轮扣式钢管梁支撑系统计算400X1000.docx

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轮扣式钢管梁支撑系统计算400X1000

梁模板轮扣式钢管支撑计算书

1．计算参数

结构楼板厚150mm，梁宽b=400mm，梁高h=1000mm，层高6.00m，结构表面考虑隐蔽；模板材料为：

夹板底模厚度18mm，侧模厚度18mm；梁边至板支撑的距离0.8m；板弹性模量E=6000N/mm2，木材弹性模量E=9000N/mm2，抗弯强度fm=13.00N/mm2，抗剪强度fv=1.40N/mm2；支撑采用轮扣式Φ48×3.2钢管2根支撑:

横向间距900mm，纵向间距900mm，支架立杆的步距h=1.20m，立杆伸出顶层水平杆长度a=0.40m；钢管直径48mm，壁厚3.2mm，截面积4.53cm2，回转半径i=1.60cm；钢管重量0.0538kN/m。

钢材弹性模量E=206000N/mm2，抗弯强度f=205.00N/mm2,抗剪强度fv=120.00N/mm2。

2．梁底模验算

（1）梁底模及支架荷载计算

荷载类型标准值单位梁宽（m）梁高（m）系数设计值

①底侧模自重0.3kN/m2×（0.40+1.76）×1.2=0.78kN/m

②砼自重24.0kN/m3×0.40×1.00×1.2=11.52kN/m

③钢筋荷载1.5kN/m3×0.40×1.00×1.2=0.72kN/m

④振捣砼荷载2.0kN/m2×0.40×1.4=1.12kN/m

梁底模和支架承载力计算组合①＋②＋③＋④q1=14.14kN/m

梁底模和龙骨挠度验算计算组合（①＋②＋③）/1.2q2=10.85kN/m

（2）底模板验算

第一层龙骨（次楞）间距L=300mm，计算跨数5跨；底模厚度h=18mm，板模宽度b=400mm。

W=bh2/6=400×182/6=21600mm3，I=bh3/12=400×183/12=194400mm4。

1）抗弯强度验算

弯矩系数KM=-0.105,Mmax=KMq1L2=-0.105×14.14×3002=-133623N·mm

σ=Mmax/W=133623/21600=6.19N/mm2

梁底模抗弯强度σ=6.19N/mm2＜fm=13.00N/mm2,满足要求。

2）抗剪强度验算

剪力系数KV=0.606,Vmax=KVq1L=0.606×14.14×300=2571N

τ=3Vmax/（2bh）=3×2571/（2×400×18）=0.54N/mm2

梁底模抗剪强度τ=0.54N/mm2＜fv=1.40N/mm2,满足要求。

3）挠度验算

挠度系数Kυ=0.644；q2=10.85kN/m

υmax=Kυq2L4/（100EI）=0.644×10.85×3004/（100×6000×194400）=0.49mm

[υ]=L/250=300/250=1.20mm

梁底模挠度υmax=0.49mm＜[υ]=1.20mm,满足要求。

计算简图及内力图如下图

（3）第一层龙骨（次楞）验算

轮扣式钢管横向间距L=900mm，C=400mm，γ=400/900=0.44。

第一层龙骨（次楞）采用木枋b=80mm，h=80mm；W=bh2/6=80×802/6=85333mm3；I=bh3/12=80×803/12=3413333mm4。

