承插型盘扣式梁模板安全计算书
一、计算依据
1、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010 2、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016 3、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008 4、《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013 5、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002 6、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 7、《钢结构设计规范》GB50017-2003
二、计算参数
基本参数 混凝土梁高h(mm) 混凝土梁计算跨度L(m) 梁跨度方向立杆间距la(m) 水平杆步距h1(m) 梁底立杆根数n 次楞悬挑长度a1(mm) 主楞合并根数 800 5 0.9 1 2 250 / 混凝土梁宽b(mm) 模板支架高度H(m) 垂直梁跨度方向的立杆间距lb(m) 立杆自由端高度h0(mm) 次楞根数m 结构表面要求 400 4.4 0.3 400 4 表面外露 剪刀撑(含水平)布置方式 按构造要求布置 材料参数 主楞类型 次楞类型 面板类型 矩形木楞 矩形木楞 主楞规格 次楞规格 80×80 50×100 12mm(克隆、山樟平行方向) 覆面木胶合板 面板规格
面板E(N/mm2) 架体类型 11500 面板fm(N/mm2) 31 A_LG_500 A型盘扣架 立杆型号 荷载参数 可调托座承载力容许值(kN) 架体底部垫板面积A(m^2) 新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m^3) 施工荷载标准值Qk(kN/m^2) 计算震动、冲击荷载时的动力系数κ 脚手架结构重要性系数γ0 省份、城市 基本风压值Wo(kN/m^2) 模板支撑架顶部竖向栏杆围挡的高度Hm(mm) 简图
30 0.2 24 2 1.35 1 地基承载力特征值fak(kPa) 模板(不含支架)自重标准值G1k(kN/m^2) 钢筋自重标准值G3k(kN/m^3) 脚手架上震动、冲击物体自重QDK(kN/m^2) 脚手架安全等级 是否考虑风荷载 / 0.2 1.5 0.5 2级 否 / / 河南(省)郑州地面粗糙度类型 市(市) / / 模板支撑架顶部模板高度Hb(mm)
(图1)
剖面图1
(图2)
剖面图2
三、面板验算
根据规范规定面板可按简支跨计算,根据施工情况一般楼板面板均搁置在梁侧模板上,无悬挑端,故可按简支跨一种情况进行计算,取b=1m单位面板宽度为计算单元。
W=bh2/6=1000×122/6=24000 mm3,I=bh3/12= 1000×123/12=144000mm4 由可变荷载控制的组合:
q1= 1.2[G1k+(G2k+G3k)h]b+1.4(Qk+κ
QDK)b=1.2×(0.2+(24+1.5)×800/1000)×1+1.4×(2+1.35×0.5)×1=28.465kN/m
由永久荷载控制的组合:
q2= 1.35[G1k+(G2k+G3k)h]b+1.4×0.7(Qk+κ
QDK)b=1.35×(0.2+(24+1.5)×800/1000)×1+1.4×0.7×(2+1.35×0.5)×1=30.432kN/m
取最不利组合得:
q=max[q1,q2]=max(28.465,30.432)=30.432kN/m
(图3)
面板强度计算简图
1、强度验算
Mmax= 0.068kN·m
(图4)
面板弯矩图
σ=Υ0×Mmax/W=1×0.068×106/24000=2.818N/mm2≤[f]=31 N/mm2
满足要求
2、挠度验算
qk=(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=(0.2+(24+1.5)×800/1000)×1=20.6kN/m
(图5)
面板挠度计算简图
ν=0.051 mm≤[ν]=400/((4-1)×400)=0.333mm
满足要求
(图6)
面板挠度图(mm)
四、次楞验算
次楞计算跨数的假定需要符合工程实际的情况,另外还需考虑次楞的两端悬挑情况。
由可变荷载控制的组合:
q1= 1.2×(G1k+(G3k+G2k)×h) ×a+1.4×(Qk+κ
QDK)×a=1.2×(0.2+(24+1.5)×800/1000)×400/((4-1)×1000)+1.4×(2+1.35×0.5)×400/((4-1)×1000)=3.795kN/m
由永久荷载控制的组合:
q2= 1.35×(G1k+(G3k+G2k)×h) ×a+1.4×0.7×(Qk+κQDK)×a
=1.35×(0.2+(24+1.5)×800/1000)×400/((4-1)×1000)+1.4×0.7×(2+1.35×0.5)×400/((4-1)×1000)=4.058kN/m
