脚手架架在楼板上计算书.docx
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脚手架架在楼板上计算书
脚手架架在楼板上计算书
计算依据:
一、《建筑施工模板平安技术标准》JGJ162-2020
二、《混凝土结构设计标准》GB50010-2020
一、工程属性
脚手架基础所在楼层数
1
第1层混凝土楼板厚度h1(mm)
180
楼板的计算单元长度Bl(m)
8.2
楼板的计算单元宽度BC(m)
8.2
楼盖板配筋信息表
楼层
钢筋位置
配筋量及等级
钢筋面积(mm2)
第1层
X向正筋
HRB400Ф10@170
ASX=461.8
Y向正筋
HRB400Ф10@170
ASY=461.8
X向负筋
HRB400Ф10@170
ASX,=461.8
Y向负筋
HRB400Ф10@170
ASY,=461.8
二、支架搭设参数
一、脚手架搭设参数
脚手架搭设方式
平行短边
脚手架内排立杆离楼板短边距离a1(m)
0.75
立杆排数N
8
立杆底部垫板尺寸(m)【a×b】
0.2×0.2
立杆纵、横向间距(m)【la×lb】
0.9×1
设计简图如下:
三、荷载参数
每根立杆传递荷载qk(kN)
30
板上活荷载标准值Qk(kN/m2)
1
钢筋混凝土自重标准值NG1K(kN/m3)
25.1
四、各楼层荷载计算
一、第1层荷载计算
钢筋弹性模量Es(N/mm2)
200000
砼弹性模量Ec(N/mm2)
30000
砼的龄期T(天)
60
砼的强度等级
C30
砼的实测抗压强度fc(N/mm2)
14.3
砼的实测抗拉强度ft(N/mm2)
1.43
脚手架立杆传递荷载标准值:
qk=30kN;
板的短边计算跨度:
l=Bc=8.20m
立杆荷载作用间距:
e=lb=1.00m
立杆底垫板作用面平行于板跨宽度:
bcx=btx+2s+h=a+2s+hi=0.20+0+0.18=0.38m
立杆底垫板作用面垂直于板跨宽度:
bcy=bty+2s+h=b+2s+hi=0.20+0+0.18=0.38m
s为垫板的厚度,此处忽略不计。
当bcx≥bcy,bcy≤0.6*l,bcx≤l时,b=bcy+0.7*l=0.38+0.7*8.20=6.12m
当局部荷载作用在板的非支承边周围,即d
当e
b,=min{b1,,b2,}=1.00m
得:
Mmax=282.90kN.m
板短边等效楼面均布活荷载标准值:
q1=8Mmax/(bl2)=8*282.90/(1.00×8.202)=33.66kN/m2
板的长边计算跨度:
l=Bl=8.2m
立杆荷载作用间距:
e=la=0.90m
立杆底垫板作用面平行于板跨宽度:
bcx=btx+2s+h=b+2s+hi=0.20+0+0.18=0.38m
立杆底垫板作用面垂直于板跨宽度:
bcy=bty+2s+h=a+2s+hi=0.20+0+0.18=0.38m
s为垫板的厚度,此处忽略不计。
当bcx≥bcy,bcy≤0.6*l,bcx≤l时,b=bcy+0.7*l=0.38+0.7*8.20=6.12m
当局部荷载作用在板的非支承边周围,即d
当e
b,=min{b1,,b2,}=0.90m
得:
Mmax=253.63fkN.m
板短边等效楼面均布活荷载标准值:
q2=8Mmax/(bl2)=8*253.63/(0.90×8.202)=33.53kN/m2
故楼板等效均布活荷载:
q=max{q一、q2}=33.66kN/m2
楼盖自重荷载标准值:
g1=h1/1000*NG1K=180/1000*25=4.52
板计算单元活荷载标准值:
q1=q+Qk=33.66+1.00=34.66
二、各楼层荷载分派
假设层间支架刚度无穷大,那么有各层挠度变形相等,即:
P1/(E1h13)=P2/(E2h23)=P3/(E3h33)……那么有:
Pi‘=(Ei‘hi‘∑Pi)/(∑(Eihi3))
依照此假设,各层楼盖经受荷载经模板支架分派后的设计值为:
楼层
各楼层混凝土弹性模量Eci(MPa)
各楼层板厚hi(mm)
楼盖自重荷载标准值gi(kN/m2)
立杆传递荷载标准值qi(kN/m2)
分配后各楼层恒载的设计值Gi(kN/m2)
分配后各楼层活载的设计值Qi(kN/2)
1
30000.00
180
4.52
34.66
5.42
48.52
Gi=1.2(Ecihi3/(Ecihi3+Eci-1hi-13+Eci-2hi-23))(gi+gi-1+gi-2)
Qi=1.4(Ecihi3/(Ecihi3+Eci-1hi-13+Eci-2hi-23))(qi+qi-1+qi-2)
五、板单元内力计算
一、第1层内力计算
第1层板单元内力计算
板的支撑类型
四边固支
Bc/Bl=8200/8200=1
m1
0.018
m2
0.018
m1'
-0.051
m2'
-0.051
四边简支
Bc/Bl=8200/8200=1
mq1
0.037
mq2
0.037
第1层板内力计算
荷载组合设计值计算(kN/m2)
Gi
Qi
Gi'=Gi+Qi/2
Gq=Gi+Qi
Qi'=Qi/2
5.422
48.522
29.683
53.944
24.261
内力计算
m1
m2
m1'
m2'
mq1
mq2
ν
Bc
内力值(kN.m)
M1
0.018
0.018
0.037
0.037
0.2
8.2
114.191
M2
0.018
0.018
0.037
0.037
0.2
8.2
114.191
M1'
-0.051
0.2
8.2
-186.074
M2'
-0.051
0.2
8.2
-186.074
