150厚66米层高楼板模板扣件钢管高支撑架计算书讲解.docx
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150厚66米层高楼板模板扣件钢管高支撑架计算书讲解
楼板模板扣件钢管高支撑架计算书
依据规范:
建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
建筑结构荷载规范》GB50009-2012
钢结构设计规范》GB50017-2003
混凝土结构设计规范》GB50010-2010
建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ164-2008
计算参数:
2
钢管强度为205.0N/mm,钢管强度折减系数取1.00。
模板支架搭设高度为6.5m,
立杆的纵距b=1.20m,立杆的横距l=1.20m,立杆的步距h=1.80m。
222
面板厚度18mm剪切强度1.4N/mm,抗弯强度15.0N/mm,弹性模量6000.0N/mm。
木方100X100mm间距300mm
222
木方剪切强度1.3N/mm,抗弯强度15.0N/mm,弹性模量9000.0N/mm。
梁顶托采用100X100mm木方。
模板自重0.25kN/m2,混凝土钢筋自重25.10kN/m3。
倾倒混凝土荷载标准值0.00kN/m2,施工均布荷载标准值2.50kN/m2。
扣件计算折减系数取1.00。
/
楼板支撑架立面简图
O
—V
楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
按照模板规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下:
2
由可变荷载效应控制的组合S=1.2X(25.10X0.15+0.25)+1.40X2.50=8.318kN/m
2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35X25.10X0.15+0.7X1.40X2.50=7.533kN/m
由于可变荷载效应控制的组合S最大,永久荷载分项系数取1.2,可变荷载分项系数取1.40
采用的钢管类型为©48X3.0。
钢管惯性矩计算采用匸n(D4-d4)/64,抵抗距计算采用W=n(D4-d4)/32D。
一、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
0.9的结构重要系数
静荷载
标准值
q1
X1.200=2.700kN/m
截面惯性矩I=bh
(1)抗弯强度计算
f=M/W<[f]
0.9X(25.100X0.150X1.200+0.250X1.200)=4.336kN/m
考虑0.9的结构重要系数,活荷载标准值q2=0.9X(0.000+2.500)
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
23
截面抵抗矩W=bh2/6=120.00X1.80X1.80/6=64.80cm3
3
3/12=120.00X1.80X1.80X1.80/12=58.32cm
M=0.100ql
面板的最大弯距(N.mm);
面板的净截面抵抗矩;
[f]
面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
2
(2)抗剪计算
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600X(1.20
X4.336+1.4X2.700)X0.300=1.617kN
截面抗剪强度计算值T=3X1617.0/(2X1200.000X18.000)=0.112N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
面板抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
4
v=0.677ql
4/100EI<[v]=l/250面板最大挠度计算值v=0.677X4.336X3004/(100X6000X583200)=0.068mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到面板跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2
面板的计算宽度为1200.000mm
集中荷载P=2.5kN
0.9X(25.100X0.150X1.200+0.250X1.200)=4.336kN/m
面板的计算跨度l=300.000mm
0.200X0.9X1.40X2.5X0.300+0.080X1.20X4.336X0.300X0.300=0.226kN.m
2
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.226X1000X1000/64800=3.495N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
二、支撑木方的计算
木方按照均布荷载计算。
1.荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.100X0.150X0.300=1.130kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.250X0.300=0.075kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值q2=(2.500+0.000)X0.300=0.750kN/m
静荷载q1=0.9X(1.20X1.130+1.20X0.075)=1.301kN/m
活荷载q2=0.9X1.40X0.750=0.945kN/m(0.945+1.301)X1.200=2.695kN
2.木方的计算
按照三跨连续梁计算,计算公式如下:
均布荷载q=P/l=2.695/1.200=2.246kN/m
2
最大弯矩M=0.1ql2=0.1X2.25X1.20X1.20=0.323kN.m
最大剪力Q=0.6ql=0.6X1.200X2.246=1.617kN
最大支座力N=1.1ql=1.1X1.200X2.246=2.965kN
木方的截面力学参数为本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面抵抗矩W=bh2/6=10.00X10.00X10.00/6=166.67cm3
截面惯性矩I=bh3/12=10.00X10.00X10.00X10.00/12=833.33cm4
式中:
b为板截面宽度,h为板截面高度。
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.323X106/166666.7=1.94N/mm2
木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
2
截面抗剪强度计算值T=3X1617/(2X100X100)=0.243N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值,
均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距)
得到q=1.084kN/m
最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677X1.084X1200.04/(100X9000.00X8333334.0)=0.203mm
木方的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
2
经过计算得到跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2
考虑荷载重要性系数0.9,集中荷载P=0.9X2.5kN
经计算得到M=0.200X1.40X0.9X2.5X1.200+0.080X1.301X1.200X1.200=0.906kN.m
62
抗弯计算强度f=M/W=0.906X106/166666.7=5.44N/mm2
木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
三、托梁的计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方的支座力P=2.965kN
均布荷载取托梁的自重q=0.096kN/m。
2.
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托梁计算简图
托梁弯矩图(kN.m)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
托梁变形计算受力图
经过计算得到最大弯矩M=1.481kN.m
顶托梁的截面力学参数为本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
23
截面抵抗矩W=bh2/6=10.00X10.00X10.00/6=166.67cm3
34
截面惯性矩I=bh3/12=10.00X10.00X10.00X10.00/12=833.33cm4
式中:
b为板截面宽度,h为板截面高度。
(1)顶托梁抗弯强度计算
62
抗弯计算强度f=M/W=1.481X10/166666.7=8.89N/mm
顶托梁的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁抗剪计算
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
2
截面抗剪强度计算值T=3X7221/(2X100X100)=1.083N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
顶托梁的抗剪强度计算满足要求!
(3)顶托梁挠度计算
最大变形v=0.946mm
顶托梁的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
四、立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.138X6.450=0.892kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A满堂架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
⑵模板的自重(kN):
NG2=0.250X1.200X1.200=0.360kN⑶钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.100X0.150X1.200X1.200=5.422kN
考虑0.9的结构重要系数,经计算得到静荷载标准值Ng=0.9X(NG1+N32+N33)=6.006kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
考虑0.9的结构重要系数,经计算得到活荷载标准值N30.9X(2.500+0.000)X1.200X1.200=3.240kN
3.
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
五、立杆的稳定性计算
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;
2
立杆净截面面积,A=4.239cm;
3
立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm;
[f]
钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2
立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,a=0.20m;
最大步距,h=1.80m;
计算长度,取1.800+2X0.200=2.200m;
轴心受压立杆的稳定系数,由长细比I0/i查表得到0.363;
经计算得到(T=11744/(0.363X424)=76.412N/mm;
满足要求!
不考虑风荷载时立杆的稳定性计算(T<[f],
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw依据模板规范计算公式5.2.5-15:
W=0.9X0.9X1.4Wklah2/10
2
k=uzXuXw0=0.400X1.000X0.126=0.050kN/m
立杆的步距,1.80m;
立杆迎风面的间距,1.20m;与迎风面垂直方向的立杆间距,1.20m;
风荷载产生的弯矩Mw=0.9X0.9X1.4X0.050X1.200X1.800X1.800/10=0.022kN.m;
考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值,参照模板规范公式5.2.5-14;
Nw=1.2X6.006+0.9X1.4X3.240+0.9X0.9X1.4X0.022/1.200=11.311kN
2
经计算得到(T=11311/(0.363X424)+22000/4491=78.545N/mm;
考虑风荷载时立杆的稳定性计算(T<[f],满足要求!
模板支撑架计算满足要求!