地库700mm厚柱帽支撑体系计算.pdf
地库 700mm 厚柱帽支撑体系计算 一、柱帽底部支撑体系计算 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 1302011 3、混凝土结构设计规范GB 50010-2010 4、建筑结构荷载规范GB 50009-2012 5、钢结构设计标准GB 50017-2017 6、木结构设计标准GB 50005-2017 一、工程属性 新浇混凝土楼板名称 柱帽 新浇混凝土楼板板厚(mm)700 模板支架高度 H(m)2.95 模板支架纵向长度 L(m)20 模板支架横向长度 B(m)20 二、荷载设计 模板及其支架自重标准值 G1k(kN/m2)面板 0.5 面板及小梁 0.3 楼板模板 0.5 混凝土自重标准值 G2k(kN/m3)24 钢筋自重标准值G3k(kN/m3)1.1 施工人员及设备荷载标准值 Q1k 当计算面板和小梁时的均布活荷载(kN/m2)2.5 当计算面板和小梁时的集中荷载(kN)2.5 当计算主梁时的均布活荷载(kN/m2)1.5 当计算支架立杆及其他支承结构构件时的均布活荷载(kN/m2)1 模板支拆环境是否考虑风荷载 否 三、模板体系设计 主梁布置方向 平行立杆纵向方向 立杆纵向间距 la(mm)450 立杆横向间距 lb(mm)450 水平拉杆步距 h(mm)1200 小梁间距 l(mm)300 小梁最大悬挑长度 l1(mm)300 主梁最大悬挑长度 l2(mm)300 结构表面的要求 结构表面隐蔽 设计简图如下：模板设计平面图 模板设计剖面图(模板支架纵向)模板设计剖面图(模板支架横向)四、面板验算 面板类型 覆面木胶合板 面板厚度 t(mm)15 面板抗弯强度设计值f(N/mm2)15 面板抗剪强度设计值(N/mm2)1.4 面板弹性模量 E(N/mm2)10000 面板计算方式 三等跨连续梁 楼板面板应搁置在梁侧模板上，本例以三等跨连续梁，取 1m 单位宽度计算。W bh2/6=10001515/6 37500mm3，I bh3/12=1000151515/12 281250mm4 承载能力极限状态 q10.9max1.2(G1k+(G2k+G3k)h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G2k+G3k)h)+1.40.7Q1kb=0.9max1.2(0.5+(24+1.1)0.7)+1.42.5，1.35(0.5+(24+1.1)0.7)+1.40.72.5 1=24.16kN/m q1静=0.9G(G1k+(G2k+G3k)h)b=0.91.35(0.5+(24+1.1)0.7)1=21.955kN/m q1活=0.9(QcQ1k)b=0.9(1.40.72.5)1=2.205kN/m q20.91.35G1kb0.91.350.51=0.608kN/m p0.91.40.7Q1k0.91.40.72.52.205kN 正常使用极限状态 q(G(G1k+(G2k+G3k)h)b=(1(0.5+(24+1.1)0.7)118.07kN/m 计算简图如下：1、强度验算 M10.1q1静L2+0.117q1活L20.121.9550.32+0.1172.2050.320.221kNm M2max0.08q2L2+0.213pL，0.1q2L2+0.175pLmax0.080.6080.32+0.2132.2050.3，0.10.6080.32+0.1752.2050.30.145kNm MmaxmaxM1，M2max0.221，0.1450.221kNm Mmax/W0.221106/375005.888N/mm2f15N/mm2 满足要求！2、挠度验算 max0.677ql4/(100EI)=0.67718.073004/(10010000281250)=0.352mm 0.352mmL/250300/2501.2mm 满足要求！