计算依据:
1、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130-2011 3、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 4、《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 5、《钢结构设计规范》GB 50017-2003
一、工程属性
新浇混凝土梁名称
混凝土梁截面尺寸(mm×mm) 梁侧楼板厚度(mm)
KL 400×800 120
新浇混凝土梁计算跨度(m) 新浇混凝土结构层高(m)
9.1 10.8
二、荷载设计
面板 20.1 0.3 0.5 0.75 面板及小梁 模板面板 模板及其支架 模板及其支架自重标准值G1k(kN/m) 新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m) 3324 梁 板 1.5 1.1 2钢筋自重标准值G3k(kN/m) 施工人员及设备荷载标准值Q1k 振捣混凝土时产生的荷载标准值Q2k(kN/m) 2当计算支架立柱及其他支承结构构件时(kN/m) 1 对水平面模板取值 22 基本风压ω0(kN/m) 风荷载标准值ωk(kN/m) 20.3 1.03 0.8 非自定义:0.25 风压高度变化系数μz 风荷载体型系数μs 三、模板体系设计 新浇混凝土梁支撑方式 梁跨度方向立柱间距la(mm) 梁两侧立柱间距lb(mm) 步距h(mm) 新浇混凝土楼板立柱间距la(mm)、lb(mm) 混凝土梁居梁两侧立柱中的位置 梁左侧立柱距梁中心线距离(mm) 梁底增加立柱根数 梁底增加立柱布置方式 梁底增加立柱依次距梁左侧立柱距离(mm) 梁底支撑小梁根数 梁底支撑小梁一端悬挑长度(mm) ''梁两侧有板,梁板立柱共用(A) 900 1000 1600 900、900 居中 500 1 按混凝土梁梁宽均分 500 4 50 设计简图如下:
平面图
立面图
四、面板验算
面板类型 面板抗弯强度设计值[f](N/mm) 2覆面木胶合板 15 面板厚度(mm) 面板弹性模量E(N/mm) 218 10000 取单位宽度1000mm,按三等跨连续梁计算,计算简图如下:
W=bh2/6=1000×18×18/6=54000mm3,I=bh3/12=1000×18×18×18/12=486000mm4
q1=0.9max[1.2(G1k+ (G2k+G3k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k+
(G2k+G3k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.1+(24+1.5)×0.8)+1.4×2,1.35×(0.1+(24+1.5)×0.8)+1.4×0.7×2]×1=26.67kN/m
q1静=0.9×1.35×[G1k+(G2k+G3k)×h]×b=0.9×1.35×[0.1+(24+1.5)×0.8]×1=24.91kN/m
q1活=0.9×1.4×0.7×Q2k×b=0.9×1.4×0.7×2×1=1.76kN/m q2=(G1k+ (G2k+G3k)×h)×b=[0.1+(24+1.5)×0.8]×1=20.5kN/m 1、强度验算
Mmax=0.1q1静L2+0.117q1活L2=0.1×24.91×0.132+0.117×1.76×0.132=0.05kN·m σ=Mmax/W=0.05×106/54000=0.89N/mm2≤[f]=15N/mm2 满足要求! 2、挠度验算
νmax=0.677qL4/(100EI)=0.677×20.5×133.334/(100×10000×486000)=0.009mm≤[ν]=l/400=133.33/400=0.33mm 满足要求! 3、支座反力计算
设计值(承载能力极限状态)
R1=R4=0.4 q1静l +0.45 q1活l=0.4×24.91×0.13+0.45×1.76×0.13=1.43kN R2=R3=1.1 q1静l +1.2 q1活l=1.1×24.91×0.13+1.2×1.76×0.13=3.94kN 标准值(正常使用极限状态)
R1'=R4'=0.4 q2l=0.4×20.5×0.13=1.09kN R2'=R3'=1.1 q2l=1.1×20.5×0.13=3.01kN
五、小梁验算
小梁类型 小梁抗弯强度设计值[f](N/mm) 2方木 15.44 小梁材料规格(mm) 小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm) 245×90 1.78 小梁弹性模量E(N/mm) 小梁截面惯性矩I(cm) 429350 273.38 小梁截面抵抗矩W(cm) 360.75 为简化计算,按四等跨连续梁和悬臂梁分别计算,如下图:
q1=
max{1.43+0.9×1.35×[(0.3-0.1)×0.4/3+0.5×(0.8-0.12)]+0.9max[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.12)+1.4×1,1.35×(0.5+(24+1.1)×0.12)+1.4×0.7×1]×max[0.5-0.4/2,(1-0.5)-0.4/2]/2×1,3.94+0.9×1.35×(0.3-0.1)×0.4/3}=3.97kN/m q2=
max[1.09+(0.3-0.1)×0.4/3+0.5×(0.8-0.12)+(0.5+(24+1.1)×0.12)×max[0.5-0.4/2,(1-0.5)-0.4/2]/2×1,3.01+(0.3-0.1)×0.4/3]=3.03kN/m 1、抗弯验算
Mmax=max[0.107q1l12,0.5q1l22]=max[0.107×3.97×0.92,0.5×3.97×0.052]=0.34kN·m
σ=Mmax/W=0.34×106/60750=5.66N/mm2≤[f]=15.44N/mm2 满足要求! 2、抗剪验算
Vmax=max[0.607q1l1,q1l2]=max[0.607×3.97×0.9,3.97×0.05]=2.168kN τmax=3Vmax/(2bh0)=3×2.168×1000/(2×45×90)=0.8N/mm2≤[τ]=1.78N/mm2 满足要求! 3、挠度验算
ν1=0.632q2l14/(100EI)=0.632×3.03×9004/(100×9350×2733800)=0.49mm≤[ν]=l/400=900/400=2.25mm
