承插型盘扣式钢管支架计算书模板.docx
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承插型盘扣式钢管支架计算书模板
10、模板支架设计及计算
10.1地下室顶板支架计算(板厚200mm):
计算依据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-)。
一、计算参数:
模板支架搭设高度为4.8m,
立杆纵距b=1.20m,立杆横距l=1.20m,立杆步距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/mm4。
木方50×100mm,间距250mm,剪切强度1.6N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9500.0N/mm4。
梁顶托采取双钢管48×3.5mm。
模板自重0.35kN/m2,混凝土钢筋自重25.00kN/m3,施工活荷载3.00kN/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
二、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。
模板面板根据三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.000×0.200×1.200+0.350×1.200=6.420kN/m
活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×1.200=3.600kN/m
面板截面惯性矩I和截面抵御矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵御矩W分别为:
W=120.00×1.80×1.80/6=64.80cm3;
I=120.00×1.80×1.80×1.80/12=58.32cm4;
(1)抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板抗弯强度计算值(N/mm2);
M——面板最大弯距(N.mm);
W——面板净截面抵御矩;
[f]——面板抗弯强度设计值,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×(1.20×6.420+1.4×3.600)×0.250×0.250=0.080kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.080×1000×1000/64800=1.229N/mm2
面板抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算[能够不计算]
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600×(1.20×6.420+1.4×3.600)×0.250=1.912kN
截面抗剪强度计算值T=3×1912.0/(2×1200.000×18.000)=0.133N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
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=0.677×6.420×2504/(100×6000×583200)=0.049mm
面板最大挠度小于250.0/250,满足要求!
三、模板支撑木方计算
木方根据均布荷载下连续梁计算。
1.荷载计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.000×0.200×0.250=1.250kN/m
(2)模板自重线荷载(kN/m):
q12=0.350×0.250=0.088kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值q2=(1.000+2.000)×0.250=0.750kN/m
静荷载q1=1.20×1.250+1.20×0.088=1.605kN/m
活荷载q2=1.40×0.750=1.050kN/m
2.木方计算
根据三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载计算值最不利分配弯矩和,计算公式以下:
均布荷载q=3.186/1.200=2.655kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.66×1.20×1.20=0.382kN.m
最大剪力Q=0.6×1.200×2.655=1.912kN
最大支座力N=1.1×1.200×2.655=3.505kN
本算例中,截面惯性矩I和截面抵御矩W分别为:
W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3;
I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.382×106/83333.3=4.59N/mm2
木方抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算[能够不计算]
最大剪力计算公式以下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必需满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×1912/(2×50×100)=0.573N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2
木方抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
均布荷载经过上面变形受力图计算最大支座力除以跨度得到1.338kN/m
最大变形v=0.677×1.338×1200.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.474mm
木方最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
四、托梁计算
托梁根据集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方支座力P=3.505kN;均布荷载取托梁自重q=0.092kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图(kN.m)
托梁剪力图(kN)
变形计算根据规范要求采取静荷载标准值,受力图与计算结果以下:
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=2.063kN.m
经过计算得到最大支座F=18.623kN
经过计算得到最大变形V=2.018mm
顶托梁截面力学参数为截面抵御矩W=10.16cm3;截面惯性矩I=24.38cm4;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=2.063×106/1.05/10160.0=193.38N/mm2
顶托梁抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁挠度计算:
最大变形v=2.018mm
顶托梁最大挠度小于1200.0/400,满足要求!
五、扣件抗滑移计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件抗滑承载力根据下式计算:
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竖向作用力设计值;
上部荷载没有经过纵向或横向水平杆传给立杆,无需计算。
六、模板支架荷载标准值(立杆轴力)
作用于模板支架荷载包含静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包含以下内容:
(1)脚手架自重(kN):
NG1=0.149×4.800=0.715kN
(2)模板自重(kN):
NG2=0.350×1.200×1.200=0.504kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.000×0.200×1.200×1.200=7.200kN
经计算得到,静荷载标准值NG=(NG1+NG2+NG3)=8.419kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×1.200×1.200=4.320kN
3.不考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值计算公式:
N=1.20NG+1.40NQ
七、立杆稳定性计算
不考虑风荷载时,立杆稳定性计算公式为:
其中N——立杆轴心压力设计值,N=16.15kN
i——计算立杆截面回转半径,i=1.58cm;
A——立杆净截面面积,A=4.890cm2;
W——立杆净截面模量(抵御矩),W=5.080cm3;
[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长度,a=0.30m;
h——最大步距,h=1.20m;
l0——计算长度,取1.200+2×0.300=1.800m;
——由长细比,为1800/16=114;
——轴心受压立杆稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.497;
经计算得到
=16150/(0.497×489)=66.498N/mm2;
不考虑风荷载时立杆稳定性计算
<[f],满足要求!
考虑风荷载时,立杆稳定性计算公式为:
风荷载设计值产生立杆段弯矩MW计算公式
MW=1.4Wklal02/8-Prl0/4
风荷载产生内外排立杆间横杆支撑力Pr计算公式
Pr=5×1.4Wklal0/16
其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);
Wk=0.7×0.300×1.200×0.600=0.216kN/m2
h——立杆步距,1.20m;
la——立杆迎风面间距,1.20m;
lb——与迎风面垂直方向立杆间距,1.20m;
风荷载产生内外排立杆间横杆支撑力Pr=5×1.4×0.216×1.200×1.800/16=0.204kN.m;
风荷载产生弯矩Mw=1.4×0.216×1.200×1.800×1.800/8=0.055kN.m;
Nw——考虑风荷载时,立杆轴心压力最大值;
Nw=1.2×8.419+0.9×1.4×4.320+0.9×1.4×0.055/1.200=15.604kN
经计算得到
=15604/(0.497×489)+55000/5080=74.010N/mm2;
考虑风荷载时立杆稳定性计算
<[f],满足要求!
风荷载作用下内力计算:
架体中每个节点风荷载转化集中荷载w=0.216×1.200×1.200=0.311kN
节点集中荷载w在立杆中产生内力wv=1.200/1.200×0.311=0.311kN
节点集中荷载w在斜杆中产生内力ws=(1.200×1.200+1.200×1.200)1/2/1.200×0.311=0.440kN
支撑架步数n=4;节点集中荷载w在立杆中产生内力和为0.440+(4.000-1)×0.440=1.760kN;节点集中荷载w在斜杆中产生内力和为4.000×0.311=1.244kN
架体自重为0.715kN;节点集中荷载w在立杆中产生内力和小于扣件抗滑承载力8kN,满足要求!
节点集中荷载w在斜杆中产生内力和大于架体自重,不满足要求!
八、楼板强度计算
(1)、计算楼板强度说明
验算楼板强度时根据最不利考虑,楼板跨度取4.50m,楼板承受荷载根据线均布考虑。
宽度范围内配筋3级钢筋,配筋面积As=2700.0mm2,fy=360.0N/mm2。
板截面尺寸为b×h=4500mm×200mm,截面有效高度h0=180mm。
根据楼板每7天浇筑一层,所以需要验算7天、10天、15天...
承载能力是否满足荷载要求,其计算简图以下:
(2)、计算楼板混凝土7天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4×4排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第2层楼板所需承受荷载为
q=1×1.20×(0.35+25.00×0.20)+
1×1.20×(0.72×4×4/4.50/4.50