模板支架计算书2.docx
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模板支架计算书2
模板支架计算书
模板支架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规(JGJ130-2001)、
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范。
一、参数信息:
1.脚手架参数
横向间距或排距(m):
1.00;纵距(m):
1.20;步距(m):
1.20;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0.10;脚手架搭设高度(m):
2.60;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.0;
扣件连接方式:
双扣件,扣件抗滑承载力系数:
0.80;
板底支撑连接方式:
方木支撑;
2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):
0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):
25.000;
楼板浇筑厚度(m):
0.12;倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):
1.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
1.000;
3.楼板参数
钢筋级别:
二级钢HRB335(20MnSi);楼板混凝土标号:
C25;
每层标准施工天数:
8;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):
1440.000;
计算楼板的宽度(m):
4.00;计算楼板的厚度(m):
0.12;
计算楼板的长度(m):
4.50;施工平均温度(℃):
15.000;
4.木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):
9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.300;木方的间隔距离(mm):
300.000;
木方的截面宽度(mm):
60.00;木方的截面高度(mm):
80.00;
图2楼板支撑架荷载计算单元
二、模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,方木的截面力学参数为
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=6.000×8.000×8.000/6=64.00cm3;
I=6.000×8.000×8.000×8.000/12=256.00cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25.000×0.300×0.120=0.900kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.300=0.105kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
p1=(1.000+1.000)×1.200×0.300=0.720kN;
2.强度计算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载q=1.2×(q1+q2)=1.2×(0.900+0.105)=1.206kN/m;
集中荷载p=1.4×0.720=1.008kN;
最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.008×1.200/4+1.206×1.2002/8=0.519kN;
最大支座力N=P/2+ql/2=1.008/2+1.206×1.200/2=1.228kN;
截面应力σ=M/W=0.519×106/64000.00=8.117N/mm2;
方木的计算强度为8.117小于13.0N/mm2,满足要求!
3.抗剪计算:
最大剪力的计算公式如下:
Q=ql/2+P/2
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力:
Q=1.206×1.200/2+1.008/2=1.228kN;
截面抗剪强度计算值T=3×1.228×103/(2×60.000×80.000)=0.384N/mm2;
截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2;
方木的抗剪强度为0.384小于1.300满足要求!
4.挠度计算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
均布荷载q=q1+q2=1.005kN/m;
集中荷载p=0.720kN;
最大变形V=5×1.005×1200.04/(384×9500.000×2560000.000)+
720.000×1200.03/(48×9500.000×2560000.0)=2.182mm;
方木的最大挠度2.182小于1200.000/250,满足要求!
三、板底支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.206×1.200+1.008=2.455kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
支撑钢管计算变形图(kN.m)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.826kN.m;
最大变形Vmax=2.389mm;
最大支座力Qmax=8.929kN;
截面应力σ=184.073N/mm2;
支撑钢管的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150与10mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,
按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.80kN;
R-------纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=8.929kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架荷载标准值(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=0.149×2.600=0.387kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.350×1.200×1.000=0.420kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.000×0.120×1.200×1.000=3.600kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.407kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.000+1.000)×1.000×1.200=2.400kN;
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=8.649kN;
六、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
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=8.649kN;
σ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.59cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.24cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=4.49cm3;
σ--------钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
Lo----计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,由公式
(1)或
(2)计算
lo=k1uh
(1)
lo=(h+2a)
(2)
k1----计算长度附加系数,取值为1.155;
u----计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.700;
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.100m;
公式
(1)的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.200=2.356M;
Lo/i=2356.200/15.900=148.000;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.316;
钢管立杆受压强度计算值;σ=8648.568/(0.316×424.000)=64.549N/mm2;
立杆稳定性计算σ=64.549小于[f]=205.000满足要求!
公式
(2)的计算结果:
立杆计算长度Lo=h+2a=1.200+2×0.100=1.400m;
Lo/i=1400.000/15.900=88.000;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.673;
钢管立杆受压强度计算值;σ=8648.568/(0.673×424.000)=30.308N/mm2;
立杆稳定性计算σ=30.308小于[f]=205.000满足要求!
七、楼板强度的计算:
1.计算楼板强度说明
验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取4.5M,楼板承受的荷载按照线均布考虑。
宽度范围内配筋2级钢筋,配筋面积As=1440mm2,fy=300N/mm2。
板的截面尺寸为b×h=4000mm×120mm,截面有效高度ho=100mm。
按照楼板每8天浇筑一层,所以需要验算8天、16天、24天...的
承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:
2.计算楼板混凝土8天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4.0m;
楼板计算范围跨度内摆放5×4排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第2层楼板所需承受的荷载为
q=2×1.2×(0.350+25.000×0.120)+
1×1.2×(0.387×5×4/4.500/4.000)+
1.4×(1.000+1.000)=11.360kN/m2;
计算单元板带所承受均布荷载q=4.500×11.356=51.103kN/m;
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0596×51.100×4.0002=48.732kN.m;
验算楼板混凝土强度的平均气温为15℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到8天后混凝土强度达到62.400%,C25混凝土强度近似等效为C15.600。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=7.488N/mm2;
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=As×fy/(b×ho×fcm)=1440.000×300.000/(4000.000×100.000×7.488)=0.144
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
αs=0.134
此楼板所能承受的最大弯矩为:
M1=αs×b×ho2×fcm=0.134×4000.000×100.0002×7.488×10-6=40.025kN.m;
结论:
由于∑Mi=40.025<=Mmax=48.732
所以第8天以后的各层楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。
第2层以下的模板支撑必须保留。
3.计算楼板混凝土16天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4.0m;
楼板计算范围跨度内摆放5×4排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第3层楼板所需承受的荷载为
q=3×1.2×(0.350+25.000×0.120)+
2×1.2×(0.387×5×4/4.500/4.000)+
1.4×(1.000+1.000)=15.890kN/m2;
计算单元板带所承受均布荷载q=4.500×15.892=71.516kN/m;
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0596×71.520×4.0002=68.197kN.m;
验算楼板混凝土强度的平均气温为15℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到16天后混凝土强度达到83.210%,C25混凝土强度近似等效为C20.800。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=9.968N/mm2;
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=As×fy/(b×ho×fcm)=1440.000×300.000/(4000.000×100.000×9.968)=0.108
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
αs=0.102
此楼板所能承受的最大弯矩为:
M2=αs×b×ho2×fcm=0.102×4000.000×100.0002×9.968×10-6=40.736kN.m;
结论:
由于∑Mi=80.762>Mmax=68.197
所以第16天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。