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1、第 1 页 共 19 页 坡屋面楼板模板高支架计算书 坡屋面支模荷载计算说明 该坡屋面坡度i=0.283,tan=0.283 水平面夹角=15.8 荷载增大系数k=1/cos15.8=1.04。以下利用专业软件计算坡屋面结构支模中,楼板截面高度、模板自重、砼内钢筋含量、每平方米施工荷载等,均乘以1.04后再进行计算。楼板楼板现浇厚度为0.13米,模板支架搭设高度为17.20米,搭设尺寸为:立杆的纵距 b=0.90米,立杆的横距 l=0.90米,立杆的步距 h=1.50米。模板面板采用胶合面板,厚度为15mm,板底龙骨采用木方:4080;间距:300mm;第 2 页 共 19 页 梁顶托采用双钢
2、管:483.0。采用的钢管类型为 483.0,采用扣件连接方式。立杆上端伸出至模板支撑点长度:0.30米。图1 楼板支撑架立面简图 图2 楼板支撑架荷载计算单元 一、模板面板计算 依据混凝土结构工程施工规范GB50666-2011,4.3.5和4.3.6计算。面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板按照三跨连续梁计算。使用模板类型为:胶合板。(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):q11=27.1500.1250.900=3.054kN/m 第 3 页 共 19 页 (2)模板的自重线荷载(kN/m):q12=0.3600.900=0.324kN/m (3)活荷载为施工荷载标准值(kN/
3、m):q13=2.6000.900=2.340kN/m 均布线荷载标准值为:q=27.1500.1250.900+0.3600.900=3.378kN/m 均布线荷载设计值为:q1=1.001.35(3.054+0.324)+1.40.92.340=7.509kN/m 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中,截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:W=90.001.501.50/6=33.75cm3;I=90.001.501.501.50/12=25.31cm4;(1)抗弯强度计算 M=0.1q1l2=0.17.5090.3002=0.068kN.m =M/W f 其中 面板的抗弯强度计算
4、值(N/mm2);M 面板的最大弯距(N.mm);W 面板的净截面抵抗矩;f 面板的抗弯强度设计值,取12.00N/mm2;经计算得到面板抗弯强度计算值 =0.06810001000/33750=2.002N/mm2 面板的抗弯强度验算 f,满足要求!(2)挠度计算 验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,故采用均布线荷载标准值为设计值。v=0.677ql4/100EI v=l/250 面板最大挠度计算值 v=0.6773.3783004/(1004200253125)=0.174mm 面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!二、板底龙骨的计算 第 4 页 共 19 页 板底
5、龙骨按照均布荷载下三跨连续梁计算。1.荷载的计算 (1)钢筋混凝土板自重(kN/m):q11=27.1500.1250.300=1.018kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m):q12=0.3600.300=0.108kN/m (3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m):q13=2.6000.300=0.780kN/m 均布线荷载标准值为:q=27.1500.1250.300+0.3600.300=1.126kN/m 均布线荷载设计值为:q1=1.001.35(1.018+0.108)+1.40.90.780=2.503kN/m 2.板底龙骨的计算 按照三跨连续梁计算,计算过程如下:板底龙
6、骨的截面力学参数为 本算例中,截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:W=4.008.008.00/6=42.67cm3;I=4.008.008.008.00/12=170.67cm4;(1)抗弯强度计算M=0.1q1l2=0.12.5030.9002=0.203kN.m =M/W f 其中 板底龙骨的抗弯强度计算值(N/mm2);M 板底龙骨的最大弯距(N.mm);W 板底龙骨的净截面抵抗矩;f 板底龙骨的抗弯强度设计值,取15.44N/mm2;经计算得到板底龙骨抗弯强度计算值 =0.20310001000/42667=4.752N/mm2 板底龙骨的抗弯强度验算 f,满足要求!(2)挠度计算 第
7、 5 页 共 19 页 验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,故采用均布线荷载标准值为设计值。v=0.677ql4/100EI v=l/250 板底龙骨最大挠度计算值 v=0.6771.1269004/(10093501706667)=0.313mm 板底龙骨的最大挠度小于900.0/250,满足要求!最大支座力 最大支座力 N=1.1ql=1.12.5030.900=2.253kN 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=2.253kN 均布荷载取托梁的自重 q=0.080kN/m。托梁计算简图 托梁剪力图(kN)第 6 页 共 19
8、页 托梁弯矩图(kN.m)经过计算得到最大弯矩 M=0.648kN.m 经过计算得到最大支座 F=7.551kN 经过计算得到最大变形 V=0.8mm 顶托梁的截面力学参数为 截面抵抗矩 W=8.98cm3;截面惯性矩 I=21.56cm4;(1)顶托梁抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.648106/8980.0=72.16N/mm2 顶托梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!(2)顶托梁挠度计算 最大变形 v=0.8mm 顶托梁的最大挠度小于900.0/400,满足要求!四、扣件抗滑移的计算 按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数
