房建工程全套技术方案及相关文件 38.docx

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房建工程全套技术方案及相关文件38

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3.0m，

梁截面B×D=900mm×1800mm，立杆的纵距（跨度方向）l=0.60m，立杆的步距h=1.20m，

梁底增加5道承重立杆。

面板厚度15mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度12.0N/mm2，弹性模量4200.0N/mm2。

木方40×85mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度11.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。

梁底支撑顶托梁长度1.20m。

顶托采用木方:

85×85.00mm。

梁底按照均匀布置承重杆5根计算。

模板自重0.20kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3。

倾倒混凝土荷载标准值2.00kN/m2。

扣件计算折减系数取1.00。

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×（25.50×1.80+0.20）+1.40×2.00=58.120kN/m2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.50×1.80+0.7×1.40×2.00=63.925kN/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。

模板面板的按照多跨连续梁计算。

作用荷载包括梁与模板自重荷载，倾倒混凝土荷载等。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=25.500×1.800×0.600=27.540kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.200×0.600×（2×1.800+0.900）/0.900=0.600kN/m

（3）活荷载为倾倒混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=2.000×0.900×0.600=1.080kN

考虑0.9的结构重要系数，均布荷载q=0.9×（1.35×27.540+1.35×0.600）=34.190kN/m

考虑0.9的结构重要系数，集中荷载P=0.9×0.98×1.080=0.953kN

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=60.00×1.50×1.50/6=22.50cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=60.00×1.50×1.50×1.50/12=16.88cm4；

式中：

b为板截面宽度，h为板截面高度。

计算简图

弯矩图（kN.m）

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

变形图（mm）

经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=1.517kN

N2=4.362kN

N3=3.708kN

N4=3.886kN

N5=4.779kN

N6=3.886kN

N7=3.708kN

N8=4.362kN

N9=1.517kN

最大弯矩M=0.045kN.m

最大变形V=0.041mm

（1）抗弯强度计算

经计算得到面板抗弯强度计算值f=M/W=0.045×1000×1000/22500=2.000N/mm2

面板的抗弯强度设计值[f]，取12.00N/mm2；

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

（2）抗剪计算

截面抗剪强度计算值T=3Q/2bh=3×2329.0/（2×600.000×15.000）=0.388N/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

面板最大挠度计算值v=0.041mm

面板的最大挠度小于112.5/250,满足要求!

二、梁底支撑木方的计算

梁底木方计算

按照三跨连续梁计算，计算公式如下:

均布荷载q=P/l=4.779/0.600=7.965kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×7.97×0.60×0.60=0.287kN.m

最大剪力Q=0.6ql=0.6×0.600×7.965=2.867kN

最大支座力N=1.1ql=1.1×0.600×7.965=5.257kN

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=4.00×8.50×8.50/6=48.17cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=4.00×8.50×8.50×8.50/12=204.71cm4；

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=0.287×106/48166.7=5.95N/mm2

木方的抗弯计算强度小于11.0N/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=3×2867/（2×40×85）=1.265N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/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=5.983kN/m

最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×5.983×600.04/（100×9000.00×2047083.0）=0.285mm

木方的最大挠度小于600.0/250,满足要求!

三、托梁的计算

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=0.078kN/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=0.237kN.m

经过计算得到最大支座F=11.497kN

经过计算得到最大变形V=0.016mm

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=8.50×8.50×8.50/6=102.35cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=8.50×8.50×8.50×8.50/12=435.01cm4；

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=0.237×106/102354.2=2.32N/mm2

顶托梁的抗弯计算强度小于11.0N/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=3×5377/（2×85×85）=1.116N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/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=0.016mm

顶托梁的最大挠度小于300.0/250,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=11.497kN（已经包括组合系数）

脚手架钢管的自重N2=0.9×1.35×0.142×3.000=0.517kN

N=11.497+0.517=12.014kN

　　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=0.15m；

h——最大步距，h=1.20m；

l0——计算长度，取1.200+2×0.150=1.500m；

λ——长细比，为1500/16.0=94<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0.632；

经计算得到σ=12014/（0.632×424）=44.869N/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=0.450×0.510×0.127=0.029kN/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，0.60m；

风荷载产生的弯矩Mw=0.9×0.9×1.4×0.029×1.200×1.200×1.200/10=0.006kN.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=11.497+0.9×1.2×0.425+0.9×0.9×1.4×0.006/0.600=12.025kN

经计算得到σ=12025/（0.632×424）+6000/4491=46.181N/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！