1）抗弯强度验算

a、梁传荷载计算

q=q1×第一层龙骨（次楞）间距/梁宽=14.14×300/400=10.61kN/m

b、板传荷载计算

P板重量=1.2×（板厚度×25＋模板重）＋1.4×活载=1.2×（0.15×25+0.30）+1.4×2.50=8.36kN/m2

板传递到第一层龙骨（次楞）的荷载P=400/1000×300/1000×8.36=1.02kN

a=0.5×（L-c）=0.5×（900-400）=250mm，Mp=P×a=1.02×250.00=0.26kN·m

Mmax=Mq＋Mp=（0.74+0.26）×106=1060000N·mm

σ=Mmax/W=1000000/85333=11.72N/mm2

第一层龙骨（次楞）抗弯强度σ=11.72N/mm2＜fm=13.00N/mm2,满足要求。

2）抗剪强度验算

Vmax=0.5×q×梁宽＋P=0.5×10.61×400/1000+1.02=3.14kN

τ=3Vmax/（2bh）=3×3.14×1000/（2×80×80）=0.74N/mm2

第一层龙骨（次楞）抗剪强度τ=0.74N/mm2＜fv=1.40N/mm2,满足要求。

3）挠度验算

q’=q2×第一层龙骨（次楞）间距/梁宽=10.85×300/400=8.14N/mm

υq=q'cL3×（8-4γ2＋γ3）/（384EI）

=8.14×400×9003×（8-4×0.442+0.443）/（384×9000×3413333）=1.47mm

υp=PaL2×（3-4×（a/L）2）/（24EI）

=1.29×1000×250×9002×（3-4×0.282）/（24×9000×3413333）=0.95mm

υmax=υq＋υp=1.47+0.95=2.42mm

[υ]=L/250=900/250=3.60mm

第一层龙骨（次楞）挠度υmax=2.42mm＜[υ]=3.60mm,满足要求。

计算简图及内力图如下图

（4）第二层龙骨（主楞）验算

轮扣式钢管纵向间距900mm，计算跨数2跨；第二层龙骨（主楞）采用单枋b=80mm，h=80mm

W=1×80×802/6=85333mm3，I=1×80×803/12=3413333mm4。

1）抗弯强度验算

P=V=1/2×q×梁宽＋P=0.5×10.61×400/1000+1.02=3.14kN

弯矩系数KM=-0.333,Mmax=KmPL=-0.333×3.14×1000×900=-941058N·mm

σ=Mmax/W=941058/85333=11.03N/mm2

第二层龙骨（主楞）抗弯强度σ=11.03N/mm2＜fm=13.00N/mm2,满足要求。

2）抗剪强度验算

剪力系数KV=1.333,Vmax=KVP=1.333×3.14=4.19kN

τ=3Vmax/（2bh）=3×4.19×1000/（2×80×80）=0.98N/mm2

第二层龙骨（主楞）抗剪强度τ=0.98N/mm2＜fv=1.40N/mm2,满足要求。

3）挠度强度验算

挠度系数Kυ=1.466,P'=V=1/2×q×梁宽＋P板传=0.5×8.14×400/1000+1.02=2.92kN

υmax=KυP’L3/（100EI）=1.466×2.92×1000×9003/（100×9000×3413333）=1.02mm

[υ]=L/250=900/250=3.60mm

第二层龙骨（主楞）挠度υmax=1.02mm＜[υ]=3.60mm,满足要求。

计算简图及内力图如下图

3.支撑强度验算

（1）荷载计算

传至每根轮扣式钢管立柱荷载NQK1=7383N

轮扣式钢管重量0.0538kN/m,立杆重量=0.0538×6.0×1000=323N

水平拉杆5层,拉杆重量=5×1.50×0.04=300N

支架重量NGk=立杆重量+水平拉杆重量=323+300=623N

钢管轴向力N＝1.2NGK+NQK=1.2×623+7383=8131N

（2）轮扣式钢管立杆长细比验算

其中：

βH—高度修正系数，取1.02，根据《轮扣式钢管脚手架安全技术规程》（DB44/T—2016）第6.3.14条；

βa—扫地杆高度与悬臂长度修正系数，取1.033，根据《建筑施工临时支撑结构技术规范》（JGJ300—2016）

μ—立杆计算长度系数，取2.1，根据《建筑施工临时支撑结构技术规范》（JGJ300—2016）

i=1.60cm,λ=L0/i=265.5/1.60=166

钢管立杆长细比166＜230,满足要求。

（3）轮扣式钢管立杆稳定性验算

1）不组合风荷载时：

=0.256，P=N/（

A）=8131/（0.256×453.00）=70.1N/mm2

钢管立杆稳定性计算70.1N/mm2＜205.00N/mm2,满足要求。

2）组合风荷载时：

支架荷载设计值的力如下

