建筑工程模板支架、外脚手架标准计算手册,101页可下载.pdf
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上下水平杆轴线间的距离,
2.1.21 立杆纵(跨)距
有色金属标准却手架纵向相邻立杆之间的轴线距离。
2.1.22 立杆横距
脚手架横向相邻立杆之间的轴线距离,单排脚手架为外立杆轴线至墙面的距
2.2.1荷载和荷载效应
gk 一立杆承受的每米结构自重标准值; MGk一一脚手板自重产生的弯矩标准值; MQk一一施工荷载产生的弯矩标准值; Mwk一一风荷载产生的弯矩标准值; NGIk一一 脚手架立杆承受的结构自重产生的轴向力标准值; NG2k一一月 脚手架构配件自重产生的轴向力标准值: ZNGk 一一永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和; ZNQk一一可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和; Nk 一一上部结构传至基础顶面的立杆轴向力标准值; Pk 一一立杆基础底面处的平均压力标准值; Wk一一 风荷载标准值; 基本风压值; M一一弯矩设计值; MW 风荷载产生的弯矩设计值
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N一 一轴向力设计值: NI一一连墙件轴向力设计值; Niw一一风荷载产生的连墙件轴向力设计值; R一一纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; V一一挠度; 弯曲正应力。
2.2.2材料性能和抗力
E一一钢材的弹性模量; f一一钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值; fg一一地基承载力特征值: Rc一一扣件抗滑承载力设计值; 【u]一一容许挠度; 「入1一一容许长细比。
A 钢管或构件的截面面积,基础底面面积; 挡风面积; Aw 迎风面积; [H]一一脚手架允许搭设高度; h一一步距; i一一截面回转半径; 1一一长度,跨度,搭接长度; la一一立杆纵距; lb一一立杆横距; 1一一立杆计算长度,纵、横向水平杆计算跨度 S一一杆件间距; 一一 杆件壁厚; 截面模量:
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长细比; D 杆件直径:。
立杆计算长度附加系数; l一一考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数: μs一一脚手架风荷载体型系数; μstw一一按桁架确定的脚手架结构的风荷载体型系数; μz一一风压高度变化系数; 轴心受压构件的稳定系数,挡风系数;
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3常用荷载取值及计算公式
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3.2.1钢材的强度设计值与弹性模量
3.2.3受弯构件的挠度容许值/限值
3.2.4受压、受拉构件的长细比容许值/限值
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3.3.1荷载效应组合
②由永久荷载控制的组合:
fi=1.2(fck1+ZfGk2)+1.4ZfQk
f2=1.35(Zfck1+Zfck2)+1.4×0.9fd
式中:1.2/1.35、1.4分别为恒、活荷载分项系数,0.9是活荷载组合系数。 2)组合风荷载时: ①由可变荷载控制的组合:
②由永久荷载控制的组合:
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fi=1.2ZfGk1+Zfck2)+1.4(fQk+0.6fwk
f2 = 1.35(Z fck1 + ZfGk2) + 1.4(0.9fok + 0.6fwk)
f = max(fi, f2] 10
f = 1.0(2fck1 + Z fck2) + 1.02fa
= 1.0(2 fck1 + Z fGk2) + 1.0(fok + 0.6fwk
内力标准值取值:f; 兑明:室外架体或受风荷载直接作用的架体应考虑风荷载组合;室内架体或不与 风荷载直接接触的架体可不考虑风荷载组合
模板计算可按简支跨计算,计算跨中最大弯矩和挠度,计算宽度可取模板实 际宽度或单位板宽(1m)。若存在悬臂段,尚应计算悬挑端最大挠度和支座最大 弯矩。模板结构验算对象主要包括模板和背楞梁。模板结构强度主要受弯矩控 制,一般无需验算抗剪承载力。
3.3.2.1板底模板计算
式中:Mmax一一最不利弯矩设计值,取均布荷载与集中荷载分别作用时计算结 1.2q1+1.4q2,91为模板自重,92为混凝土浇筑荷载和施工荷载;; Wn一一净截面抵抗矩;
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挠度应符合下列规定:
简支梁均布荷载+跨中集中荷载作用下最大挠厂
