轮扣架体梁模板450X900计算书54米高文档格式.docx
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模板支架顶部离建筑物地面高度(m)
6
风荷载体型系数μs
单榀模板支架μst
0.138
整体模板支架μstw
2.085
ωfk=ω0μzμstw=0.266
支架外侧模板μs
1.3
ωmk=ω0μzμs=0.166
三、模板体系设计
结构重要性系数γ0
脚手架安全等级
II级
新浇混凝土梁支撑方式
梁两侧有板,梁底小梁平行梁跨方向
梁跨度方向立杆纵距是否相等
梁跨度方向立杆间距la(mm)
梁两侧立杆横向间距lb(mm)
1200
支撑架中间层水平杆最大竖向步距h(mm)
1800
支撑架顶层水平杆步距h'
(mm)
可调托座伸出顶层水平杆的悬臂长度a(mm)
250
新浇混凝土楼板立杆间距l'
a(mm)、l'
b(mm)
900、1200
混凝土梁距梁两侧立杆中的位置
居中
梁左侧立杆距梁中心线距离(mm)
600
梁底增加立杆根数
2
梁底增加立杆布置方式
按梁两侧立杆间距均分
梁底增加立杆依次距梁左侧立杆距离(mm)
400,800
梁底支撑小梁最大悬挑长度(mm)
200
梁底支撑小梁根数
梁底支撑小梁间距
90
每纵距内附加梁底支撑主梁根数
设计简图如下:
平面图
立面图
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)
面板抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
1.4
面板弹性模量E(N/mm2)
10000
取单位宽度b=1000mm,按四等跨连续梁计算:
W=bh2/6=1000×
15×
15/6=37500mm3,I=bh3/12=1000×
15/12=281250mm4
q1=γ0×
max[1.2(G1k+(G2k+G3k)×
h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G2k+G3k)×
h)+1.4ψcQ1k]×
b=1×
max[1.2×
(0.1+(24+1.5)×
0.9)+1.4×
3,1.35×
0.7×
3]×
1=34.057kN/m
q1静=γ0×
1.35×
[G1k+(G2k+G3k)×
h]×
b=1×
[0.1+(24+1.5)×
0.9]×
1=31.118kN/m
q1活=γ0×
1.4×
Q1k×
3×
1=2.94kN/m
q2=[1×
(G1k+(G2k+G3k)×
h)]×
b=[1×
0.9)]×
1=23.05kN/m
计算简图如下:
1、强度验算
Mmax=0.107q1静L2+0.121q1活L2=0.107×
31.118×
0.092+0.121×
2.94×
0.092=0.03kN·
m
σ=Mmax/W=0.03×
106/37500=0.796N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.632q2L4/(100EI)=0.632×
23.05×
904/(100×
10000×
281250)=0.003mm≤[ν]=min[L/150,10]=min[90/150,10]=0.6mm
3、支座反力计算
设计值(承载能力极限状态)
R1=R5=0.393q1静L+0.446q1活L=0.393×
0.09+0.446×
0.09=1.219kN
R2=R4=1.143q1静L+1.223q1活L=1.143×
0.09+1.223×
0.09=3.525kN
R3=0.928q1静L+1.142q1活L=0.928×
0.09+1.142×
0.09=2.901kN
标准值(正常使用极限状态)
R1'
=R5'
=0.393q2L=0.393×
0.09=0.815kN
R2'
=R4'
=1.143q2L=1.143×
0.09=2.371kN
R3'
=0.928q2L=0.928×
0.09=1.925kN
五、小梁验算
小梁类型
方钢管
小梁截面类型(mm)
□40×
40×
2.5
小梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
小梁截面抵抗矩W(cm3)
4.11
小梁弹性模量E(N/mm2)
206000
小梁截面惯性矩I(cm4)
8.22
小梁计算方式
二等跨连续梁
承载能力极限状态:
梁底面板传递给左边小梁线荷载:
q1左=R1/b=1.219/1=1.219kN/m
梁底面板传递给中间小梁最大线荷载:
q1中=Max[R2,R3,R4]/b=Max[3.525,2.901,3.525]/1=3.525kN/m
梁底面板传递给右边小梁线荷载:
q1右=R5/b=1.219/1=1.219kN/m
小梁自重:
q2=1×
(0.3-0.1)×
0.45/5=0.024kN/m
梁左侧模板传递给左边小梁荷载q3左=1×
0.5×
(0.9-0.13)=0.52kN/m
梁右侧模板传递给右边小梁荷载q3右=1×
梁左侧楼板传递给左边小梁荷载q4左=1×
Max[1.2×
(0.5+(24+1.1)×
0.13)+1.4×
(0.6-0.45/2)/2×
1=1.634kN/m
梁右侧楼板传递给右边小梁荷载q4右=1×