=16.7KN/m。

其中，

nwa—单元框架纵向跨数，按5跨考虑；

pwk—风荷载线荷载标准值0.156KN/m2×0.9m=0.14KN/m；

H—模板支撑结构高度，取6m；

B—模板支撑结构横向宽度，取1.2；

风压高度变化系数μz=0.65；地面粗糙度按C类

挡风系数φ=0.800,全封闭计算，则脚手架风荷载体型系数

μs=1.0φ=1.0×0.800=0.800,工程位于广东省广州市,基本风压ω0=0.30kN/m2

风荷载标准值WZ=μZμsw0=0.65×0.8×0.3kN/m2=0.156kN/m2

按照以上计算的思路，计算得出，立杆轴向力设计值为19.60KN

组合风荷载作用下，立杆稳定性计算公式如下所示

小于205N/mm2

4.支撑支承面验算

轮扣式钢管立杆设配套底座200×100mm,支承面为（按C15考虑）混凝土楼板,楼板厚=120mm,上部荷载为：

F=13.26kN

（1）支承面受冲切承载力验算

βS=2.00,ft=0.91N/mm2,hO=120-15=105mm,η=0.4＋1.2/βS=1.00

σpc,m=0N/mm2,Um=2×（200+105）+2×（100+105）=1020mm,βh=1.00

（0.7βhft＋0.25σpc,m）ηUmhO=[（0.7×1×0.91+0.25×0）×1.00×1020×105]/1000=68.22kN

钢管支承面受冲切承载力68.22kN＞8.13kN,满足要求。

（2）支承面局部受压承载力验算

Ab=（0.20+2×0.10）×（0.10×3）=0.12m2,Al=0.20×0.10=0.02m2

βl=（Ab/Al）0.5=2.45,fcc=0.85×7200=6120kN/m2,ω=0.75

ωβlfccAl=0.75×2×6120×0.02=183.60kN

支承面局部受压承载力F=183.60kN＞8.13kN,满足要求。

5.侧模板验算

（1）荷载计算

1）新浇砼的侧压力

F1=0.22γ×200/（T+15）β1β2V1/2

=0.22×24.00×4.44×1.20×1.15×2.000.5=45.75kN/m2

（γ=24.0β1=1.20β2=1.15V=2.0T=30.0℃）

F2=γH=24×梁高=24×1.00=24.00kN/m2

F1、F2两者取小值F=24.00kN/m2，有效压头高度=F/γ=1.00m。

2）荷载计算

荷载类型　　　　　　　标准值　单位分项系数设计值单位

①新浇混凝土的侧压力F　　　24.00　kN/m2　γG=1.2　28.80　kN/m2

②振捣混凝土产生的荷载Q2K　4.00　　kN/m2　　γQ=1.4　　5.60　kN/m2

梁侧模和侧肋强度荷载组合①+②　　　　　　　　　　　　　　　34.40kN/m2

梁底模和侧肋挠度验算计算荷载①/1.2　　　　　　　　　　　　　24.00kN/m2

（2）侧模板强度验算

取竖肋间距L=300mm，计算跨数5跨，木模板厚度h=18mm

W=bh2/6=880×182/6=47520mm3，I=bh3/12=880×183/12=427680mm4。

1）抗弯强度验算

弯矩系数KM=-0.105,q=34.40×（1000-120）/1000=30.27kN/m=30.27N/mm

Mmax=KMqL2=-0.105×30.27×3002=-286052N·mm=-0.29kN·m

σ=Mmax/W=286052/47520=6.02N/mm2

侧模抗弯强度σ=6.02N/mm2＜fm=13.00N/mm2,满足要求。

2）抗剪强度验算

抗剪系数KV=0.606,Vmax=KVqL=0.606×30.27×300/1000=5.50kN

τ=3Vmax/（2bh）=3×5.50×1000/（2×18×880）=0.52N/mm2

侧模抗剪强度τ=0.52N/mm2＜fv=1.40N/mm2,满足要求。

3）挠度验算

挠度系数Kυ=0.644,q，=24.00×（1000-120）/1000=21.12kN/m=21.12N/mm

挠度υmax=Kυq，L4/100EI=0.644×21.12×3004/（100×6000×427680）=0.43mm

[υ]=L/250=300/250=1.20mm

侧模挠度υmax=0.43mm＜[υ]=1.20mm,满足要求。

计算简图及内力图如下图

（3）对拉螺栓计算

Fs=0.95×（γGF+γQQ2k）=0.95×34.40=32.68kN/m2;设2排对拉螺栓，螺栓横向间距a=600mm=0.60m，竖向间距b=（1000-120）/3=293mm=0.29m，N=abFs=0.60×0.29×32.68=5.69kN；对拉螺栓φ12,容许拉力[Ntb]=12.90kN