ν2=q2l24/(8EI)=3.03×504/(8×9350×2733800)=0mm≤[ν]=l/400=50/400=0.12mm 满足要求! 4、支座反力计算
梁头处(即梁底支撑小梁悬挑段根部) 承载能力极限状态
Rmax=max[1.143q1l1,0.393q1l1+q1l2]=max[1.143×3.97×0.9,0.393×3.97×0.9+3.97×0.05]=4.08kN
同理可得,梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1=R4=2.73kN,R2=R3=4.08kN
正常使用极限状态
R'max=max[1.143q2l1,0.393q2l1+q2l2]=max[1.143×3.03×0.9,0.393×3.03×0.9+3.03×0.05]=3.12kN
同理可得,梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R'1=R'4=2.38kN,R'2=R'3=3.12kN
六、主梁验算
主梁类型 可调托座内主梁根数 钢管 1 主梁材料规格(mm) 主梁弹性模量E(N/mm) 2Φ48×2.8 206000 主梁抗弯强度设计值[f](N/mm) 主梁截面惯性矩I(cm) 42205 10.19 主梁抗剪强度设计值[τ](N/mm) 主梁截面抵抗矩W(cm) 32125 4.25 主梁自重忽略不计,计算简图如下:
1、抗弯验算
主梁弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.478×106/4250=112.43N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 2、抗剪验算
主梁剪力图(kN)
Vmax=6.143kN
τmax=2Vmax/A=2×6.143×1000/398=30.87N/mm2≤[τ]=125N/mm2 满足要求! 3、挠度验算
主梁变形图(mm)
νmax=0.13mm≤[ν]=l/400=500/400=1.25mm 满足要求! 4、扣件抗滑计算
R=max[R1,R3]=0.67kN≤8kN
单扣件在扭矩达到40~65N·m且无质量缺陷的情况下,单扣件能满足要求! 同理可知,右侧立柱扣件受力R=0.67kN≤8kN
单扣件在扭矩达到40~65N·m且无质量缺陷的情况下,单扣件能满足要求!
七、立柱验算
立杆稳定性计算依据 《建筑施工扣件式剪刀撑设置 钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
加强型
立杆顶部步距hd(mm)
1300 立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a(mm)
200
顶部立杆计算长度系数μ1 钢管类型 回转半径i(mm)
抗压强度设计值f(N/mm)
2
1.386 Φ48×2.8 16 205
非顶部立杆计算长度系数μ2 立柱截面面积A(mm) 立柱截面抵抗矩W(cm)
32
1.755 398 4.25
长细比验算
顶部立杆段:l01=kμ1(hd+2a)=1×1.386×(1300+2×200)=2356.2mm 非顶部立杆段:l02=kμ2h =1×1.755×1600=2808mm λ=l0/i=2808/16=175.5≤[λ]=210 长细比满足要求! 1、风荷载计算
Mw=0.92×1.4×ωk×la×h2/10=0.92×1.4×0.25×0.9×1.62/10=0.07kN·m 2、稳定性计算
根据《建筑施工模板安全技术规范》公式5.2.5-14,荷载设计值q1有所不同: 1)面板验算
q1=0.9×[1.2×(0.1+(24+1.5)×0.8)+0.9×1.4×2]×1=24.41kN/m 2)小梁验算 q1=
max{1.32+(0.3-0.1)×0.4/3+0.9×[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.12)+0.9×1.4×1]×max[0.5-0.4/2,(1-0.5)-0.4/2]/2×1,3.61+(0.3-0.1)×0.4/3}=3.64kN/m 同上四~六计算过程,可得:
R1=0.63kN,R2=11.43kN,R3=0.63kN
顶部立杆段:l01=kμ1(hd+2a)=1.217×1.386×(1300+2×200)=2867.495mm
λ1=l01/i=2867.495/16=179.218,查表得,υ1=0.223 立柱最大受力Nw=max[R1+N边1,R2,R3+N边2]+Mw/lb=
max[0.63+0.9×[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.12)+0.9×1.4×1]×(0.9+0.5-0.4/2)/2×0.9,11.43,0.63+0.9×[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.12)+0.9×1.4×1]×(0.9+1-0.5-0.4/2)/2×0.9]+0.07/1=11.56kN
f=N/(υA)+Mw/W=11563.48/(0.22×398)+0.07×106/4250=145.66N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
非顶部立杆段:l02=kμ2h =1.217×1.755×1600=3417.336mm λ2=l02/i=3417.336/16=213.584,查表得,υ2=0.16 立柱最大受力Nw=max[R1+N边1,R2,R3+N边2]+Mw/lb=
max[0.63+0.9×[1.2×(0.75+(24+1.1)×0.12)+0.9×1.4×1]×(0.9+0.5-0.4/2)/2×0.9,11.43,0.63+0.9×[1.2×(0.75+(24+1.1)×0.12)+0.9×1.4×1]×(0.9+1-0.5-0.4/2)/2×0.9]+0.07/1=11.56kN
f=N/(υA)+Mw/W=11563.48/(0.16×398)+0.07×106/4250=196.96N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
八、可调托座验算
可调托座承载力容许值[N](kN) 30 由\"主梁验算\"一节计算可知可调托座最大受力N=max[R2]×1=12.29kN≤[N]=30kN
满足要求!
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