9、1.00 该工程实际的旋转单扣件承载力取值为Rc=8 1.00=8.00kN。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8.0 1.00=8.00KN;R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;第 7 页 共 19 页 上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆,无需计算。五、模板支架荷载标准值(立杆轴力)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)脚手架钢管的自重(kN):NG1=0.134317.200=2.311kN 钢管的自重计算参照扣件式规范(JGJ 130-
10、2011)附录A.0.3 满堂支撑架自重标准值。(2)模板的自重(kN):NG2=0.3600.9000.900=0.292kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN):NG3=27.1500.1250.9000.900=2.749kN 经计算得到,静荷载标准值 NG=NG1+NG2+NG3=5.351kN。2.活荷载为施工荷载标准值。计算支架立柱及其他支撑结构时,均布荷载取2.60kN/m2 经计算得到,活荷载标准值 NQ=2.6000.9000.900=2.106kN 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值 模板支架的荷载设计值:N=1.00(1.35NG+1.40.9NQ)=9.878kN
11、4.考虑风荷载时,风荷载标准值产生的弯矩 风荷载标准值:其中 W0 基本风压(kN/m2),按照建筑结构荷载规范的规定采用:W0=0.300 Uz 风荷载高度变化系数,按照 建筑结构荷载规范(GB50009-2012)的规定采用:脚手架底部 Uz=1.000,Us 风荷载体型系数:Us=0.1573 第 8 页 共 19 页 经计算得到,脚手架底部风荷载标准值 Wk=1.0000.15730.300=0.047kN/m2。风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW MW=0.90.91.4Wklah2/10 其中 Wk 风荷载基本风压标准值(kN/m2);la 立杆的纵距(m);h 立杆的步距(m)。
12、经计算得,底部立杆段弯矩 Mw=0.90.91.40.047.901.502/10=0.011kN.m 5.考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值 按照混凝土结构工程施工规范(GB50666-2011)4.3.5和4.3.6的规定采用:N=1.00(1.35NG+0.91.4NQ+0.91.4Mw/lb)=9.893kN 六、立杆的稳定性计算 1、不考虑风荷载时,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 不考虑风荷载时,立杆的轴心压力设计值,N=9.88kN;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=1.60 A 立杆净截
13、面面积(cm2);A=4.24 钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);f 钢管立杆抗压强度设计值,f=205.00N/mm2;l0 计算长度(m);(1).参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011),由公式(1)、(2)计算 顶部 l0=k1(h+2a)(1)底部 l0=k2h (2)其中,k计算长度附加系数,应按表5.4.6采用;k=1.217;第 9 页 共 19 页 考虑满堂支撑架整体稳定因素的单杆计算长度系数,按附录C采用;1=1.288,2=1.755 a立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度a=0.30m;计算长细比时,K取1;公式(1)的计算结果:=
14、(h+2a)/i=1.288(1.500+20.30)100/1.600=169=210,满足要求!公式(2)的计算结果:=h/i=1.7551.500100/1.600=165=210,满足要求!立杆计算长度 l0=k(h+2a)=1.217 1.288(1.50+20.30)=3.29 立杆计算长度 l0=kh=1.217 1.755 1.50=3.20 l0/i=3290.890/16.000=206 由长细比l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数=0.171 钢管立杆受压应力计算值=136.50N/mm2,立杆的稳定性计算 f1=205.00N/mm2,满足要求!2、考虑风荷载
15、时,立杆的稳定性计算 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 其中 N 考虑风荷载时,立杆的轴心压力设计值,N=9.89kN;MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.011kN.m;W 立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49 公式(1)、(2)的计算结果:由长细比l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数=0.171 钢管立杆受压应力计算值=139.16N/mm2,立杆的稳定性计算 f1=205.00N/mm2,满足要求!附录:建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 表5.4.6满堂支撑架计算长度附加系数取值K 第 10 页 共 19 页 高度H(m)H 8 8 H 10 10 H
16、 20 20 H 30 k 1.155 1.185 1.217 1.291 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范满堂支撑架计算长度系数 第 11 页 共 19 页 以上表参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)七、支架抗倾覆力矩验算 依据混凝土结构工程施工规范GB50666-2011,4.3.11计算。支架的抗倾覆验算应满足下式要求:混凝土浇筑前:第 12 页 共 19 页 混凝土浇筑前倾覆力矩主要由风荷载产生;支架的倾覆力矩设计值:M0=0.51.4WkBHH=0.51.40.0470.9017.2017.20=8.795kN.m 支架的抗倾覆力矩设计值:Mr=0.
