碗扣钢管楼板模板支架计算书.docx

碗扣钢管楼板模板支架计算书一、依据规范:建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范JGJ166-2008建筑施工模板安全技术规范JGJ 162-2008建筑结构荷载规范GB50009-2012钢结构设计规范GB50017-2003混凝土结构设计规范GB50010-2010建筑地基基础设计规范GB50007-2011建筑施工木脚手架安全技术规范JGJ 164-2008二、计算参数:钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。模板支架搭设高度为6.5m，立杆的纵距 b=1.20m，立杆的横距 l=0.90m，立杆的步距 h=1.20m。面板厚度15mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。木方4363mm，间距300mm，木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。梁顶托采用100100mm木方。模板自重0.20kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3，施工活荷载2.50kN/m2。扣件计算折减系数取1.00。 图1 楼板支撑架立面简图 图2 楼板支撑架荷载计算单元采用的钢管类型为48.33.6。钢管惯性矩计算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W=(D4-d4)/32D。三、模板面板计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。静荷载标准值 q1 = 25.1000.1301.200+0.2001.200=4.156kN/m活荷载标准值 q2 = (0.000+2.500)1.200=3.000kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 120.001.501.50/6 = 45.00cm3； I = 120.001.501.501.50/12 = 33.75cm4；(1)抗弯强度计算 f = M / W f其中 f 面板的抗弯强度计算值(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13.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷载设计值(kN/m)；经计算得到 M = 0.100(1.204.156+1.403.000)0.3000.300=0.083kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.08310001000/45000=1.837N/mm2面板的抗弯强度验算 f f,满足要求!(2)抗剪计算 T = 3Q/2bh T其中最大剪力 Q=0.600(1.204.156+1.43.000)0.300=1.654kN截面抗剪强度计算值 T=31654.0/(21200.00015.000)=0.138N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2面板抗剪强度验算 T T，满足要求!(3)挠度计算 v = 0.677ql4 / 100EI v = l / 250面板最大挠度计算值 v = 0.6774.1563004/(1009000337500)=0.075mm面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!四、模板支撑木方的计算木方按照均布荷载计算。1.荷载的计算(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.1000.1300.300=0.979kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.2000.300=0.060kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值 q2 = (2.500+0.000)0.300=0.750kN/m静荷载 q1 = 1.200.979+1.200.060=1.247kN/m活荷载 q2 = 1.400.750=1.050kN/m计算单元内的木方集中力为(1.050+1.247)1.200=2.756kN2.木方的计算按照三跨连续梁计算，计算公式如下:均布荷载 q = 2.756/1.200=2.297kN/m最大弯矩 M = 0.1ql2=0.12.301.201.20=0.331kN.m最大剪力 Q=0.61.2002.297=1.654kN最大支座力 N=1.11.2002.297=3.032kN木方的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 4.306.306.30/6 = 28.45cm3； I = 4.306.306.306.30/12 = 89.60cm4；(1)木方抗弯强度计算抗弯计算强度 f = M/W =0.331106/28444.5=11.63N/mm2木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!(2)木方抗剪计算最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=31654/(24363)=0.916N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.30N/mm2木方的抗剪强度计算满足要求!(3)木方挠度计算挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值，均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距)得到q=1.039kN/m最大变形v=0.677ql4/100EI=0.6771.0391200.04/(1009000.00896001.8)=1.809mm木方的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!五、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= 3.032kN均布荷载取托梁的自重 q= 0.096kN/m。 托梁计算简图 托梁弯矩图(kN.m) 托梁剪力图(kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下： 托梁变形计算受力图 托梁变形图(mm)经过计算得到最大弯矩 M= 0.871kN.m经过计算得到最大支座 F= 10.150kN经过计算得到最大变形 V= 0.292mm顶托梁的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 10.0010.0010.00/6 = 166.67cm3； I = 10.0010.0010.0010.00/12 = 833.33cm4；(1)顶托梁抗弯强度计算抗弯计算强度 f = M/W =0.871106/166666.7=5.23N/mm2顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!(2)顶托梁抗剪计算截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=35559/(2100100)=0.834N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.30N/mm2顶托梁的抗剪强度计算满足要求!