计算依据:
1、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008 2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 3、《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012 4、《钢结构设计规范》GB 50017-2003
一、工程属性
新浇混凝土楼板名称 新浇混凝土楼板边长L(m) 直线加速器顶板 21.8 新浇混凝土楼板板厚(mm) 新浇混凝土楼板边宽B(m) 1800 11.6 二、荷载设计 当计算面板和小梁时的均布活荷载(kN/m) 当计算面板和小梁时的集中荷载(kN) 施工人员及设备荷载标准值Q1k 当计算主梁时的均布活荷载(kN/m) 当计算支架立柱及其他支承结构构件时的均布活荷载(kN/m) 面板自重标准值 22222.5 2.5 1.5 1 0.1 0.3 0.5 0.75 3面板及小梁自重标准值 楼板模板自重标准值 模板及其支架自重标准值 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) 24 基本23钢筋自重标准值G3k(kN/m) 风压0.75 1.1 ω0(kN/m) 风荷载标准值ωk(kN/m) 2风压高度变化系数μz 风荷载体型系数μs 0.5 1 0.375 三、模板体系设计 模板支架高度(m) 立柱纵向间距la(mm) 立柱横向间距lb(mm) 水平拉杆步距h(mm) 立柱布置在混凝土板域中的位置 立柱距混凝土板短边的距离(mm) 立柱距混凝土板长边的距离(mm) 主梁布置方向 小梁间距(mm) 小梁最大悬挑长度(mm) 主梁最大悬挑长度(mm) 结构表面的要求 4.6 600 600 1200 中心对称 100 100 平行楼板长边 100 100 100 结构表面外露 设计简图如下:
模板设计平面图
模板设计剖面图(楼板长向)
模板设计剖面图(楼板宽向)
四、面板验算
面板类型 面板抗弯强度设计值[f](N/mm) 面板验算方式 2覆面木胶合板 15 简支梁 面板厚度(mm) 面板弹性模量E(N/mm) 218 5400 根据《建筑施工模板安全技术规范》5.2.1\"面板可按简支跨计算\"的规定,另据现实,楼板面板应搁置在梁侧模板上,因此本例以简支梁,取1m单位宽度计算。计算简图如下:
W=bh2/6=1000×18×18/6=54000mm3,I=bh3/12=1000×18×18×18/12=486000mm4
1、强度验算 q1
=
0.9max[1.2(G1k+
(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k
,
1.35(G1k+
,
(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.1+(1.1+24)×1.8)+1.4×2.51.35×(0.1+(1.1+24)×1.8)+1.4×0.7×2.5] ×1=57.22kN/m q2=0.9×1.35×G1K×b=0.9×1.35×0.1×1=0.122kN/m p=0.9×1.4×0.7×Q1K/2=0.9×1.4×0.7×2.5/2=1.103kN Mmax
=
max[q1l2/8,q2l2/8+pl/4]=max[57.22×0.12/8
,
0.122×0.12/8+1.103×0.1/4]= 0.072kN·m
σ=Mmax/W=0.072×106/54000=1.325N/mm2≤[f]=15N/mm2 满足要求! 2、挠度验算
q=(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=(0.1+(1.1+24)×1.8)×1=45.28kN/m
ν=5ql4/(384EI)=5×45.28×1004/(384×5400×486000)=0.022mm≤[ν]=l/400=100/400=0.25mm 满足要求!
五、小梁验算
小梁类型 小梁抗弯强度设计值[f](N/mm) 小梁截面抵抗矩W(cm) 小梁截面惯性矩I(cm) 432方木 14.85 54 243 小梁材料规格(mm) 小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm) 小梁弹性模量E(N/mm) 2240×90 1.49 9350 因小梁较大悬挑长度为100mm,因此需进行最不利组合,计算简图如下:
1、强度验算 q1
=
0.9max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k
,
1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9×max[1.2×(0.3+(1.1+24)×1.8)+1.4×2.5,1.35×(0.3+(1.1+24)×1.8)+1.4×0.7×2.5]×0.1=5.746kN/m 因
此
,
q1
静
==
0.9×1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=0.9×1.35×(0.3+(1.1+24)×1.8)×0.15.526kN/m
q1活=0.9×1.4×0.7×Q1k×b=0.9×1.4×0.7×2.5×0.1=0.221kN/m M1=0.1q10.208kN·m
q2=0.9×1.35×G1k×b=0.9×1.35×0.3×0.1=0.036kN/m p=0.9×1.4×0.7×Q1k=0.9×1.4×0.7×2.5=2.205kN M2
=
max[0.08q2L2+0.213pL
,
0.1q2L2+0.175pL]
=,
静
L2+0.117q1
活
L2=0.1×5.526×0.62+0.117×0.221×0.62=
max[0.08×0.036×0.62+0.213×2.205×0.6
0.1×0.036×0.62+0.175×2.205×0.6]=0.283kN·m
M3=max[q1L12/2,q2L12/2+pL1]=max[5.746×0.12/2,0.036×0.12/2+2.205×0.1]=0.221kN·m
Mmax=max[M1,M2,M3]=max[0.208,0.283,0.221]=0.283kN·m σ=Mmax/W=0.283×106/54000=5.238N/mm2≤[f]=14.85N/mm2 满足要求! 2、抗剪验算
V1=0.6q1静L+0.617q1活L=0.6×5.526×0.6+0.617×0.221×0.6=2.071kN V2=0.6q2L+0.675p=0.6×0.036×0.6+0.675×2.205=1.501kN V3=max[q1L1,q2L1+p]=max[5.746×0.1,0.036×0.1+2.205]=2.209kN Vmax=max[V1,V2,V3]=max[2.071,1.501,2.209]=2.209kN
τmax=3Vmax/(2bh0)=3×2.209×1000/(2×40×90)=0.92N/mm2≤[τ]=1.49N/mm2 满足要求! 3、挠度验算
q=(G1k+(G3k+G2k)×h)×b=(0.3+(24+1.1)×1.8)×0.1=4.548kN/m
跨中νmax=0.677qL4/(100EI)=0.677×4.548×6004/(100×9350×2430000)=0.176mm≤[ν]=l/400=600/400=1.5mm 满足要求!
