电梯井屋面梁模板门式脚手架支撑计算1新.docx

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电梯井屋面梁模板门式脚手架支撑计算1新

电梯井屋面梁模板门式脚手架支撑计算书

电梯井屋面板面标高为22.8米，楼层高度为4.2米，梁截面为300*800、300*700、240*700、240*500等；板厚为120mm。

取最大梁截面300*800，梁、板支模采用门架支撑，纵横水平拉杆、剪刀撑使用钢管（其余梁同此做法）。

依据规范:

《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ128-2010）。

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《钢结构设计规范》GB50017-2003

计算参数:

脚手架搭设高度为3.4m，门架型号采用MF1219，钢材采用Q235。

门架的宽度b=1.20m，门架的高度h0=1.90m，步距1.95m，跨距l=1.83m。

门架h1=1.54m，h2=0.08m，b1=0.75m。

门架立杆采用φ42.0×2.5mm钢管，立杆加强杆采用φ34.0×2.2mm钢管。

每榀门架之间的距离1.20m，梁底木方距离300mm。

梁底木方截面宽度70mm，高度70mm。

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。

梁顶托采用钢管φ48×3.5mm。

模板自重0.50kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3，施工活荷载2.00kN/m2。

1——立杆；2——立杆加强杆；3——横杆；4——横杆加强杆

图1计算门架的几何尺寸图

图2模板支架示意图

地基承载力标准值170kN/m2，基础底面扩展面积0.250m2，地基承载力调整系数0.40。

按照门式脚手架新规范4.3和4.4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×（25.50×0.80+0.50）+1.40×2.00=27.880kN/m2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.50×0.80+0.7×1.40×2.00=29.500kN/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

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=25.500×0.800×1.200+0.500×1.200=25.080kN/m

活荷载标准值q2=（2.000+0.000）×1.200=2.400kN/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=120.00×1.80×1.80/6=64.80cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=120.00×1.80×1.80×1.80/12=58.32cm4；

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×（1.35×25.080+0.98×2.400）×0.300×0.300=0.326kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.326×1000×1000/64800=5.029N/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×（1.35×25.080+1.0×2.400）×0.300=6.518kN

　　截面抗剪强度计算值T=3×6518.0/（2×1200.000×18.000）=0.453N/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=0.677×25.080×3004/（100×6000×583200）=0.393mm

面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!

二、梁底木方的计算

木方按照简支梁计算。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1=25.500×0.800×0.300=6.120kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.500×0.300×（2×0.800+0.300）/0.300=0.950kN/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q3=2.000×0.300=0.600kN/m

经计算得到，木方荷载计算值Q=1.2×（6.120+0.950）+0.9×0.98×0.600=10.133kN/m

2.木方强度、挠度、抗剪计算

木方计算简图

木方弯矩图（kN.m）

木方剪力图（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

木方变形图（mm）

经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=1.520kN

N2=1.520kN

经过计算得到最大弯矩M=0.797kN.m

经过计算得到最大支座F=1.520kN

经过计算得到最大变形V=4.045mm

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=7.00×7.00×7.00/6=57.17cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=7.00×7.00×7.00×7.00/12=200.08cm4；

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=0.797×106/57166.7=13.94N/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

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×1.519/（2×70×70）=0.465N/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

最大变形v=4.045mm

木方的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!

三、梁底托梁的计算

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=0.052kN/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=0.628kN.m

经过计算得到最大支座F=5.443kN

经过计算得到最大变形V=2.306mm

顶托梁的截面力学参数为

截面抵抗矩W=5.08cm3；

截面惯性矩I=12.19cm4；

（1）顶托梁抗弯强度计算

抗弯计算强度f=M/W=0.628×106/1.05/5080.0=117.74N/mm2

顶托梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

（2）顶托梁挠度计算

最大变形v=2.306mm

顶托梁的最大挠度小于1200.0/400,满足要求!

四、门架荷载标准值

作用于门架的荷载包括门架静荷载与上面托梁传递荷载。

1门架静荷载计算

门架静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架自重产生的轴向力（kN/m）

门架的每跨距内，每步架高内的构配件及其重量分别为：

门架（MF1219）1榀0.224kN

交叉支撑2副2×0.040=0.080kN

水平架5步4设0.165×4/5=0.132kN

连接棒2个2×0.006=0.012kN

锁臂2副2×0.009=0.017kN

合计0.465kN

经计算得到，每米高脚手架自重合计NGk1=0.465/1.950=0.238kN/m

（2）加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力计算（kN/m）

剪刀撑采用φ48.0×3.5mm钢管，按照4步4跨设置，每米高的钢管重计算：

tgα=（4×1.950）/（4×1.830）=1.066

2×0.038×（4×1.830）/cosα/（4×1.950）=0.105kN/m

水平加固杆采用φ48.0×3.5mm钢管，按照4步1跨设置，每米高的钢管重为

0.038×（1×1.830）/（4×1.950）=0.009kN/m

每跨内的直角扣件1个，旋转扣件1个，每米高的钢管重为0.037kN/m；

（1×0.014+4×0.014）/1.950=0.037kN/m

每米高的附件重量为0.020kN/m；

每米高的栏杆重量为0.010kN/m；

经计算得到，每米高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计NGk2=0.181kN/m

经计算得到，静荷载标准值总计为NG=0.419kN/m。

2托梁传递荷载

托梁传递荷载为一榀门架两端点产生的支点力总和。

从左到右每榀门架两端点产生支点力分别为

第1榀门架两端点力3.185kN，5.443kN

第2榀门架两端点力4.416kN，4.416kN

第3榀门架两端点力5.443kN，3.185kN

经计算得到，托梁传递荷载为NQ=8.833kN。

五、立杆的稳定性计算

作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式

N=1.2NGH+NQ

其中NG——每米高脚手架的静荷载标准值，NG=0.419kN/m；

　　NQ——托梁传递荷载，NQ=8.833kN；

　　H——脚手架的搭设高度，H=3.4m。

经计算得到，N=1.2×0.419×3.400+8.833=10.758kN。

门式钢管脚手架的稳定性按照下列公式计算

其中N——作用于一榀门架的轴向力设计值，N=10.76kN；

　　Nd——一榀门架的稳定承载力设计值（kN）；

一榀门架的稳定承载力设计值公式计算

其中φ——门架立杆的稳定系数,由长细比kh0/i查表得到，φ=0.396；

　　k——调整系数，k=1.13；

　　i——门架立杆的换算截面回转半径，i=1.64cm；

　　I——门架立杆的换算截面惯性矩，I=8.34cm4；

　　h0——门架的高度，h0=1.90m；

　　I0——门架立杆的截面惯性矩，I0=6.08cm4；

　　A1——门架立杆的净截面面积，A1=3.10cm2；

　　h1——门架加强杆的高度，h1=1.54m；

　　I1——门架加强杆的截面惯性矩，I1=2.79cm4；

　　A——一榀门架立杆的毛截面积，A=2A1=6.20cm2；

　　f——门架钢材的强度设计值，f=205.00N/mm2。

Nd调整系数为1.0。

经计算得到，Nd=1.0×50.332=50.332kN。

立杆的稳定性计算N

六、基础承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

其中p——立杆基础底面的平均压力（kN/m2），p=N/A；p=43.03

N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值（kN）；N=10.76

A——基础底面面积（m2）；A=0.25

fg——地基承载力设计值（kN/m2）；fg=68.00

地基承载力设计值应按下式计算

fg=kc×fgk

其中kc——脚手架地基承载力调整系数；kc=0.40

fgk——地基承载力标准值；fgk=170.00

地基承载力的计算满足要求!