类型 主梁计算截面类型(mm) 主梁抗剪强度设计值[τ](N/mm) 主梁弹性模量E(N/mm) 主梁计算方式 受力不均匀系数 22钢管 Ф48×3 125 206000 简支梁 0.6 主梁截面类型(mm) 主梁抗弯强度设计值[f](N/mm) 主梁截面抵抗矩W(cm) 主梁截面惯性矩I(cm) 可调托座内主梁根数 432Φ48×3.5 205 4.49 10.78 2 主梁自重忽略不计,主梁2根合并,其受力不均匀系数=0.6 由上节可知P=max[R2,R3]×0.6=0.797kN,P'=max[R2',R3']×0.6=0.565kN
主梁计算简图一
主梁计算简图二
1、抗弯验算
主梁弯矩图一(kN·m)
主梁弯矩图二(kN·m)
σ=Mmax/W=0.18×106/4490=40.089N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 2、抗剪验算
主梁剪力图一(kN)
主梁剪力图二(kN)
Vmax=1.417kN
τmax=2Vmax/A=2×1.417×1000/424=6.684N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求! 3、挠度验算
主梁变形图一(mm)
主梁变形图二(mm)
跨中νmax=0.373mm≤[ν]=L/250=900/250=3.6mm 满足要求!
悬臂端νmax=0.205mm≤[ν]=2l2/250=2×200/250=1.6mm 满足要求! 4、支座反力计算 图一:Rmax=2.214kN 图二:Rmax=1.993kN
用小梁的支座反力分别代入可得: 承载能力极限状态 图一
立柱2:R2=2.214kN,立柱3:R3=2.214kN 图二
立柱2:R2=1.993kN,立柱3:R3=1.993kN
立柱所受主梁支座反力依次为:立柱2:P2=2.214/0.6=3.69kN,立柱3:P3=2.214/0.6=3.69kN
七、纵向水平钢管验算
钢管截面类型(mm) 钢管截面面积A(mm) 钢管弹性模量E(N/mm) 钢管截面抵抗矩W(cm) 钢管抗剪强度设计值[τ](N/mm) 2322Φ48×3.5 424 206000 4.49 125 钢管计算截面类型(mm) 钢管截面回转半径i(mm) 钢管截面惯性矩I(cm) 钢管抗弯强度设计值[f](N/mm) 24Ф48×3 15.9 10.78 205 由小梁验算一节可知P=max[R1,R4]=0.026kN,P'=max[R1',R4']=0.016kN
纵向水平钢管计算简图一
纵向水平钢管计算简图二
1、抗弯验算
纵向水平钢管弯矩图一(kN·m)
纵向水平钢管弯矩图二(kN·m)
σ=Mmax/W=0.005×106/4490=1.305N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 2、抗剪验算
纵向水平钢管剪力图一(kN)
纵向水平钢管剪力图二(kN)
Vmax=0.046kN
τmax=2Vmax/A=2×0.046×1000/424=0.218N/mm2≤[τ]=125N/mm2 满足要求! 3、挠度验算
纵向水平钢管变形图一(mm)
纵向水平钢管变形图二(mm)
跨中νmax=0.011mm≤[ν]=L/250=900/250=3.6mm 满足要求!
悬臂端νmax=0.006mm≤[ν]=2l2/250=2×200/250=1.6mm 满足要求! 4、支座反力计算 图一:Rmax=0.072kN 图二:Rmax=0.065kN
用小梁两侧的支座反力分别代入可得: 承载能力极限状态 图一:
立柱1:R1=0.072kN,立柱4:R4=0.072kN 图二:
立柱1:R1=0.065kN,立柱4:R4=0.065kN
八、可调托座验算
荷载传递至立柱方式 扣件抗滑移折减系数kc 可调托座 0.85 可调托座承载力容许值[N](kN) 30 1、扣件抗滑移验算 两侧立柱最大受力N=max[R1,R4]=max[0.072,0.072]=0.072kN≤0.85×8=6.8kN 单扣件在扭矩达到40~65N·m且无质量缺陷的情况下,单扣件能满足要求! 2、可调托座验算
可调托座最大受力N=max[P2,P3]=3.69kN≤[N]=30kN 满足要求!
