xxxB1区壹品园小区;属于框架;总建筑面积:23716平方米;总工期:190天;施工单位:XXX市建筑工程有限公司。
本工程由:XXX市XX区XXX房地产开发有限公司投资建设;由XXX担任项目经理;XXX担任技术负责人。
模板支架的计算依据《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》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
一、参数信息:
1.脚手架参数
横向间距或排距:0.50m;纵距:0.50m;步距:0.80m;
立杆上端伸出至模板支撑点长度:0.10m;脚手架搭设高度:3.90m;
采用的钢管:Φ48×3.50mm;
扣件连接方式:双扣件,取扣件抗滑承载力系数:0.80;
板底支撑连接方式:圆木支撑;
2.荷载参数
模板与木板自重:0.350kN/m2;混凝土与钢筋自重:25.000kN/m3;
楼板浇筑厚度:100.00mm;
施工均布荷载标准值:1.000;
3.楼板参数
钢筋级别:二级钢HRB 335(20MnSi); 楼板混凝土强度等级:C25;
每层标准施工天数:8;每平米楼板截面的钢筋面积:1440.000mm2;
楼板的计算宽度:4.00m;楼板的计算厚度:100.00mm;
楼板的计算长度:4.50m;施工平均温度:15.000℃;
4.圆木参数
圆木弹性模量E:9500.000N/mm2;圆木抗弯强度设计值:13.00N/mm2
圆木抗剪强度设计值:1.40N/mm2;圆木的间隔距离:1300.00mm
圆木的小头直径:200.00mm
图2 楼板支撑架荷载计算单元
二、模板支撑圆木的计算:
圆木按照简支梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 3.142×20.0003/32 = 785.398 cm3;
I = 3.142×20.0004/64 = 7853.982 cm4;
圆木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1 = 25.000×1.300×0.100 = 3.250 kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2 = 0.350×1.300 = 0.455 kN/m ;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
p1 = (1.000 + 2.000)×0.500×1.300 = 1.950 kN;
2.强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载 q = 1.2 × (q1+q2) = 1.2×(3.250+0.455) = 4.446 kN/m;
集中荷载 p = 1.4×1.950 = 2.730 kN;
最大弯距 M = Pl/4+ql2/8 = 2.730×0.500/4+4.446×0.5002/8 = 0.480 kN;
最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 2.730/2 +4.446×0.500/2 = 2.476 kN ;
圆木最大应力计算值 σ = M /W = 0.480×106/785398.00 = 0.611N/mm2;
圆木的抗弯强度设计值 [f] = 13.0 N/mm2;圆木的最大应力计算值为 0.611 N/mm2 小于圆木的抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!
3.抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
Q = ql/2 + P/2
截面抗剪强度必须满足:
T = 3Q/2bh < [T]其中最大剪力: Q = 4.446×0.500/2+2.730/2 = 2.476 kN;
圆木受剪应力计算值 T = 3×2.476×103/(2×60.000×80.000) = 0.774 N/mm2;
圆木抗剪强度设计值 [T] = 1.400 N/mm2; 圆木的受剪应力计算值 0.774 N/mm2 小于 圆木的抗剪强度设计值 1.400 N/mm2,满足要求!
4.挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
均布荷载 q = q1+q2 = 3.705 kN/m;
集中荷载 p = 1.950 kN;
最大挠度计算值 V = 5×3.705×500.04/(384×9500.000×78539820.000)+1950.000×500.03/(48×78539820.000×9500.000) = 0.011 mm;
最大允许挠度 [V] = 500.0/ 250 = 2.000 mm;圆木的最大挠度计算值 0.011 mm 小于 圆木的最大允许挠度 2.000 mm,满足要求!
三、板底支撑钢管计算:
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 = 4.446×0.500 + 2.730 = 4.953 kN;
支撑钢管计算弯距图(kN.m)
最大弯矩 Mmax = 0.661 kN.m ;
最大变形 Vmax = 0.0000 mm ;
最大支座力 Qmax = 11.228 kN ;
最大应力 σ = 0.842 N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2;支撑钢管的最大应力计算值 0.842 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于500.0/150与10 mm,满足要求!
四、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0.80,该工程实际
的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN;
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R = 11.228 kN;
R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):
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)脚手架的自重(kN):
NG1 = 0.129×3.900 = 0.503 kN;(2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.350×0.500×0.500 = 0.088 kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 = 25.000×0.100×0.500×0.500 = 0.625 kN;
静荷载标准值 NG = NG1+GG2+GG3 = 1.216 kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000) ×0.500×0.500 = 0.750 kN;
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG+1.4NQ = 2.509 kN;
六、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
其中 N -- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 2.509 kN;
φ-- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 L0/i 查表得到;
i -- 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.58 cm;
A -- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.89 cm2;
W -- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):5.08 cm3;
σ-- 钢管立杆受压应力计算值 (N/mm2);
[f]-- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] = 205.000 N/mm2;
L0-- 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》,由下式计算L0 = h+2a
a -- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.100 m;
得到计算结果:
立杆计算长度 L0 = h+2a = 0.8002×0.100 = 1.000 m ;
L0/i = 1000.000/15.782 = 63
由长细比 L0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ = 0.806 ;
钢管立杆受压应力计算值;σ = 2509.000/(0.806 ×489.000) = 6.366 N/mm 2 ;立杆稳定性计算 σ = 6.366 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2,满足要求!
七、楼板强度的计算:
1. 楼板强度计算说明
验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板的跨度取4.5M,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。
宽度范围内配置Ⅱ级钢筋,配置面积As = 1440 mm2,fy = 300 N/mm2。
板的截面尺寸为 b×h = 4000mm×100mm,截面有效高度 ho = 80 mm。按照楼板每8天浇筑一层,所以需要验算8天、16天、24天...的承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:
2.验算楼板混凝土8天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4.0 m;