盘扣支架计算书.docx

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盘扣支架计算书

附件一、中间跨架体计算

编制依据

1、工程施工图纸及现场概况

2、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016

3、《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011

4、《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013

5、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010

6、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

7、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

8、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）

9、《钢结构设计标准》GB50017-2017

10、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002

11、《木结构设计规范》GB50005-2017

12、《混凝土模板用胶合板》GB/T17656-2018

13、《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住建部令第37号

14、《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》建质[2009]254号

一、工程参数

箱梁参数

箱梁高度

2.1m

顶板厚度

0.25m

底板厚度

0.25m

翼板厚度

0.4m

腹板厚度

0.5m

支架参数

支架安全等级

Ⅰ级

结构重要性系数：

支架

1.1

面板主次楞

1.1

支模高度

6m

钢管类型

水平杆Q235：

φ48×3.0mm，立杆Q345：

φ60.3×3.2mm

底板下立杆纵距

1.5m

立杆横距

1.5m

腹板下立杆纵距

1.5m

立杆横距

0.9m

翼板下立杆纵距

1.5m

立杆横距

1.5m

水平杆步距

1.5m

伸出长度a

0.5m

面板

木胶合板厚度：

15mm

次楞

方木，间距底板下0.25m，翼板下0.3m，腹板下0.2m

主楞

10号工字钢

剪刀撑设置

依据JGJ231-2010规范要求设置

支撑结构与既有结构连接情况

支撑结构与既有结构通过连墙件可靠连接

荷载参数

永久荷载

新浇砼自重

24kN/m3

钢筋自重

1.5kN/m3

面板次楞自重

0.3kN/m2

支架自重

0.14kN/m

可变荷载

施工人员

及设备荷载

面板与次楞

主楞

立杆

3kN/m2

2.5kN

3kN/m2

3kN/m2

二、箱梁翼板模板面板验算

面板采用木胶合板，厚度为15mm，取主楞间距1.5m的面板作为计算宽度。

面板的截面抵抗矩W=1500×15×15/6=56250mm3；

截面惯性矩I=1500×15×15×15/12=421875mm4；

（一）强度验算

1、面板按三跨连续梁计算，其计算跨度取支承面板的次楞间距，L=0.3m。

2、荷载计算

取均布荷载或集中荷载两种作用效应考虑，计算结果取其大值。

均布线荷载设计值为：

q1=1.1×[1.2×（24×0.4+1.5×0.4+0.3）+1.4×3]×1.5=27.720kN/m

q1=1.1×[1.35×（24×0.4+1.5×0.4+0.3）+1.4×0.7×3]×1.5=28.240kN/m

根据以上两者比较应取q1=28.240kN/m作为设计依据。

集中荷载设计值：

模板自重线荷载设计值q2=1.1×1.2×1.5×0.3=0.594kN/m

跨中集中荷载设计值P=1.1×1.4×2.5=3.850kN

3、强度验算

施工荷载为均布线荷载：

M1=0.1q1l2=0.1×28.240×0.32=0.254kN·m

施工荷载为集中荷载：

M2=0.08q2l2+0.213Pl=0.08×0.594×0.32+0.213×3.850×0.3=0.250kN·m

取Mmax=0.254KN·m验算强度。

面板抗弯强度设计值f=12N/mm2；

σ=

Mmax

=

0.254×106

=4.52N/mm2

W

56250

面板强度满足要求!

（二）挠度验算

挠度验算时，荷载效应组合取永久荷载+施工均布荷载，分项系数均取1.0。

q=1.5×（24×0.4＋1.5×0.4＋0.3+3）=20.250kN/m；

面板最大容许挠度值:

300/250=1.2mm；

面板弹性模量:

E=6000N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×20.250×3004

=0.44mm<1.2mm

100EI

100×6000×421875

满足要求!