((1.2-0.6)-0.45/2)/2×
左侧小梁荷载q左=q1左+q2+q3左+q4左=1.219+0.024+0.52+1.634=3.397kN/m
中间小梁荷载q中=q1中+q2=3.525+0.024=3.549kN/m
右侧小梁荷载q右=q1右+q2+q3右+q4右=1.219+0.024+0.52+1.634=3.397kN/m
小梁最大荷载q=Max[q左,q中,q右]=Max[3.397,3.549,3.397]=3.549kN/m
正常使用极限状态:
q1左'
=R1'
/b=0.815/1=0.815kN/m
q1中'
=Max[R2'
R3'
R4'
]/b=Max[2.371,1.925,2.371]/1=2.371kN/m
q1右'
=R5'
q2'
=1×
0.45/5=0.018kN/m
梁左侧模板传递给左边小梁荷载q3左'
(0.9-0.13)=0.385kN/m
梁右侧模板传递给右边小梁荷载q3右'
梁左侧楼板传递给左边小梁荷载q4左'
=[1×
0.13)]×
1=0.706kN/m
梁右侧楼板传递给右边小梁荷载q4右'
左侧小梁荷载q左'
=q1左'
+q2'
+q3左'
+q4左'
=0.815+0.018+0.385+0.706=1.924kN/m
中间小梁荷载q中'
=q1中'
+q2'
=2.371+0.018=2.389kN/m
右侧小梁荷载q右'
=q1右'
+q3右'
+q4右'
=0.815+0.018+0.385+0.706=1.924kN/m
小梁最大荷载q'
=Max[q左'
q中'
q右'
]=Max[1.924,2.389,1.924]=2.389kN/m
为简化计算,按二等跨连续梁和悬臂梁分别计算,如下图:
1、抗弯验算
Mmax=max[0.125ql12,0.5ql22]=max[0.125×
3.549×
0.92,0.5×
0.22]=0.359kN·
σ=Mmax/W=0.359×
106/4110=87.43N/mm2≤[f]=205N/mm2
2、抗剪验算
Vmax=max[0.625ql1,ql2]=max[0.625×
0.9,3.549×
0.2]=1.996kN
τmax=Vmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=1.996×
1000×
[40×
402-(40-5)×
352]/(8×
82200×
5)=12.826N/mm2≤[τ]=125N/mm2
3、挠度验算
ν1=0.521q'
l14/(100EI)=0.521×
2.389×
9004/(100×
206000×
8.22×
104)=0.482mm≤[ν]=min[l1/150,10]=min[900/150,10]=6mm
ν2=q'
l24/(8EI)=2.389×
2004/(8×
104)=0.028mm≤[ν]=min[2l2/150,10]=min[400/150,10]=2.667mm
4、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=max[1.25qL1,0.375qL1+qL2]=max[1.25×
0.9,0.375×
0.9+3.549×
0.2]=3.993kN
同理可得:
梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1=3.822kN,R2=3.993kN,R3=3.291kN,R4=3.291kN,R5=3.993kN,R6=3.822kN
正常使用极限状态
Rmax'
=max[1.25q'
L1,0.375q'
L1+q'
L2]=max[1.25×
0.9+2.389×
0.2]=2.688kN
梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1'
=2.164kN,R2'
=2.688kN,R3'
=2.186kN,R4'
=2.186kN,R5'
=2.688kN,R6'
=2.164kN
六、主梁验算
主梁类型
钢管
主梁截面类型(mm)
Ф48×
主梁计算截面类型(mm)
主梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)
主梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
主梁截面抵抗矩W(cm3)
4.49
主梁弹性模量E(N/mm2)
主梁截面惯性矩I(cm4)
10.78
可调托座内主梁根数
主梁受力不均匀系数
0.6
主梁自重忽略不计,主梁2根合并,其主梁受力不均匀系数=0.6,则单根主梁所受集中力为Ks×
Rn,Rn为各小梁所受最大支座反力
主梁弯矩图(kN·
m)
σ=Mmax/W=0.251×
106/4490=55.798N/mm2≤[f]=205N/mm2
主梁剪力图(kN)
Vmax=4.375kN
τmax=2Vmax/A=2×
4.375×
1000/424=20.634N/mm2≤[τ]=125N/mm2
主梁变形图(mm)
νmax=0.112mm≤[ν]=min[L/150,10]=min[400/150,10]=2.667mm
