扣件钢管楼板模板支架计算书3133F.docx

扣件钢管楼板模板支架计算书3133F.docx

《扣件钢管楼板模板支架计算书3133F.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《扣件钢管楼板模板支架计算书3133F.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

扣件钢管楼板模板支架计算书3133F

扣件钢管楼板模板支架计算书

计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）。

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13.4m，

立杆的纵距b=0.90m，立杆的横距l=0.90m，立杆的步距h=1.20m。

面板厚度18mm，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，间距300mm，

木方剪切强度1.6N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。

模板自重0.30kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3，施工活荷载2.00kN/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

按照扣件新规范中规定并参照模板规范，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×（25.10×0.15+0.30）+1.40×1.00=6.278kN/m2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.10×0.15+0.7×1.40×1.00=6.063kN/m2

由于可变荷载效应控制的组合S最大，永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.40

采用的钢管类型为φ48×3.0。

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。

静荷载标准值q1=25.100×0.150×0.900+0.300×0.900=3.659kN/m

活荷载标准值q2=（1.000+1.000）×0.900=1.800kN/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=90.00×1.80×1.80/6=48.60cm3；

I=90.00×1.80×1.80×1.80/12=43.74cm4；

（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×（1.20×3.659+1.40×1.800）×0.300×0.300=0.062kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.062×1000×1000/48600=1.280N/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×（1.20×3.659+1.4×1.800）×0.300=1.244kN

　　截面抗剪强度计算值T=3×1244.0/（2×900.000×18.000）=0.115N/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=0.677×3.659×3004/（100×6000×437400）=0.076mm

面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!

二、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=25.100×0.150×0.300=1.130kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q12=0.300×0.300=0.090kN/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=（1.000+1.000）×0.300=0.600kN/m

静荷载q1=1.20×1.130+1.20×0.090=1.463kN/m

活荷载q2=1.40×0.600=0.840kN/m

计算单元内的木方集中力为（0.840+1.463）×0.900=2.073kN

2.木方的计算

按照简支梁计算，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=2.073/0.900=2.303kN/m

最大弯矩M=0.125ql2=0.125×2.30×0.90×0.90=0.233kN.m

最大剪力Q=0.5×0.900×2.303=1.037kN

最大支座力N=1.0×0.900×2.303=2.073kN

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=4.00×8.00×8.00/6=42.67cm3；

I=4.00×8.00×8.00×8.00/12=170.67cm4；

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.233×106/42666.7=5.47N/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=0.5ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×1037/（2×40×80）=0.486N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求!

（3）木方挠度计算

均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到1.220kN/m

最大变形v=5/3.84×1.220×900.04/（100×9000.00×1706667.0）=0.678mm

木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!

三、板底支撑钢管计算

　　横向支撑钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取木方支撑传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管剪力图（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：

支撑钢管变形计算受力图

支撑钢管变形图（mm）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.498kN.m

最大变形vmax=0.690mm

最大支座力Qmax=6.772kN

抗弯计算强度f=0.498×106/4491.0=110.79N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!

四、扣件抗滑移的计算

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:

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；

　　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=6.77kN

单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（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=0.142×13.350=1.897kN

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.300×0.900×0.900=0.243kN

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.100×0.150×0.900×0.900=3.050kN

经计算得到，静荷载标准值NG=（NG1+NG2+NG3）=5.190kN。

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=（1.000+1.000）×0.900×0.900=1.620kN

3.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

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，N=8.496kN

φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；

i——计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.60

A——立杆净截面面积（cm2）；A=4.24

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=4.49

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]=205.00N/mm2；

l0——计算长度（m）；

参照《扣件式规范》2011，由公式计算

顶部立杆段：

l0=ku1（h+2a）

（1）

非顶部立杆段：

l0=ku2h

（2）

k——计算长度附加系数，按照表5.4.6取值为1.217；

u1，u2——计算长度系数，参照《扣件式规范》附录C表；

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.30m；

顶部立杆段：

a=0.2m时，u1=1.719,l0=3.347m；λ=3347/16.0=209.858,φ=0.166

σ=6475/（0.166×423.9）=92.017N/mm2

a=0.5m时，u1=1.301,l0=3.483m；λ=3483/16.0=218.389,φ=0.153

σ=6475/（0.153×423.9）=99.618N/mm2

依据规范做承载力插值计算a=0.300时，σ=94.551N/mm2,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

非顶部立杆段：

u2=2.292,l0=3.347m；λ=3347/16.0=209.858,φ=0.166

σ=8496/（0.166×423.9）=120.735N/mm2,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计算公式

MW=0.9×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值（kN/m2）；

Wk=0.250×1.000×0.115=0.029kN/m2

h——立杆的步距，1.20m；

la——立杆迎风面的间距，0.90m；

lb——与迎风面垂直方向的立杆间距，0.90m；

风荷载产生的弯矩Mw=0.9×1.4×0.029×0.900×1.200×1.200/10=0.005kN.m；

Nw——考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；

顶部立杆Nw=1.200×3.506+1.400×1.620+0.9×1.400×0.005/0.900=6.482kN

非顶部立杆Nw=1.200×5.190+1.400×1.620+0.9×1.400×0.005/0.900=8.502kN

顶部立杆段：

a=0.2m时，u1=1.719,l0=3.347m；λ=3347/16.0=209.858,φ=0.166

σ=6482/（0.166×423.9）+5000/4491=93.156N/mm2

a=0.5m时，u1=1.301,l0=3.483m；λ=3483/16.0=218.389,φ=0.153

σ=6482/（0.153×423.9）+5000/4491=100.765N/mm2

依据规范做承载力插值计算a=0.300时，σ=95.692N/mm2,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

非顶部立杆段：

u2=2.292,l0=3.347m；λ=3347/16.0=209.858,φ=0.166

σ=8502/（0.166×423.9）+5000/4491=121.874N/mm2,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。

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4.50m，楼板承受的荷载按照线均布考虑。

宽度范围内配筋3级钢筋，配筋面积As=2025.0mm2，fy=360.0N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=4500mm×150mm，截面有效高度h0=130mm。

按照楼板每6天浇筑一层，所以需要验算6天、12天、18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6天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边4.50m，短边4.50×1.00=4.50m，

楼板计算范围内摆放6×6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=1×1.20×（0.30+25.10×0.15）+

1×1.20×（1.90×6×6/4.50/4.50）+

1.40×（1.00+1.00）=11.73kN/m2

计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×11.73=52.76kN/m

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0513×ql2=0.0513×52.76×4.502=54.81kN.m

按照混凝土的强度换算

得到6天后混凝土强度达到53.77%，C30.0混凝土强度近似等效为C16.1。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=7.74N/mm2

则可以得到矩形截面相对受压区高度：

ξ=Asfy/bh0fcm=2025.00×360.00/（4500.00×130.00×7.74）=0.16

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=0.147

此层楼板所能承受的最大弯矩为：

M1=αsbh02fcm=0.147×4500.000×130.0002×7.7×10-6=86.6kN.m

结论：

由于∑Mi=86.56=86.56>Mmax=54.81

所以第6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。

第2层以下的模板支撑可以拆除。

钢管楼板模板支架计算满足要求！