M1=(m1+νm2)Gi'BC2+(mq1+νmq2)Qi'BC2
M1=(m2+νm1)Gi'BC2+(mq2+νmq1)Qi'BC2
M1'=m1'GqBC2
M2'=m2'GqBC2
第1层板正截面承载力验算
依据《工程结构设计原理》板的正截面极限计算公式为:
公式类型
参数剖析
使用条件
Mu=α1αsfcbh02
Mu
板正截面极限承载弯矩
用于单筋截面
α1
截面最大正应力值与混凝土抗压强度fc的比值,低于C50混凝土α1取1.0
αs
截面抵抗矩系数
fc
混凝土抗压强度标准值,参照上述修正系数修改
h0
计算单元截面有效高度,短跨方向取h-20mm,长跨方向取h-30mm,其中h是板厚
Mu=α1αsfcbh02+fy'As'(h0-αs')
fy'
受压区钢筋抗拉强度标准值
用于双筋截面
As'
受压区钢筋总面积
αs'
纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离默认取20mm
Mu=fyAs(h0-αs')
fy
钢筋抗拉强度标准值
用于双筋截面当χ<2αs'时
As
受拉钢筋总面积
ξ=Asfy/(fcα1bh0)
ξ
ξ---受压区相对高度,ξ=Asfy/(fcα1bh0)
χ=(fyAs-fy'As')/(α1fcb)
χ
混凝土受压区高度
矩形截面受压区高度
As(mm2)
fy(N/mm2)
h0=h-20(mm)
α1
fc(Mpa)
b(mm)
fy'(N/mm2)
As'(mm2)
χ(mm)
αs'
比较
461.999
360
160
1
14.3
1000
360
461.999
0
20
χ<2αs'
矩形截面相对受压区高度
As(mm2)
fy(N/mm2)
b(mm)
h0=h-20(mm)
fcm(N/mm2)
ζ
461.999
360
1000
160
14.3
0.073
461.999
360
1000
160
14.3
0.073
备注
ζ=Asfy/bh0fcm
Mui
α1
αs
fc(N/mm2)
b(mm)
h0(mm)
板正截面极限承载弯矩(kN.m)
Mi(kN.m)
Mu1
1
0.067
14.3
1000
160
24.527
114.191
Mu2
1
0.067
14.3
1000
160
24.527
114.191
比较
Mu1<m1
不符合要求
Mu2<m2
不符合要求
建议
保留本层支架或增加二次支撑
MUi'
fy(N/mm2)
As(mm2)
h0(mm)
αs'(mm)
板正截面极限承载弯矩(kN.m)
Mi'(kN.m)
Mu1'
360
461.999
160
20
-23.285
-186.074
Mu2'
360
461.999
160
20
-23.285
-186.074
比较
Mu1'<m1'
不符合要求
Mu2'<m2'
不符合要求
建议
保留本层支架或增加二次支撑
六、楼板裂痕验算
一、本结构按压弯构件进行计算
公式
参数剖析
使用条件
ωmax=αcrψσsk[1.9c+0.08d/(νρte)]/Es
d
钢筋的直径
最大裂缝宽度验算
As
纵向受力拉钢筋的截面面积
Mk
按荷载短期效应组合计算的弯矩值
c
最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(㎜):
当c<20时,取c=20,当c>65时,取c=65
ftk
混凝土轴心抗拉强度标准
αcr
构件的受力特征系数,综合了前述若干考虑,轴心受拉构件取2.7,受弯、偏心受压取2.1,偏心受拉取2.4;
ν
纵向受力钢筋表面特征系数,对于带肋钢筋取1.0,对于光面钢筋取0.7;
Es
钢筋的弹性模量
ρte=As/Ate
ρte
按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率,
在最大裂缝宽度计算中,当ρte<0.01,时取ρte=0.01
ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsk)
ψ
裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数,在计算中,ψ<0.2时,取ψ=0.2;当ψ>1.0时,取ψ=1.0.对于直接承受重荷载的构件,取ψ=1.0
Ate=0.5bh+(bf–b)hf
Ate
有效受拉混凝土截面面积;对于轴心受拉构件,取构件截面面积
对于受弯、偏心受压和偏心受拉构件
Ate=0.5bh
矩形截面
σsk=Mk/(Asηh0),
h0=h-(c+d/2)
σsk
裂缝处钢筋应力
二、最大裂痕宽度计算
楼层
αcr
ψ
c(mm)
d(mm)
σsk
ν
ρte
Es(N/mm2)
ωmax(mm)
第1层
2.1
1
20
10
1832.906
1
0.01
200000
2.271
比较
第1层ωmax/0.3>1
不符合要求
建议
保留本层支架或增加二次支撑
七、楼板抗冲切验算
依照《混凝土结构设计标准(GB50010)》规定,受冲切承载力应知足下式
公式
参数剖析
F=(0.7βhft+0.15σpc,m)ηumh0
Fl
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,
承载力计算
楼层
F=0.7βhftηumh0
F1
βh
ft
η
um
h0
F
第1层
1
1.43
1
0.8
160
128.128
48.549
比较
第1层F/F1≥1
符合要求
结论和建议:
1.不符合要求建议保留本层支架或增加二次支撑
2.不符合要求建议保留本层支架或增加二次支撑
3.不符合要求建议保留本层支架或增加二次支撑