车库入口板模板扣件钢管高架计算书.docx
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车库入口板模板扣件钢管高架计算书
车库入口板模板(扣件钢管高架)计算书
XXX(XXXX)住宅项目北部新区XXX组团G标准分区G19-1-1/02号地块工程;工程建设地点:
重庆市XX大道和XX大道交界;属于框剪结构;地上8层;地下1层;建筑高度:
24m;标准层层高:
3m;总建筑面积:
102304平方米;总工期:
360天。
本工程由XXXX地产(XXXX新区)有限公司投资建设,XXXX集团重庆设计研究院设计,重庆XXXX工程勘察院地质勘察,重庆市XXXX监理有限公司监理,XXXX集团有限公司组织施工;由XXX担任项目经理,XXX担任技术负责人。
高支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。
因本工程模板支架高度大于4米,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。
为此计算中还参考了《施工技术》2002(3):
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
一、参数信息
1.模板支架参数
横向间距或排距(m):
1.10;纵距(m):
1.20;步距(m):
1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0.10;模板支架搭设高度(m):
7.28;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.0;板底支撑连接方式:
方木支撑;
立杆承重连接方式:
双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:
0.75;
2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):
0.500;混凝土与钢筋自重(kN/m3):
25.500;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
1.000;
3.材料参数
面板采用胶合面板,厚度为15mm;板底支撑采用方木;
面板弹性模量E(N/mm2):
9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):
13;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.400;木方的间隔距离(mm):
250.000;
木方弹性模量E(N/mm2):
9000.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方的截面宽度(mm):
50.00;木方的截面高度(mm):
100.00;
4.楼板参数
楼板的计算厚度(mm):
120.00;
图2楼板支撑架荷载计算单元
二、模板面板计算
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度
模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=120×1.52/6=45cm3;
I=120×1.53/12=33.75cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
1、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=25.5×0.12×1.2+0.5×1.2=4.272kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=1×1.2=1.2kN/m;
2、强度计算
计算公式如下:
M=0.1ql2
其中:
q=1.2×4.272+1.4×1.2=6.806kN/m
最大弯矩M=0.1×6.806×2502=42540N·m;
面板最大应力计算值σ=M/W=42540/45000=0.945N/mm2;
面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
面板的最大应力计算值为0.945N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中q=q1=4.272kN/m
面板最大挠度计算值ν=0.677×4.272×2504/(100×9500×33.75×104)=0.035mm;
面板最大允许挠度[ν]=250/250=1mm;
面板的最大挠度计算值0.035mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!
三、模板支撑方木的计算
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×h2/6=5×10×10/6=83.33cm3;
I=b×h3/12=5×10×10×10/12=416.67cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=25.5×0.25×0.12+0.5×0.25=0.89kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=1×0.25=0.25kN/m;
2.强度验算
计算公式如下:
M=0.1ql2
均布荷载q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×0.89+1.4×0.25=1.418kN/m;
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×1.418×1.22=0.204kN·m;
方木最大应力计算值σ=M/W=0.204×106/83333.33=2.45N/mm2;
方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2;
方木的最大应力计算值为2.45N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3.抗剪验算
截面抗剪强度必须满足:
τ=3V/2bhn<[τ]
其中最大剪力:
V=0.6×1.418×1.2=1.021kN;
方木受剪应力计算值τ=3×1.021×103/(2×50×100)=0.306N/mm2;
方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;
方木的受剪应力计算值0.306N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4
N/mm2,满足要求!
4.挠度验算
计算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
均布荷载q=q1=0.89kN/m;
最大挠度计算值ν=0.677×0.89×11004/(100×9000×4166666.667)=0.235mm;
最大允许挠度[ν]=1200/250=4.8mm;
方木的最大挠度计算值0.235mm小于方木的最大允许挠度4.8mm,满足要求!
四、木方支撑钢管计算
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.872kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.913kN·m;
最大变形Vmax=3.384mm;
最大支座力Qmax=9.072kN;
最大应力σ=912637.691/4490=203.26N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值203.26N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为3.384mm小于1200/150与10mm,满足要求!
五、扣件抗滑移的计算
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.75,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=9.072kN;
R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
六、模板支架立杆荷载设计值(轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.138×7.28=1.008kN;
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.5×1.1×1.2=0.66kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.5×0.12×1.1×1.2=4.039kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.707kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载
经计算得到,活荷载标准值NQ=(1+2)×1.1×1.2=3.96kN;
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算
N=1.2NG+1.4NQ=12.392kN;
七、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式:
σ=N/(φA)≤[f]
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=12.392kN;
φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.59cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.24cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=4.49cm3;
σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
L0----计算长度(m);
按下式计算:
l0=h+2a=1.5+0.1×2=1.7m;
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.1m;
l0/i=1700/15.9=107;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.537;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=12392.102/(0.537×424)=54.426N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=54.426N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算
l0=k1k2(h+2a)=1.167×1.011×(1.5+0.1×2)=2.006m;
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.167;
k2--计算长度附加系数,h+2a=1.7按照表2取值1.011;
Lo/i=2005.723/15.9=126;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.417;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=12392.102/(0.417×424)=70.088N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=70.088N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
以上表参照杜荣军:
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
八、立杆的地基承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×kc=120×1=120kpa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=120kpa;
脚手架地基承载力调整系数:
kc=1;
立杆基础底面的平均压力:
p=N/A=12.392/0.25=49.568kpa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:
N=12.392kN;
基础底面面积:
A=0.25m2。
p=49.568≤fg=120kpa。
地基承载力满足要求!
九、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要
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