支座反力依次为R1=0.386kN,R2=7.045kN,R3=7.054kN,R4=0.386kN
立杆所受主梁支座反力依次为P1=0.386/0.6=0.644kN,P2=7.045/0.6=11.741kN,P3=7.054/0.6=11.756kN,P4=0.386/0.6=0.644kN
七、可调托座验算
荷载传递至立杆方式
可调托座
可调托座承载力容许值[N](kN)
30
扣件抗滑移折减系数kc
0.85
1、扣件抗滑移验算
两侧立杆最大受力N=max[R1,R4]=max[0.386,0.386]=0.386kN≤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]=11.756kN≤[N]=30kN
八、立杆验算
立杆钢管截面类型(mm)
立杆钢管计算截面类型(mm)
钢材等级
Q235
立杆截面面积A(mm2)
424
回转半径i(mm)
15.9
立杆截面抵抗矩W(cm3)
支架立杆计算长度修正系数η
1.2
悬臂端计算长度折减系数k
0.7
抗压强度设计值[f](N/mm2)
支架自重标准值q(kN/m)
0.15
1、长细比验算
hmax=max(ηh,h'
+2ka)=max(1.2×
1800,1200+2×
250)=2160mm
λ=hmax/i=2160/15.9=135.849≤[λ]=150
长细比满足要求!
查表得:
φ=0.371
2、风荷载计算
Mwd=γ0×
φc×
γQ×
Mωk=γ0×
(ζ2×
ωk×
la×
h2/10)=1×
0.6×
(1×
0.018×
0.9×
1.82/10)=0.004kN·
3、稳定性计算
P1=0.644kN,P2=11.741kN,P3=11.756kN,P4=0.644kN
梁两侧立杆承受楼板荷载:
左侧楼板传递给梁左侧立杆荷载:
N边1=1×
0.13)+0.7×
(1.2+0.6-0.45/2)/2×
0.9=6.177kN
右侧楼板传递给梁右侧立杆荷载:
N边2=1×
(1.2+1.2-0.6-0.45/2)/2×
Nd=max[P1+N边1,P2,P3,P4+N边2]+1×
0.15×
(5.4-0.9)=max[0.644+6.177,11.741,11.756,0.644+6.177]+0.911=12.668kN
fd=Nd/(φA)+Mwd/W=12667.663/(0.371×
424)+0.004×
106/4490=81.421N/mm2≤[f]=205N/mm2
九、高宽比验算
根据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016第8.3.2条:
支撑脚手架独立架体高宽比不应大于3.0
H/B=5.4/20=0.27≤3
十、架体抗倾覆验算
支撑脚手架风线荷载标准值:
qwk=l'
a×
ωfk=0.9×
0.266=0.239kN/m:
风荷载作用在支架外侧模板上产生的水平力标准值:
Fwk=l'
Hm×
ωmk=0.9×
0.166=0.134kN
支撑脚手架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值Mok:
Mok=0.5H2qwk+HFwk=0.5×
5.42×
0.239+5.4×
0.134=4.217kN.m
参考《规范》GB51210-2016第6.2.17条:
B2l'
a(gk1+gk2)+2ΣGjkbj≥3γ0Mok
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
a(gk1+gk2)+2ΣGjkbj=B2l'
a[qH/(l'
l'
b)+G1k]+2×
Gjk×
B/2=202×
[0.15×
5.4/(0.9×
1.2)+0.5]+2×
1×
20/2=470kN.m≥3γ0Mok=3×
4.217=12.65kN.M
十一、立杆支承面承载力验算
支撑层楼板厚度h(mm)
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)
立杆垫板宽b(mm)
F1=N=12.668kN
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=110mm,
um=2[(a+h0)+(b+h0)]=1240mm
F=(0.7βhft+0.25σpc,m)ηumh0=(0.7×
0.829+0.25×
0)×
1240×
110/1000=79.153kN≥F1=12.668kN
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
Fl≤1.35βcβlfcAln
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
fc=8.294N/mm2,βc=1,
βl=(Ab/Al)1/2=[(a+2b)×
(b+2b)/(ab)]1/2=[(600)×
(600)/(200×
200)]1/2=3,Aln=ab=40000mm2
F=1.35βcβlfcAln=1.35×
8.294×
40000/1000=1343.628kN≥F1=12.668kN
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