对拉螺栓受力5.69kN＜容许拉力12.90kN,满足要求。

（4）侧肋强度验算

计算跨度293mm；跨数3跨。

木枋尺寸b=80mm，h=80mm

W=bh2/6=80×802/6=85333mm3，I=bh3/12=80×803/12=3413333mm4。

1）抗弯强度验算

弯矩系数KM=0.100,q=34.40×300/1000=10.32N/mm

Mmax=KMqL2=0.100×10.32×2932=88596N·mm=0.09kN·m

σ=Mmax/W=88596/85333=1.04N/mm2

侧肋抗弯强度σ=1.04N/mm2＜fm=13.00N/mm2,满足要求。

2）抗剪强度验算

剪力系数KV=0.600,Vmax=KVqL=0.600×10.32×293/1000=1.82kN

τ=3Vmax/（2bh）=3×1.82×1000/（2×80×80）=0.43N/mm2

侧肋抗剪强度τ=0.43N/mm2＜fv=1.40N/mm2,满足要求。

3）挠度验算

挠度系数Kυ=0.677,q，=24.00×300/1000=7.20N/mm；

挠度υmax=Kυq，L4/100EI=0.677×7.20×2934/（100×9000×3413333）=0.01mm

[υ]=L/250=293/250=1.17mm

侧肋挠度υmax=0.01mm＜[υ]=1.17mm,满足要求。

计算简图及内力图如下图

6.梁侧檩梁验算

对拉螺杆横向间距600mm，侧肋间距300mm，计算跨数5跨，梁侧檩梁采用Φ48×3.2双钢管，W=4730mm3，I=113500mm4，A=450mm2；

1）抗弯强度验算

弯矩系数KM=0.171,P=1.100qL=1.100×10.32×0.29=3.33kN;

Mmax=KmPL=0.171×3.33×0.60×106=341658N·mm=0.34kN·m

σ=Mmax/W=341658/（2×4730）=36.12N/mm2

檩梁抗弯强度σ=36.12N/mm2＜fm=205.00N/mm2,满足要求。

2）抗剪强度验算

剪力系数KV=0.658,Vmax=KVP=0.658×3.33=2.19kN

τ=3Vmax/（2A）=3×2191/（2×2×450）=3.65N/mm2

檩梁抗剪强度τ=3.65N/mm2＜fv=120.00N/mm2,满足要求。

3）挠度验算

挠度系数Kυ=1.097,P,=1.100qL=1.100×7.20×0.29=2.32kN=2323N

υmax=KυP,L3/（100EI）=1.097×2323×6003/（100×206000×2×113500）=0.12mm

[υ]=L/250=600/250=2.40mm

檩梁挠度υmax=0.12mm＜[υ]=2.40mm,满足要求。

7.计算结果

底模、侧模厚度18mm；第一层龙骨（次楞）80×80mm木枋@300mm，第二层龙骨（主楞）80×80mm单木枋@900mm；采用轮扣式Φ48×3.2钢管2根支撑，立杆纵向@900mm，横向@900mm，立杆伸出顶层水平杆长度a=0.40mm;竖肋80×80mm木枋@300mm，对拉螺栓2排φ12@600mmΦ48×3.2双钢管，采用作为横檩梁。

模板支撑架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑；中间纵、横向由底至顶连续设置竖向剪刀撑，其间距应小于或等于4.5m；剪刀撑的斜杆与地面夹角应在45°-60°之间,斜杆应每步与立杆扣接;模板支撑架高度6000mm,顶端和底部必须设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑设置间距应小于或等于4.8m。