17、50.9nNG1L=0.50.9192.31117.20/1.00=339.791kN.m 支架的倾覆力矩设计值1.008.80不大于支架的抗倾覆力矩设计值339.79kN.m,满足要求!混凝土浇筑时:混凝土浇筑时倾覆力矩主要由泵送混凝土等因素产生的附加水平荷载;单跨钢筋混凝土楼板自重(kN):NG3=27.1500.1250.9000.900=2.749kN 支架的倾覆力矩设计值:M0=1.35nNG3B0.02H=1.35192.74917.2000.0217.20=309.033kN.m 支架的抗倾覆力矩设计值:Mr=0.50.9nNGL=0.50.9195.35117.20/1.00=
18、786.932kN.m 支架的倾覆力矩设计值1.00309.03不大于支架的抗倾覆力矩设计值786.93kN.m,满足要求!八、楼板强度的计算 1.计算楼板强度说明 验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取9.35m,下部楼板的厚度度取0.12m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。单元板宽度范围内配筋2级钢筋,配筋面积As=840.0mm2,fy=300.0N/mm2。板的截面尺寸为 bh=9350mm120mm,截面有效高度 h0=100mm。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:第 13 页 共 19 页 2.计算楼板混凝土8
19、天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边9.35m,短边9.350.34=3.18m,楼板计算范围内摆放104排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。第2层楼板所需承受的荷载为 q=1.001.35(0.36+27.150.13)+11.001.35(0.36+27.150.12)+11.001.35(2.31104/9.35/3.18)+1.40.92.60=17.00kN/m2 板带所需承担的最大弯矩按照两边固接单向板计算 Mmax=ql2/12=17.009.352/12=123.83kN.m/m 单元板带所承受最大弯矩 Mmax=1123.83=123.83kN.m 验算楼板混凝土
20、强度的平均气温为24.00,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到8天后混凝土强度达到66.16%,C30.0混凝土强度近似等效为C19.8。混凝土弯曲抗压强度设计值为fc=9.53N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度:=Asfy/bh0fc=840.00300.00/(1000100.009.53)=0.265 计算得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 第 14 页 共 19 页 s=(1-0.5)=0.265(1-0.50.265)=0.230;此层楼板所能承受的最大弯矩为:M2=sbh02fc=0.2301000100.00029.5310-6=21.87kN.m 结论
21、:由于Mi=21.87 Mmax=123.83 所以第8天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。第2层以下的模板支撑必须保存。3.计算楼板混凝土16天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边9.35m,短边9.350.34=3.18m,楼板计算范围内摆放104排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。第3层楼板所需承受的荷载为 q=1.001.35(0.36+27.150.13)+21.001.35(0.36+27.150.12)+21.001.35(2.31104/9.35/3.18)+1.40.92.60=25.65kN/m2 板带所需承担的最大弯矩按照两边固接单向板计算
22、Mmax=ql2/12=25.659.352/12=186.88kN.m/m 单元板带所承受最大弯矩 Mmax=1186.88=186.88kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为24.00,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到16天后混凝土强度达到86.96%,C30.0混凝土强度近似等效为C26.1。混凝土弯曲抗压强度设计值为fc=12.42N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度:=Asfy/bh0fc=840.00300.00/(1000100.0012.42)=0.203 计算得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=(1-0.5)=0.203(1-0.50.203)
23、=0.182;此层楼板所能承受的最大弯矩为:M3=sbh02fc=0.1821000100.000212.4210-6=22.64kN.m 结论:由于Mi=44.51 Mmax=186.88 第 15 页 共 19 页 所以第16天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。第3层以下的模板支撑必须保存。4.计算楼板混凝土24天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边9.35m,短边9.350.34=3.18m,楼板计算范围内摆放104排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。第4层楼板所需承受的荷载为 q=1.001.35(0.36+27.150.13)+31.001.35(0.3
24、6+27.150.12)+31.001.35(2.31104/9.35/3.18)+1.40.92.60=34.31kN/m2 板带所需承担的最大弯矩按照两边固接单向板计算 Mmax=ql2/12=34.319.352/12=249.93kN.m/m 单元板带所承受最大弯矩 Mmax=1249.93=249.93kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为24.00,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到24天后混凝土强度达到99.13%,C30.0混凝土强度近似等效为C29.7。混凝土弯曲抗压强度设计值为fc=14.17N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度:=Asfy/bh0fc=840
25、.00300.00/(1000100.0014.17)=0.178 计算得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=(1-0.5)=0.178(1-0.50.178)=0.162;此层楼板所能承受的最大弯矩为:M4=sbh02fc=0.1621000100.000214.1710-6=22.96kN.m 结论:由于Mi=67.47 Mmax=249.93 所以第24天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。第4层以下的模板支撑必须保存。5.计算楼板混凝土32天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边9.35m,短边9.350.34=3.18m,第 16 页 共 19 页 楼