五、小梁验算 小梁类型 方木 小梁截面类型(mm)50100 小梁抗弯强度设计值f(N/mm2)15.444 小梁抗剪强度设计值(N/mm2)1.782 小梁截面抵抗矩 W(cm3)83.333 小梁弹性模量E(N/mm2)9350 小梁截面惯性矩I(cm4)416.667 小梁计算方式 三等跨连续梁 q10.9max1.2(G1k+(G2k+G3k)h)+1.4Q1k，1.35(G1k+(G2k+G3k)h)+1.40.7Q1kb=0.9max1.2(0.3+(24+1.1)0.7)+1.42.5，1.35(0.3+(24+1.1)0.7)+1.40.72.50.3=7.175kN/m 因此，q1静0.91.35(G1k+(G2k+G3k)h)b=0.91.35(0.3+(24+1.1)0.7)0.3=6.514kN/m q1活0.91.40.7Q1kb=0.91.40.72.50.30.661kN/m q20.91.35 G1kb=0.91.350.30.30.109kN/m p0.91.40.7Q1k0.91.40.72.52.205kN 计算简图如下：1、强度验算 M10.1q1静L2+0.117q1活L20.16.5140.452+0.1170.6610.4520.148kNm M2max0.08q2L2+0.213pL，0.1q2L2+0.175pL max0.080.1090.452+0.2132.2050.45，0.10.1090.452+0.1752.2050.450.213kNm M3maxq1L12/2，q2L12/2+pL1=max7.1750.32/2，0.1090.32/2+2.2050.30.666kNm MmaxmaxM1，M2，M3max0.148，0.213，0.6660.666kNm =Mmax/W=0.666106/83333=7.997N/mm2f=15.444N/mm2 满足要求！2、抗剪验算 V10.6q1静L+0.617q1活L0.66.5140.45+0.6170.6610.451.942kN V20.6q2L+0.675p0.60.1090.45+0.6752.2051.518kN V3maxq1L1，q2L1+pmax7.1750.3，0.1090.3+2.2052.238kN VmaxmaxV1，V2，V3max1.942，1.518，2.2382.238kN max=3Vmax/(2bh0)=32.2381000/(250100)0.671N/mm2=1.782N/mm2 满足要求！3、挠度验算 q(G(G1k+(G2k+G3k)h)b=(1(0.3+(24+1.1)0.7)0.35.361kN/m 挠度,跨中 max0.677qL4/(100EI)=0.6775.3614504/(1009350416.667104)0.038mmL/250450/2501.8mm；悬臂端 maxql14/(8EI)=5.3613004/(89350416.667104)0.139mm2l1/2502300/2502.4mm 满足要求！六、主梁验算 主梁类型 钢管 主梁截面类型(mm)483.5 主梁计算截面类型(mm)482.8 主梁抗弯强度设计值f(N/mm2)205 主梁抗剪强度设计值(N/mm2)125 主梁截面抵抗矩 W(cm3)4.25 主梁弹性模量 E(N/mm2)206000 主梁截面惯性矩I(cm4)10.19 主梁计算方式 三等跨连续梁 可调托座内主梁根数 2 主梁受力不均匀系数 0.6 1、小梁最大支座反力计算 q10.9max1.2(G1k+(G2k+G3k)h)+1.4Q1k，1.35(G1k+(G2k+G3k)h)+1.40.7Q1kb=0.9max1.2(0.5+(24+1.1)0.7)+1.41.5，1.35(0.5+(24+1.1)0.7)+1.40.71.50.36.983kN/m q1静0.91.35(G1k+(G2k+G3k)h)b 0.91.35(0.5+(24+1.1)0.7)0.36.587kN/m q1活0.91.40.7Q1kb 0.91.40.71.50.30.397kN/m q2(G(G1k+(G2k+G3k)h)b=(1(0.5+(24+1.1)0.7)0.35.421kN/m 承载能力极限状态 按三等跨连续梁，Rmax(1.1q1静+1.2q1活)L1.16.5870.45+1.20.3970.453.475kN 按 三 等 跨 连 续 梁 按 悬 臂 梁，R1(0.4q1静+0.45q1活)L+q1l1(0.46.587+0.450.397)0.45+6.9830.33.361kN 主梁 2 根合并，其主梁受力不均匀系数=0.6 RmaxRmax，R10.62.085kN;正常使用极限状态 按三等跨连续梁，Rmax1.1q2L1.15.4210.452.683kN 按三等跨连续梁悬臂梁，R10.4q2L+q2l10.45.4210.45+5.4210.32.602kN RmaxRmax，R10.61.61kN;计算简图如下：主梁计算简图一 主梁计算简图二 2、抗弯验算 主梁弯矩图一(kNm)主梁弯矩图二(kNm)=Mmax/W=0.626106/4250=147.176N/mm2f=205N/mm2 满足要求！