六、主梁验算
主梁类型 主梁抗弯强度设计值[f](N/mm) 主梁截面抵抗矩W(cm) 主梁截面惯性矩I(cm) 可调托座内主梁根数 432钢管 205 4.49 10.78 2 主梁材料规格(mm) 主梁抗剪强度设计值[τ](N/mm) 主梁弹性模量E(N/mm) 主梁验算方式 22Ф48×3 125 206000 三等跨连续梁 因主梁2根合并,则抗弯、抗剪、挠度验算荷载值取半。 1、小梁最大支座反力计算 Q1k=1.5kN/m2 q1
=
0.9max[1.2(G1k+
(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k
,
1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×(0.5+(1.1+24)×1.8)+1.4×1.5,1.35×(0.5+(1.1+24)×1.8)+1.4×0.7×1.5]×0.1=5.682kN/m
q1
静
=0.9×1.35(G1k+
(G3k+G2k)×h)×b=0.9×1.35×(0.5+(1.1+24)×1.8)×0.1=5.55kN/m q1活=0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×1.5×0.1=0.189kN/m q2=(G1k+ (G3k+G2k)×h)×b=(0.5+(1.1+24)×1.8)×0.1=4.568kN/m 承载能力极限状态
按三跨连续梁,Rmax=(1.1q1静+1.2q1活)L=1.1×5.55×0.6+1.2×0.189×0.6=3.799kN
按悬臂梁,R1=q1l=5.682×0.1=0.568kN R=max[Rmax,R1]/2=1.9kN; 正常使用极限状态
按三跨连续梁,Rmax=1.1q2L=1.1×4.568×0.6=3.015kN 按悬臂梁,R1=q2l=4.568×0.1=0.457kN R=max[Rmax,R1]/2=1.507kN; 2、抗弯验算 计算简图如下:
主梁弯矩图(kN·m)
Mmax=0.627kN·m
σ=Mmax/W=0.627×106/4490=139.68N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求! 3、抗剪验算
主梁剪力图(kN)
Vmax=5.479kN
τmax=2Vmax/A=2×5.479×1000/424=25.843N/mm2≤[τ]=125N/mm2 满足要求! 4、挠度验算
主梁变形图(mm)
νmax=0.468mm
跨中νmax=0.468mm≤[ν]=600/400=1.5mm 悬挑段νmax=0.212mm≤[ν]=100×2/400=0.5mm 满足要求!
七、立柱验算
钢管类型 立柱截面面积A(mm) 立柱截面抵抗矩W(cm) 32Ф48×3 424 4.49 钢材等级 立柱截面回转半径i(mm) Q235 15.9 λ=h/i=1200/15.9=76≤[λ]=150 满足要求! 查表得,φ=0.75
Mw=0.92×1.4ωklah2/10=0.92×1.4×0.375×0.6×1.22/10=0.037kN·m Nw
=
0.9[1.2ΣNGik+0.9×1.4ΣNQik+Mw/lb]=0.9×[(1.2×(0.75+(24+1.1)×1.8)+0.9×1.4×1)×0.6×0.6+0.037/0.6]=18.321kN
f= Nw/(φA)+ Mw/W=18320.936/(0.75×424)+0.037×106/4490=65.796N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求!
八、可调托座验算
荷载传递至立杆方式 可调托座 可调托座承载力容许值[N](kN) 30 按上节计算可知,可调托座受力N=18.321kN≤[N]=30kN 满足要求!
九、立柱地基基础验算
地基土类型 岩石 1 地基承载力特征值fak(kPa) 垫板底面面积A(m) 2250 0.1 立柱垫木地基土承载力折减系数mf 立柱底垫板的底面平均压力p=N/(mfA)=18.321/(1×0.1)=183.209kPa≤fak=250kPa 满足要求!
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