【实例】商住楼底层平台楼面。标高6.5m,楼板厚度200mm,采用组合钢 模板支模,主板型号为P3015(钢面板厚度为2.3mm,宽度300mm,重量0.75kN m,Ixi=26.39×10*mm*,Wxi=5.86×103mm3),钢材设计强度为215N/mm , 弹性模量E为2.1×105N/mm,验算模板的强度及挠度是否满足要求,
【实例】商住楼底层平台楼面。标高6.5m,楼板厚度200mm,采用组合钢 模板支模,主板型号为P3015(钢面板厚度为2.3mm,宽度300mm,重量0.75kN/ m,Ixi=26.39×10*mm*,Wxi=5.86×103mm3),钢材设计强度为215N/mm 2,弹性模量E为2.1×10§N/mm,验算模板的强度及挠度是否满足要求。 【解】 荷载计算: 楼板标准荷载为: 楼板模板自重力 0.75kN/m 楼板混凝土自重力 25 X 0.20=5.0kN/m
0.75kN/m 25 X 0.20=5. 0kN/mi
楼板钢筋自重力 施工人员及设备(均布荷载)
1.1×0.20=0.22kN/m 2.5kN/m 2.5kNl
根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162中荷载设计值及荷载组合两节可 知永久荷载分项系数取1.2,可变荷载分项系数取1.4,,由于模板及其支架中不 确定的因素较多,荷载取值难以准确,因此不考虑荷载设计值的折减,已知模板 宽度为0.3m。
q=[(0.75+5+0.22)×1.2+2.5×1.4]×0.3=3.199kN/m F=2.5×1.4=3.5kN
ql2 + 3.199 × 0.752 Mmax ×3.5×0.75=0.881kN·m 8 8 4
Mmax 0.881 三 =150.4N/mm<215N/mm满足要求。 Wn 5.86×103
5ql4 F13 5×3.199×0.754 3.5×3.199 ×0.753 384EI 48EI = 2.01mm
3.3.2.2 侧模计算
混凝土侧模受新浇筑混凝土侧压力(恒荷载)、振捣荷载(活荷载)、倾倒 混凝土产生荷载(活荷载)。在侧模计算中可将模板简化成简支梁,跨度方向 为水平方向,跨度为两相邻背楞之间的轴线距离。先计算混凝土压力,将以均 市荷载作用在侧模上,计算跨中最大正弯矩。 ①新浇筑混凝土侧压力计算:
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=max0.22yctoβiβ2V2;YcH
:F一 新浇混凝土对模板的侧压力计算值
V一一混凝土的浇筑速度(m/h); to一一新浇混凝土的初凝时间(h),可按试验确定;当缺乏试验资料 时,可采用t=200/(T+15)(T为混凝土的温度℃); β1一一外加剂影响修正系数;不掺外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用 的外加剂时取1.2; β2一一混凝土落度影响修正系数;当落度小于30mm时,取0.85 落度为50~90mm时,取1.00;落度为110~150mm时,取1.15; H一一混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m);混 凝土侧压力的计算分布图形如下图,图中h=F/yc,h为有效压力高度。
②振捣混凝土时对侧模的压力可取值4kN/m; ③倾倒混凝土时,对垂直面模板产生的水平荷奉
混凝土侧压力计算分布图
计算时分别计算①②③节荷载计算得弯矩设计值,取最大值。
(1)抗弯承载力计算
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M= 8 g= ≤f Wn
式中:9一一沿水平方向均布线荷载,取①②③节计算最大均布荷载,与单位模 板宽度(1m)或模板实际宽度的乘积;均布面荷载向均布线荷载转化方法如下:
面荷载q1向线荷载q转化公式:q=91×1
挠度应符合下列规定:
均布面荷载向均布线荷载转化图
式中:[u]一一纵、横向水平杆受弯容许挠度,取值min{l/150,10mm}; V一一纵、横向水平杆受弯计算挠度,常见模型计算如下: 5q14 384EI 一简支梁均布荷载下跨中最大挠度; E一一材料弹性模量; I一一材料截面惯性矩; q一一均布荷载;
简支梁均布荷载作用下跨中最大挠度
【实例】高层建筑底层钢筋混凝土梁,截面尺寸为0.5m×2.0m,采用组合钢 模板支模,用普通C25混凝土浇筑,落度为7cm,混凝土浇筑速度V=3m/h,
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梁、板底模与侧模计算简图,根据单根背榜上支点数确定,若支点数为 2个(两端各1个),可按简支梁计算,若支点数大于两个,可统一按三跨连 续梁计算跨中正弯矩。除简支梁外,多跨梁计算支座负弯矩时统一按两跨连 续梁计算(如下图):
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两跨连续梁跨中正弯矩
三跨连续梁支座负弯矩
M = 0.080ql2
[一一跨度,多跨连续梁中取最大跨度, 【实例】下图为两侧模板截面图,背楞木方尺寸50*100(横放),背楞外侧立杆 间距1200。经计算,可假定模板侧压力4kN/m,求木方承载力
式中:Wn=83333mm3;f=13N/mm。 3.3.3纵、横向水平杆计算
3.3.3.1水平杆抗弯承载力
M =8.6N/mm≤f W.
