WKL21梁模板扣件钢管高支撑架计算书2 1.docx

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WKL21梁模板扣件钢管高支撑架计算书21

梁模板扣件钢管高支撑架计算书

依据规范:

《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

《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》JGJ164-2008

计算参数:

钢管强度为205.0N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。

模板支架搭设高度为5.1m，

梁截面B×D=800mm×4100mm，立杆的纵距（跨度方向）l=0.20m，立杆的步距h=1.20m，

梁底增加4道承重立杆。

面板厚度15mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。

木方40×80mm，剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。

梁底支撑木方长度1.20m。

顶托采用木方:

100×100mm。

梁底按照均匀布置承重杆4根计算。

模板自重0.30kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3。

倾倒混凝土荷载标准值2.00kN/m2，施工均布荷载标准值0.00kN/m2。

扣件计算折减系数取0.80。

图1梁模板支撑架立面简图

按照模板规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下：

由可变荷载效应控制的组合S=1.2×（25.50×4.10+0.30）+1.40×2.00=128.620kN/m2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.50×4.10+0.7×1.40×2.00=143.102kN/m2

由于永久荷载效应控制的组合S最大，永久荷载分项系数取1.35，可变荷载分项系数取0.7×1.40=0.98

采用的钢管类型为φ48×3.0。

钢管惯性矩计算采用I=π（D4-d4）/64，抵抗距计算采用W=π（D4-d4）/32D。

一、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。

考虑0.9的结构重要系数，静荷载标准值q1=0.9×（25.500×4.100×0.800+0.300×0.800）=75.492kN/m

考虑0.9的结构重要系数，活荷载标准值q2=0.9×（2.000+0.000）×0.800=1.440kN/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:

截面抵抗矩W=bh2/6=80.00×1.50×1.50/6=30.00cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=80.00×1.50×1.50×1.50/12=22.50cm4；

式中：

b为板截面宽度，h为板截面高度。

（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×（1.35×75.492+0.98×1.440）×0.100×0.100=0.103kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.103×1000×1000/30000=3.444N/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×（1.35×75.492+1.0×1.440）×0.100=6.200kN

　　截面抗剪强度计算值T=3×6200.0/（2×800.000×15.000）=0.775N/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=0.677×75.492×1004/（100×6000×225000）=0.038mm

面板的最大挠度小于100.0/250,满足要求!

二、梁底支撑木方的计算

（一）梁底木方计算

作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=25.500×4.100×0.100=10.455kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.300×0.100×（2×4.100+0.800）/0.800=0.338kN/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）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（0.000+2.000）×0.800×0.100=0.160kN

考虑0.9的结构重要系数，均布荷载q=0.9×（1.35×10.455+1.35×0.338）=13.113kN/m

考虑0.9的结构重要系数，集中荷载P=0.9×0.98×0.160=0.141kN

木方计算简图

木方弯矩图（kN.m）

木方剪力图（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：

变形计算受力图

木方变形图（mm）

经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=0.235kN

N2=5.080kN

N3=5.080kN

N4=0.235kN

经过计算得到最大弯矩M=0.168kN.m

经过计算得到最大支座F=5.080kN

经过计算得到最大变形V=0.055mm

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:

截面抵抗矩W=bh2/6=4.00×8.00×8.00/6=42.67cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=4.00×8.00×8.00×8.00/12=170.67cm4；

式中：

b为板截面宽度，h为板截面高度。

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=M/W=0.168×106/42666.7=3.94N/mm2

木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!

（2）木方抗剪计算

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×2.693/（2×40×80）=1.262N/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

最大变形v=0.055mm

木方的最大挠度小于400.0/250,满足要求!

（二）梁底顶托梁计算

托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。

均布荷载取托梁的自重q=0.108kN/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=0.177kN.m

经过计算得到最大支座F=10.923kN

经过计算得到最大变形V=0.005mm

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:

截面抵抗矩W=bh2/6=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4；

式中：

b为板截面宽度，h为板截面高度。

（1）顶托梁抗弯强度计算

抗弯计算强度f=M/W=0.177×106/166666.7=1.06N/mm2

顶托梁的抗弯计算强度小于15.0N/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=3×3302/（2×100×100）=0.495N/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=0.005mm

顶托梁的最大挠度小于200.0/250,满足要求!

三、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——立杆的轴心压力最大值，它包括：

横杆的最大支座反力N1=10.923kN（已经包括组合系数）

脚手架钢管的自重N2=0.9×1.35×0.132×5.100=0.820kN

N=10.923+0.820=11.743kN

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；

　　A——立杆净截面面积，A=4.239cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.491cm3；

[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=0.20m；

h——最大步距，h=1.20m；

l0——计算长度，取1.200+2×0.200=1.600m；

λ——长细比，为1600/16.0=100<150长细比验算满足要求!

φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.588；

经计算得到σ=11743/（0.588×424）=47.113N/mm2；

不考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ<[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依据模板规范计算公式5.2.5-15:

MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值（kN/m2）；

Wk=uz×us×w0=0.400×1.000×0.138=0.055kN/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，0.20m；

风荷载产生的弯矩Mw=0.9×0.9×1.4×0.055×1.200×1.200×1.200/10=0.011kN.m；

Nw——考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值，参照模板规范公式5.2.5-14；

Nw=10.923+0.9×1.2×0.675+0.9×0.9×1.4×0.011/0.200=11.804kN

经计算得到σ=11804/（0.588×424）+11000/4491=49.767N/mm2；

考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

模板支撑架计算满足要求！