3、抗剪验算 主梁剪力图一(kN)主梁剪力图二(kN)max=2Vmax/A=23.0061000/39815.104N/mm2=125N/mm2 满足要求！4、挠度验算 主梁变形图一(mm)主梁变形图二(mm)跨中 max=0.188mm=450/250=1.8mm 悬挑段 max1.498mm=2300/250=2.4mm 满足要求！5、支座反力计算 承载能力极限状态 图一 支座反力依次为 R1=6.249kN，R2=1.268kN，R3=3.041kN，R4=4.037kN 图二 支座反力依次为 R1=5.091kN，R2=2.207kN，R3=2.207kN，R4=5.091kN 七、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 N6.249/0.6=10.415kNN30kN 满足要求！八、立杆验算 剪刀撑设置 加强型 立杆顶部步距 hd(mm)1200 立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a(mm)350 顶部立杆计算长度系数 1 1.386 非顶部立杆计算长度系数 2 1.755 立杆钢管截面类型(mm)48.33.6 立杆钢管计算截面类型(mm)482.8 钢材等级 Q235 立杆截面面积 A(mm2)398 立杆截面回转半径 i(mm)16 立杆截面抵抗矩 W(cm3)4.25 抗压强度设计值f(N/mm2)205 支架自重标准值 q(kN/m)0.15 1、长细比验算 顶部立杆段：l01=k1(hd+2a)=11.386(1200+2350)=2633mm 非顶部立杆段：l0=k2h=11.7551200=2106mm =maxl01，l0/i=2633/16=164.588=210 满足要求！2、立杆稳定性验算 根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011，荷载设计值q1有所不同：小梁验算 q111.2(G1k+(G2k+G3k)h)+1.4Q1kb=11.2(0.5+(24+1.1)0.7)+1.410.3=6.925kN/m 同上四六步计算过程，可得：R16.198kN，R22.189kN，R33.016kN，R45.049kN 顶部立杆段：l01=k1(hd+2a)=1.1551.386(1200+2350)=3041.577mm 1=l01/i=3041.577/16=190.099 查表得，0.199 不考虑风荷载:N1=MaxR1，R2，R3，R4/0.6=Max6.198，2.189，3.016，5.049/0.6=10.33kN f N1/(A)10330/(0.199398)130.426N/mm2f205N/mm2 满足要求！非顶部立杆段：l0=k2h=1.1551.7551200=2432.43mm =l0/i=2432.430/16=152.027 查表得，1=0.301 不考虑风荷载:N=MaxR1,R2,R3,R4/0.6+1GqH=Max6.198,2.189,3.016,5.049/0.6+1 1.20.152.95=10.861kN f=N/(1A)10.861103/(0.301398)=90.661N/mm2=205N/mm2 满足要求！九、高宽比验算 根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011 第 6.9.7：支架高宽比不应大于 3 H/B=2.95/20=0.1483 满足要求，不需要进行抗倾覆验算！十、立杆支承面承载力验算 支撑层楼板厚度 h(mm)400 混凝土强度等级 C30 混凝土的龄期(天)7 混凝土的实测抗压强度fc(N/mm2)8.294 混凝土的实测抗拉强度 ft(N/mm2)0.829 立杆垫板长 a(mm)900 立杆垫板宽 b(mm)250 F1=N=10.861kN 1、受冲切承载力计算 根据混凝土结构设计规范GB50010-2010第 6.5.1条规定，见下表 公式 参数剖析 Fl(0.7hft+0.25pc,m)umh0 F1 局部荷载设计值或集中反力设计值 h 截面高度影响系数：当 h800mm时，取 h=1.0；当 h2000mm时，取 h=0.9；中间线性插入取用。ft 混凝土轴心抗拉强度设计值 pc,m 临界面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值控制在 1.0-3.5N/2范围内 um 临界截面周长：距离局部荷载或集中反力作用面积周边 h0/2处板垂直截面的最不利周长。