26、板计算范围内摆放104排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。第5层楼板所需承受的荷载为 q=1.001.35(0.36+27.150.13)+41.001.35(0.36+27.150.12)+41.001.35(2.31104/9.35/3.18)+1.40.92.60=42.96kN/m2 板带所需承担的最大弯矩按照两边固接单向板计算 Mmax=ql2/12=42.969.352/12=312.98kN.m/m 单元板带所承受最大弯矩 Mmax=1312.98=312.98kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为24.00,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到32天后混凝土强度达到
27、107.76%,C30.0混凝土强度近似等效为C32.3。混凝土弯曲抗压强度设计值为fc=15.42N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度:=Asfy/bh0fc=840.00300.00/(1000100.0015.42)=0.163 计算得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=(1-0.5)=0.163(1-0.50.163)=0.150;此层楼板所能承受的最大弯矩为:M5=sbh02fc=0.1501000100.000215.4210-6=23.14kN.m 结论:由于Mi=90.61 Mmax=312.98 所以第32天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来
28、的荷载。第5层以下的模板支撑必须保存。6.计算楼板混凝土40天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边9.35m,短边9.350.34=3.18m,楼板计算范围内摆放104排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。第6层楼板所需承受的荷载为 q=1.001.35(0.36+27.150.13)+51.001.35(0.36+27.150.12)+第 17 页 共 19 页 51.001.35(2.31104/9.35/3.18)+1.40.92.60=51.62kN/m2 板带所需承担的最大弯矩按照两边固接单向板计算 Mmax=ql2/12=51.629.352/12=376.03kN.m/m
29、 单元板带所承受最大弯矩 Mmax=1376.03=376.03kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为24.00,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到40天后混凝土强度达到114.46%,C30.0混凝土强度近似等效为C34.3。混凝土弯曲抗压强度设计值为fc=16.38N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度:=Asfy/bh0fc=840.00300.00/(1000100.0016.38)=0.154 计算得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=(1-0.5)=0.154(1-0.50.154)=0.142;此层楼板所能承受的最大弯矩为:M6=sbh02fc=0.14
30、21000100.000216.3810-6=23.26kN.m 结论:由于Mi=113.87 Mmax=376.03 所以第40天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。第6层以下的模板支撑必须保存。7.计算楼板混凝土48天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边9.35m,短边9.350.34=3.18m,楼板计算范围内摆放104排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。第7层楼板所需承受的荷载为 q=1.001.35(0.36+27.150.13)+61.001.35(0.36+27.150.12)+61.001.35(2.31104/9.35/3.18)+1.40.92.
31、60=60.27kN/m2 板带所需承担的最大弯矩按照两边固接单向板计算 Mmax=ql2/12=60.279.352/12=439.07kN.m/m 第 18 页 共 19 页 单元板带所承受最大弯矩 Mmax=1439.07=439.07kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为24.00,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到48天后混凝土强度达到119.93%,C30.0混凝土强度近似等效为C36.0。混凝土弯曲抗压强度设计值为fc=17.17N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度:=Asfy/bh0fc=840.00300.00/(1000100.0017.17)=0.147 计
32、算得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=(1-0.5)=0.147(1-0.50.147)=0.136;此层楼板所能承受的最大弯矩为:M7=sbh02fc=0.1361000100.000217.1710-6=23.35kN.m 结论:由于Mi=137.22 Mmax=439.07 所以第48天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。第7层以下的模板支撑必须保存。8.计算楼板混凝土56天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边9.35m,短边9.350.34=3.18m,楼板计算范围内摆放104排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。第8层楼板所需承受的荷载为 q
33、=1.001.35(0.36+27.150.13)+71.001.35(0.36+27.150.12)+71.001.35(2.31104/9.35/3.18)+1.40.92.60=68.92kN/m2 板带所需承担的最大弯矩按照两边固接单向板计算 Mmax=ql2/12=68.929.352/12=502.12kN.m/m 单元板带所承受最大弯矩 Mmax=1502.12=502.12kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为24.00,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到56天后混凝土强度达到124.56%,C30.0混凝土强度近似等效为C37.4。第 19 页 共 19 页 混凝土弯曲抗压强度设计值为fc=17.84N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度:=Asfy/bh0fc=840.00300.00/(1000100.0017.84)=0.141 计算得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=(1-0.5)=0.141(1-0.50.141)=0.131;此层楼板所能承受的最大弯矩为:M8=sbh02fc=0.1311000100.000217.8410-6=23.42kN.m 结论:由于Mi=160.64 Mmax=502.12 所以第56天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。第8层以下的模板支撑必须保存。
限制150内