模板专项扣件钢管楼板模板支架计算书.docx

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模板专项扣件钢管楼板模板支架计算书

扣件钢管楼板模板支架计算书

依据规范:

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

《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5.9m，

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

面板厚度15mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。

木方50×80mm，间距150mm，

木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。

梁顶托采用100×100mm木方。

模板自重0.20kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3。

倾倒混凝土荷载标准值0.00kN/m2，施工均布荷载标准值2.50kN/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×（25.10×0.14+0.20）+1.40×2.50=7.957kN/m2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.10×0.14+0.7×1.40×2.50=7.194kN/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φ48×2.8。

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。

模板面板的按照三跨连续梁计算。

静荷载标准值q1=25.100×0.140×1.200+0.200×1.200=4.457kN/m

活荷载标准值q2=（0.000+2.500）×1.200=3.000kN/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:

截面抵抗矩W=bh2/6=120.00×1.50×1.50/6=45.00cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=120.00×1.50×1.50×1.50/12=33.75cm4；

式中：

b为板截面宽度，h为板截面高度。

（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×（1.20×4.457+1.40×3.000）×0.150×0.150=0.021kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.021×1000×1000/45000=0.477N/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×（1.20×4.457+1.4×3.000）×0.150=0.859kN

　　截面抗剪强度计算值T=3×859.0/（2×1200.000×15.000）=0.072N/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=0.677×4.457×1504/（100×9000×337500）=0.005mm

面板的最大挠度小于150.0/250,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=25.100×0.140×0.150=0.527kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q12=0.200×0.150=0.030kN/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=（2.500+0.000）×0.150=0.375kN/m

静荷载q1=1.20×0.527+1.20×0.030=0.669kN/m

活荷载q2=1.40×0.375=0.525kN/m

计算单元内的木方集中力为（0.525+0.669）×1.200=1.433kN

2.木方的计算

按照三跨连续梁计算，计算公式如下:

均布荷载q=P/l=1.432/1.200=1.194kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×1.19×1.20×1.20=0.172kN.m

最大剪力Q=0.6ql=0.6×1.200×1.194=0.859kN

最大支座力N=1.1ql=1.1×1.200×1.194=1.575kN

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=5.00×8.00×8.00/6=53.33cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=5.00×8.00×8.00×8.00/12=213.33cm4；

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=0.172×106/53333.3=3.22N/mm2

木方的抗弯计算强度小于15.0N/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=3×859/（2×50×80）=0.322N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/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=0.557kN/m

最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×0.557×1200.04/（100×9000.00×2133334.0）=0.407mm

木方的最大挠度小于1200.0/250,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。

集中荷载取木方的支座力P=1.575kN

均布荷载取托梁的自重q=0.096kN/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=1.538kN.m

经过计算得到最大支座F=14.000kN

经过计算得到最大变形V=0.950mm

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=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4；

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=1.538×106/166666.7=9.23N/mm2

顶托梁的抗弯计算强度小于15.0N/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=3×7641/（2×100×100）=1.146N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/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=0.950mm

顶托梁的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!

四、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=0.188×5.900=1.111kN

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.200×1.200×1.200=0.288kN

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.100×0.140×1.200×1.200=5.060kN

经计算得到，静荷载标准值NG=（NG1+NG2+NG3）=6.459kN。

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=（2.500+0.000）×1.200×1.200=3.600kN

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

五、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=12.791kN

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=3.97

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=4.25

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1.155,当允许长细比验算时k取1；

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=2.153,l0=3.233m；

λ=3233/16.0=201.793

允许长细比（k取1）λ0=201.793/1.155=174.713<210长细比验算满足要求!

φ=0.178

σ=11729/（0.178×397.4）=165.397N/mm2

a=0.5m时，u1=1.532,l0=3.362m；

λ=3362/16.0=209.861

允许长细比（k取1）λ0=209.861/1.155=181.698<210长细比验算满足要求!

φ=0.166

σ=11729/（0.166×397.4）=177.796N/mm2

依据规范做承载力插值计算a=0.300时，σ=169.530N/mm2,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

非顶部立杆段：

u2=3.109,l0=3.232m；

λ=3232/16.0=201.736

允许长细比（k取1）λ0=201.736/1.155=174.663<210长细比验算满足要求!

φ=