(3)顶托梁挠度计算 最大变形 v =0.292mm顶托梁的最大挠度小于900.0/250,满足要求!六、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)脚手架的自重(kN)： NG1 = 0.1886.500=1.223kN(2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.2001.2000.900=0.216kN(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 25.1000.1301.2000.900=3.524kN经计算得到，静荷载标准值 NG = (NG1+NG2+NG3)= 4.963kN。2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值 NQ = (2.500+0.000)1.2000.900=2.700kN3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.20NG + 1.40NQ七、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为： 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N = 9.74kN i 计算立杆的截面回转半径，i=1.59cm； A 立杆净截面面积，A=5.060cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.260cm3； f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.50m； h 最大步距，h=1.20m； l0 计算长度，取1.200+20.500=2.200m； 由长细比，为2200/16=138； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到0.358；经计算得到=9736/(0.358506)=53.780N/mm2；不考虑风荷载时立杆的稳定性计算 f,满足要求!考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为： 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW=1.4Wklal02/8-Prl0/4风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力 Pr计算公式 Pr=51.4Wklal0/16其中 Wk 风荷载标准值(kN/m2)； Wk=uzusw0 = 0.2501.0000.600=0.150kN/m2 h 立杆的步距，1.20m； la 立杆迎风面的间距，1.20m； lb 与迎风面垂直方向的立杆间距，0.90m；风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力 Pr=51.40.1501.2002.200/16=0.173kN.m；风荷载产生的弯矩 Mw=1.40.1501.2002.2002.200/8-0.1732.200/4=0.057kN.m； Nw 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值； Nw=1.24.963+0.91.42.700+0.91.40.057/0.900=9.438kN经计算得到=9438/(0.358506)+57000/5260=61.916N/mm2；考虑风荷载时立杆的稳定性计算 f,满足要求!八、风荷载作用下的内力计算架体中每个节点的风荷载转化的集中荷载 w =0.1500.9001.200=0.162kN节点集中荷载w在立杆中产生的内力 wv=1.200/1.2000.162=0.162kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力 ws=(1.2001.200+1.2001.200)1/2/1.2000.162=0.229kN支撑架的步数 n=5节点集中荷载w在立杆中产生的内力和为0.229+(5.000-1)0.229=1.146kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和为5.0000.162=0.810kN架体自重为1.223kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和小于架体自重,满足要求!九、梁模板基本参数梁截面宽度 B=600mm，梁截面高度 H=1000mm，H方向对拉螺栓2道，对拉螺栓直径14mm，对拉螺栓在垂直于梁截面方向距离(即计算跨度)600mm。梁模板使用的木方截面4363mm，梁模板截面侧面木方距离650mm。梁底模面板厚度h=15mm，弹性模量E=9000N/mm2，抗弯强度f=15N/mm2。梁侧模面板厚度h=15mm，弹性模量E=9000N/mm2，抗弯强度f=15N/mm2。 十、梁模板荷载标准值计算模板自重 = 0.200kN/m2；钢筋自重 = 1.500kN/m3；混凝土自重 = 24.000kN/m3；施工荷载标准值 = 2.500kN/m2。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值: 其中 c 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；t 新浇混凝土的初凝时间，为0时(表示无资料)取200/(T+15)，取1.000h； T 混凝土的入模温度，取15.000； V 混凝土的浇筑速度，取2.500m/h； H 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取1.200m； 混凝土坍落度影响修正系数，取1.000。根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=8.340kN/m2考虑结构的重要性系数0.9，实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值: F1=0.910.630=9.567kN/m2考虑结构的重要性系数0.9，倒混凝土时产生的荷载标准值: F2=0.94.000=3.600kN/m2。十一、梁底模板木楞计算梁底木方的计算在脚手架梁底支撑计算中已经包含！十二、梁模板侧模计算面板直接承受模板传递的荷载，应该按照均布荷载下的连续梁计算，计算如下作用在梁侧模板的均布荷载q=(1.29.57+1.403.60)1.00=16.520N/mm面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 100.001.801.80/6 = 54.00cm3； I = 100.001.801.801.80/12 = 48.60cm4；(1)抗弯强度计算f = M / W f其中 f 面板的抗弯强度计算值(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15.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷载设计值(kN/m)；经计算得到 M = 0.100(1.209.567+1.403.600)0.6500.650=0.698kN.m经计算得到面板