取最不利组合得:
q=max[q1,q2]= max(3.795,4.058)=4.058kN/m 1、强度验算
(图7)
次楞弯矩图(kN·m)
Mmax= 0.303kN·m
σ=Υ0×Mmax/W=1×0.303×106/(83.333×1000)=3.N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求
2、抗剪验算
(图8)
次楞剪力图(kN)
Vmax=2.022kN
τmax=Υ0×QmaxS/(Ib) =1×2.022×103×62.5×103/(416.667×104×5×10)=0.607N/mm2≤[τ]=2N/mm2
满足要求
3、挠度验算
挠度验算荷载统计, qk=(G1k+(G3k+G2k)×h)×b/(m-1)
=(0.2+(24+1.5)×800/1000)×400/((4-1)×1000)=2.747kN/m
(图9)
次楞挠度简图
(图10)
次楞挠度图(mm)
νmax=0.211mm≤[ν]=0.9×1000/400=2.25 mm
满足要求
4、支座反力
根据力学求解计算可得: Rmax=3.848kN Rkmax=2.605kN
五、主楞验算
根据实际工况,梁下增加立杆根数为2,故可将主楞的验算力学模型简化为1跨梁计算。这样简化符合工况,且能保证计算的安全。
主楞所承受的荷载主要为次楞传递来的集中力,另外还需考虑主楞自重,主楞自重标准值为gk=38.4/1000=0.038kN/m
自重设计值为:g=1.2gk=0.9×1.2×38.4/1000=0.041kN/m 则主楞承载能力极限状态的受力简图如下:
(图11)
主楞强度计算简图
则主楞正常使用极限状态的受力简图如下:
(图12)
主楞挠度计算简图
1、抗弯验算
(图13)
主楞弯矩图(kN·m)
Mmax= 0.192 kN·m
σ=Υ0×Mmax/W=1×0.192×106/(85.333×1000)=2.255N/mm2≤[f]= 15N/mm2
满足要求
2、抗剪验算
(图14)
主楞剪力图(kN)
Vmax= 3.854 kN τmax=Υ0
×
QmaxS/(Ib)
=
1×3.854×1000××103/(341.333×104×8×10)=0.903N/mm2≤[τ]=2N/mm2
满足要求
3、挠度验算
(图15)
主楞挠度图(mm)
νmax=0.021mm≤[ν]=0.3×1000/400=0.75mm
满足要求
4、支座反力计算
因立杆在验算需用到主楞在承载能力极限状态下在最大支座反力,故经计算得:
Rzmax= 7.704kN
六、立杆验算
1、长细比验算
根据水平杆步距按规范可以求得支架立杆计算长度修正系数1.6 l01=hˊ+2ka=0.5+2×0.7×400=560.5mm l02=ηh=1.6×1×1000=1600mm
取两值中的大值l0=max(l01, l02)=max(560.5,1600)=1600mm
λ=l0/i=1600/(2.01×10)=79.602≤[λ]=150
满足要求
由λ查表得,φ=0.69 2、支架自重计算
立杆自重GZ1:
由于立杆是具有一定长度模数的标准杆件,支模架搭设高度为层高,若计算使用几根立杆搭接而成,还需将楼板厚度、模板厚度、主次楞厚度、托座调节高度、底座调节高度后,再计算立杆根数。为了便于计算,采用下式进行计算:
n =(H-0.3)/h步距=(4.4-0.3)/1=4.1 m=max(mGZ1=(m+1)×立杆自重=(4+1)×3.75×10=187.5 N 水平斜杆自重GZ2:计算每步立杆按承担两个水平斜杆,则自重简化为: 100N/步×(m+1)=100×(4+1)=500 N 竖向斜杆自重GZ3:
计算每步立杆按承担两个竖向斜杆100N/步×(m+1)=100×(4+1)=500 N 可调托座、底座GZ4:140N
合计: GZ=(187.5+500+500+140)/1000=1.327 kN 3、立杆稳定性验算
由可变控制的组合:
N1=1.2×[GZ+G1k+(G2k+G3k)×h]×la×lb+1.4(Qk+κQDK)×la×lb
=1.2×(1.327+0.2+(24+1.5)×800×0.001)×0.9×0.3+1.4×(2+1.35×0.5)×0.9×0.3=8.116kN
由永久荷载控制的组合:
N2=1.35×[GZ+G1k+(G2k+G3k)×h]×la×lb+1.4×0.7×(Qk+κQDK)×la×lb
=1.35×(1.327+0.2+(24+1.5)×800×0.001)×0.9×0.3+1.4×0.7×(2+1.35×0.5)×0.9×0.3=8.7kN
N=max(N1,N2)=max(8.116,8.7)=8.7kN
Υ0×N/(φA)=1×8.7×1000/(0.69×5.71×100)=22.07N/mm2≤f=300N/mm2
满足要求 七、可调托座验算
按上节计算可知,可调托座受力N= Rzmax =7.704 kN≤[N]=30kN
满足要求