九、立柱验算
钢管截面类型(mm) 钢材等级 回转半径i(mm) Φ48×3.5 Q235 15.9 钢管计算截面类型(mm) 立柱截面面积A(mm) 立柱截面抵抗矩W(cm) 32Ф48×3 424 4.49 抗压强度设计值[f](N/mm) 2205 支架自重标准值q(kN/m) 0.15 1、长细比验算 λ=h/i=1500/15.9=94.34≤[λ]=150 长细比满足要求! 查表得,υ=0.634 2、风荷载计算
Mw=0.9×υc×1.4×ωk×la×h2/10=0.9×0.9×1.4×0.06×0.9×1.52/10=0.014kN·m 3、稳定性计算
根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008,荷载设计值q1有所不同: 1)面板验算
q1=0.9×[1.2×(0.1+(24+1.5)×0.6)+1.4×0.9×2]×0.3=5.67kN/m 2)小梁验算 F1
=
0.9×[1.2×(0.1+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.9×1]
×(0.5-0.3/2)/2×0.3+0.9×1.2×0.5×(0.6-0.12)×0.3=0.314kN F2
=
0.9×[1.2×(0.1+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.9×1]
×((1-0.5)-0.3/2)/2×0.3+0.9×1.2×0.5×(0.6-0.12)×0.3=0.314kN q1=5.67kN/m q2=0.065kN/m
同上四~七计算过程,可得:
R1=0.056kN,P2=3.269kN,P3=3.269kN,R4=0.056kN
立柱最大受力Nw=max[R1+N边1,P2,P3,R4+N边2]+0.9×1.2×0.15×(4.2-0.6)+Mw/lb=max[0.056+0.9×[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.9×1]×(0.9+0.5-0.3/2)/2×0.9,3.269,3.269
,
0.056+0.9×[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.9×1]×(0.9+1-0.5-0.3/2)/2×0.9]+0.583+0.014/1=3.866kN
f=N/(υA)+Mw/W=3865.889/(0.634×424)+0.014×106/4490=17.499N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
十、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=4.2/20=0.21≤3
满足要求,不需要进行抗倾覆验算 !
十一、立柱支承面承载力验算
支撑层楼板厚度h(mm) 混凝土的龄期(天) 混凝土的实测抗拉强度ft(N/mm) 立柱垫板宽b(mm) 2150 7 0.737 200 混凝土强度等级 混凝土的实测抗压强度fc(N/mm) 立柱垫板长a(mm) 2C25 6.902 200 F1=N=3.866kN 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 F1 局部荷载设计值或集中反力设计值 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。 混凝土轴心抗拉强度设计值 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,σpc,m 其值控制在1.0-3.5N/㎜范围内 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um h0 η1 η=min(η1,η2) η1=0.4+1.2/βs,η2=0.5+as×h0/4Um βs η2 直截面的最不利周长。 截面有效高度,取两个配筋方向的截面有效高度的平均值 局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数 临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数 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 2βh ft Fl≤(0.7βhft+0.25σpc,m)ηumh0 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=0.737N/mm2,η=1,h0=h-20=130mm, um =2[(a+h0)+(b+h0)]=1320mm F=(0.7βhft+0.25σpc
1×0.737+0.25×0)×1×1320×130/1000=88.528kN≥F1=3.866kN m)ηumh0=(0.7× 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 F1 fc Fl≤1.35βcβlfcAln βc βl Aln Al Ab 局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值 混凝土轴心抗压强度设计值;可按本规范表4.1.4-1取值 混凝土强度影响系数,按本规范第6.3.1条的规定取用 混凝土局部受压时的强度提高系数 混凝土局部受压净面积 混凝土局部受压面积 局部受压的计算底面积,按本规范第6.6.2条确定 ,
βl=(Ab/Al)1/2 可得:fc=6.902N/mm2,βc=1, βl=(Ab/Al)1/2=[(a+2b)×(b+2b)/(ab)]1/2=[(600)×(600)/(200×200)]1/2=3Aln=ab=40000mm2
F=1.35βcβlfcAln=1.35×1×3×6.902×40000/1000=1118.124kN≥F1=3.866kN 满足要求!
,
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