水平杆最大正弯矩可按简支梁(只有两端两个支点)或三跨连续梁计算(多 于两个支点),最大支座负弯矩可按梁跨连续梁(实物为简支梁时无需计算最大 负弯矩)计算。抗弯承载力计算如下:
式中:一一弯曲正应力; M一一弯矩设计值(kN·m),常用计算式如下:
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Mmax≤f g= Wn
3.3.3.2纵、横向水平杆抗剪承载力计算
常见脚手架纵、横向水平杆及模板、脚手板强度主要受弯矩控制,一般无需 进行抗剪计算:
式中:T一一计算剪应力截面(通常为截面中轴线位置)最大剪应力: V一一计算截面沿腹板平面作用的剪力,常用计算式如下: 0.6ql;三跨连续梁均布荷载下最大剪力 V (0.5ql;简支梁均布荷载下最大剪力 (对常用其他荷载作用形式可参考《混凝土结构》中册附录7“等截面等跨连续 梁在常用荷载作用下的内力系数表); S一一计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩; [一一毛截面惯性矩; t二一腹板厚度;
3.3.3.3纵、横水平杆挠度计算
纵、横水平杆挠度应符合下列规定:
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一一纵、横向水平杆受弯计算挠度,常见模型计算如下: 0.677q14 三跨连续梁均布荷载下最大挠度(三跨等长); 100EI 5q14 384EI 简支梁均布荷载下跨中最大挠度; ? F13 5q14 F13 简支梁均布荷载+跨中集中荷载作用下最大挠度 384EI E一一材料弹性模量,常用钢管材料Q235钢材弹性模量取值 206e3N/mm2; I一一材料截面惯性矩,常用脚手架钢管p48.*3.6截面惯性矩1.27e5mm4; q一一均布荷载; F一一集中荷载:
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简支梁跨中集中荷载作用下跨中最大挠度
梁均布荷载+跨中集中荷载作用下跨中最大挠度
3.3.3.4纵横向水平杆计算示例
2)抗弯强度计算 最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩 计算公式如下:
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最大弯距为Mmax=2.461×1.050~/8=0.339kN.m
5ql* qmax 384
最大挠度V=5.0×1.801×1050.0*/(384×2.060×10*×121900.0)=1.135mm 横向水平杆的最大挠度小于1050/150=7.000与10mm,满足要求。 (2)纵向水平杆计算 纵向水平杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,横向水平杆在纵向水平杆的上 面。 1)荷载值计算 纵向水平杆的自重标准值:P1=0.038×1.050=0.040kN; 脚手板的荷载标准值:P2=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN; 活荷载标准值:Q=2.000×1.050×1.500/2=1.575kN; 荷载的计算值:P=(1.2×0.040+1.2×0.276+1.4×1.575)/2=1.292kN
2)抗弯强度验算 最大弯矩考虑为纵向水平杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯
最大弯矩考虑为纵向水平杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯
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矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下
焊接标准集中荷载最大弯矩计算公式如下
Mm = 0.08g 7
M rms = 0. 175 Pl
o=M /W= 0.347X10%/5080=68.398 N/mm; 纵向水平杆的计算强度小于205.000N/mm,满足要求。 3)挠度验算 最大挠度考虑为纵向水平杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠 度和纵向水平杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
mx = 0.677 9 100E1
脚手架标准规范范本Vmax=0.677×0.038×1500.0*/(100×2.060X10*×121900.0)=0.05mm 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
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