h0 截面有效高度，取两个配筋方向的截面有效高度的平均值 =min(1,2)1=0.4+1.2/s,2=0.5+ash0/4Um 1 局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数 2 临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数 s 局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸比较，s不宜大于 4：当 s2 时取 s=2，当面积为圆形时，取 s=2 as 板柱结构类型的影响系数：对中柱，取 as=40，对边柱，取 as=30：对角柱，取 as=20 说明 在本工程计算中为了安全和简化计算起见，不考虑上式中 pc,m 之值，将其取为 0，作为板承载能力安全储备。可得：h=1，ft=0.829N/mm2，=1，h0=h-20=380mm，um=2(a+h0)+(b+h0)=3820mm F=(0.7hft+0.25pc，m)umh0=(0.710.829+0.250)13820380/1000=842.363kNF1=10.861kN 满足要求！2、局部受压承载力计算 根据混凝土结构设计规范GB50010-2010第 6.6.1条规定，见下表 公式 参数剖析 Fl1.35clfcAln F1 局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值 fc 混凝土轴心抗压强度设计值；可按本规范表 4.1.4-1 取值 c 混凝土强度影响系数，按本规范第 6.3.1 条的规定取用 l 混凝土局部受压时的强度提高系数 Aln 混凝土局部受压净面积 l=(Ab/Al)1/2 Al 混凝土局部受压面积 Ab 局部受压的计算底面积，按本规范第6.6.2 条确定 可得：fc=8.294N/mm2，c=1，l=(Ab/Al)1/2=(a+2b)(b+2b)/(ab)1/2=(1400)(750)/(900250)1/2=2.16，Aln=ab=225000mm2 F=1.35clfcAln=1.3512.168.294225000/1000=5442.315kNF1=10.861kN 满足要求！二、柱帽侧模支撑体系计算 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、钢结构设计标准GB 50017-2017 5、木结构设计标准GB 50005-2017 一、工程属性 新浇混凝梁名称 柱帽 混凝土梁截面尺寸(mmxmm)36001200 新浇混凝土梁计算跨度(m)3.6 二、荷载组合 侧压力计算依据规范 建筑施工模板安全 技 术 规 范 JGJ162-2008 混凝土重力密度c(kN/m3)24 新浇混凝土初凝时间t0(h)4 外加剂影响修正系数1 1 混凝土坍落度影响修正系数2 1 混凝土浇筑速度 V(m/h)2 梁下挂侧模，侧压力计算位置距梁顶面高度H下挂(m)1.2 新浇混凝土对模板的侧压力标准值G4k(kN/m2)梁下挂侧模 G4k min0.22ct012v1/2，cH min0.222441121/2，241.2min29.868，28.828.8kN/m2 振捣混凝土时对垂直面模板荷载标准值 Q2k(kN/m2)4 下挂部分：承载能力极限状态设计值 S承 0.9max1.2G4k+1.4Q2k，1.35G4k+1.40.7Q2k0.9max1.228.8+1.44，1.3528.8+1.40.74 0.9max40.16，42.80.942.838.52kN/m2 下挂部分：正常使用极限状态设计值 S正G4k28.8 kN/m2 三、支撑体系设计 小梁布置方式 水平向布置 主梁间距(mm)900 主梁合并根数 2 小梁最大悬挑长度(mm)300 结构表面的要求 结构表面外露 对拉螺栓水平向间距(mm)900 梁左侧 梁右侧 楼板厚度(mm)400 400 梁下挂侧模高度(mm)800 800 小梁道数(下挂)5 5 左侧支撑表：第 i 道支撑 距梁底距离(mm)支撑形式 1 100 对拉螺栓 2 400 对拉螺栓 3 700 对拉螺栓 右侧支撑表：第 i 道支撑 距梁底距离(mm)支撑形式 1 100 对拉螺栓 2 400 对拉螺栓 3 700 对拉螺栓 设计简图如下：模板设计剖面图 四、面板验算 模板类型 覆面木胶合板 模板厚度(mm)15 模板抗弯强度设计值f(N/mm2)15 模板抗剪强度设计值(N/mm2)1.5 模板弹性模量 E(N/mm2)10000 1、下挂侧模 梁截面宽度取单位长度，b1000mm。Wbh2/6=1000152/637500mm3，Ibh3/12=1000153/12281250mm4。面板计算简图如下：1、抗弯验算 q1bS承138.5238.52kN/m q1静0.91.35G4kb0.91.3528.8134.992kN/m q1活0.91.4 0.7Q2kb0.91.4 0.7413.528kN/m Mmax 0.107q1静L2+0.121q1活L2=0.10734.9920.22+0.1213.5280.220.167kNm Mmax/W0.167106/375004.449N/mm2f15N/mm2 满足要求！2、挠度验算 qbS正128.828.8kN/m max0.632qL4/(100EI)=0.63228.82004/(10010000281250)0.104mm200/400=0.5mm 满足要求！3、最大支座反力计算 承载能力极限状态 R下挂max1.143q1静l左+1.223q1活l左 1.14334.9920.2+1.2233.5280.28.862kN 正常使用极限状态 R下挂max1.143l左q1.1430.228.86.584kN 五、小梁验算 小梁最大悬挑长度(mm)300 小梁计算方式 三等跨连续梁 小梁类型 方木 小梁截面类型(mm)50100 小梁弹性模量 E(N/mm2)8415 小梁抗剪强度设计值(N/mm2)1.663 小梁截面抵抗矩 W(cm3)83.333 小梁抗弯强度设计值f(N/mm2)15.444 小梁截面惯性矩 I(cm4)416.667 1、下挂侧模 计算简图如下：跨中段计算简图 悬挑段计算简图 1、抗弯验算 q8.862kN/m Mmaxmax0.1ql2,0.5ql12=max0.18.8620.92，0.58.8620.32=0.718kNm Mmax/W0.718106/833338.614N/mm2f15.444N/mm2 满足要求！2、抗剪验算 Vmaxmax0.6ql,ql1=max0.68.8620.9，8.8620.3=4.786kN max=3Vmax/(2bh0)=34.7861000/(250100)1.436N/mm21.663N/mm2 满足要求！3、挠度验算 q6.584kN/m 1max0.677qL4/(100EI)=0.6776.5849004/(10084154166670)0.834mm900/400=2.25mm 2maxqL4/(8EI)=6.5843004/(884154166670)=0.19mm300/400=0.75mm 满足要求！4、最大支座反力计算 承载能力极限状态 R下挂maxmax1.18.8620.9，0.48.8620.9+8.8620.38.773kN 正常使用极限状态 R下挂maxmax1.16.5840.9，0.46.5840.9+6.5840.36.518kN 六、主梁验算 主梁类型 钢管 主梁截面类型(mm)48.33.6 主梁计算截面类型(mm)482.8 主梁合并根数 2 主梁弹性模量 E(N/mm2)206000 主梁抗弯强度设计值f(N/mm2)205 主梁抗剪强度设计值(N/mm2)120 主梁截面惯性矩 I(cm4)10.19 主梁截面抵抗矩W(cm3)4.25 主梁受力不均匀系数 0.6 1、下挂侧模 因主梁 2 根合并，验算时主梁受力不均匀系数为 0.6。同前节计算过程，可依次解得：承载能力极限状态：R11.821kN，R25.264kN，R34.336kN，R45.264kN，R51.821kN 正常使用极限状态：R11.345kN，R23.911kN，R33.175kN，R43.911kN，R51.345kN 计算简图如下：1、抗弯验算 主梁弯矩图(kNm)maxMmax/W0.182106/4250=42.847N/mm2f=205 N/mm2 满足要求！2、抗剪验算 梁左侧剪力图(kN)max=2Vmax/A=23.6421000/39818.303N/mm2=120 N/mm2 满足要求！3、挠度验算 梁左侧变形图(mm)max0.016mm300/4000.75 mm 满足要求！4、最大支座反力计算 R下挂max7.579/0.6=12.632kN 七、对拉螺栓验算 对拉螺栓类型 M14 轴向拉力设计值 Ntb(kN)17.8 同主梁计算过程，取有对拉螺栓部位的侧模主梁最大支座反力。可知对拉螺栓受力 N0.95Max12.63212.001kNNtb17.8kN 满足要求！