三、箱梁翼板次楞方木验算

次楞采用方木，宽度100mm，高度100mm，间距0.3m，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:

截面抵抗矩W=100×100×100/6=166667mm3；

截面惯性矩I=100×100×100×100/12=8333333mm4；

（一）抗弯强度验算

1、次楞按三跨连续梁计算，其计算跨度取立杆横距，L=1.5m。

2、荷载计算

取均布荷载或集中荷载两种作用效应考虑，计算结果取其大值。

均布线荷载设计值为：

q1=1.1×[1.2×（24×0.4+1.5×0.4+0.3）+1.4×3]×0.3=5.544kN/m

q1=1.1×[1.35×（24×0.4+1.5×0.4+0.3）+1.4×0.7×3]×0.3=5.648kN/m

根据以上两者比较应取q1=5.648kN/m作为设计依据。

集中荷载设计值：

模板自重线荷载设计值q2=1.1×1.2×0.3×0.3=0.119kN/m

跨中集中荷载设计值P=1.1×1.4×2.5=3.850kN

3、强度验算

施工荷载为均布线荷载：

M1=0.1q1l2=0.1×5.648×1.52=1.271kN·m

施工荷载为集中荷载：

M2=0.08q2l2+0.213Pl=0.08×0.119×1.52+0.213×3.850×1.5=1.251kN·m

取Mmax=1.271kN·m验算强度。

木材抗弯强度设计值f=13N/mm2；

σ=

Mmax

=

1.271×106

=7.63N/mm2

W

166667

次楞抗弯强度满足要求!

（二）抗剪强度验算

施工荷载为均布线荷载时：

V1=0.6q1l=0.6×5.648×1.5=5.083kN

施工荷载为集中荷载：

V2=0.6q2l+0.65P=0.6×0.119×1.5+0.65×3.850=2.610kN

取V=5.083kN验算强度。

木材抗剪强度设计值fv=1.6N/mm2；

抗剪强度按下式计算:

τ=

3V

=

3×5.083×103

=0.762N/mm2

2bh

2×100×100

次楞抗剪强度满足要求!

（三）挠度验算

挠度验算时，荷载效应组合取永久荷载+施工均布荷载，分项系数均取1.0。

q=0.3×（24×0.4＋1.5×0.4＋0.3+3）=4.050kN/m

次楞最大容许挠度值:

1500/250=6mm；

次楞弹性模量:

E=9000N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×4.050×1500.04

=1.85mm<6mm

100EI

100×9000×8333333

满足要求!

四、箱梁翼板主楞验算

主楞采用:

10号工字钢，截面抵拒矩W=49.00cm3，截面惯性矩I=245.00cm4，弹性模量E=206000N/mm4

（一）强度验算

当进行主楞强度验算时，施工人员及设备均布荷载取3kN/mm2。

首先计算次楞作用在主楞上的集中力P。

作用在次楞上的均布线荷载设计值为：

q11=1.1×[1.2×（24×0.4+1.5×0.4+0.3）+1.4×3]×0.3=5.544kN/m

q12=1.1×[1.35×（24×0.4+1.5×0.4+0.3）+1.4×0.7×3]×0.3=5.648kN/m

根据以上两者比较应取q1=5.648kN/m作为设计依据。

次楞最大支座力=1.1q1l=1.1×5.648×1.5=9.319kN。

次楞作用集中荷载P=9.319kN，进行最不利荷载布置如下图：

计算简图（kN）

弯矩图（kN·m）

支座力自左至右分别为：

R1=18.54kN;R2=51.35kN;R3=51.35kN;R4=18.54kN;

最大弯矩Mmax=7.129kN·m；

主楞的抗弯强度设计值f=205N/mm2；

σ=

Mmax

=

7.129×106

=

145.490N/mm2<205N/mm2

W

49.00×103

主楞抗弯强度满足要求!

（二）挠度验算

挠度验算时，荷载效应组合取永久荷载+施工均布荷载，分项系数均取1.0。

首先计算次楞作用在主楞上的集中荷载P。

作用在次楞上的均布线荷载设计值为：

q=0.3×（24×0.4＋1.5×0.4＋0.3+3）=4.050kN/m

次楞最大支座力=1.1q1l=1.1×4.050×1.5=6.683kN。

以此值作为次楞作用在主楞上的集中荷载P，经计算，主梁最大变形值V=1.565mm。

主梁的最大容许挠度值:

1500/250=6.0mm，

最大变形Vmax=1.565mm<6.0mm

满足要求!

五、风荷载计算

（一）风荷载标准值

架体风荷载标准值应按下式计算：

=µsµz

---基本风压，按黑龙江佳木斯市10年一遇风压值采用，

=0.4kN/m2。

µs---支撑结构风荷载体形系数µs，将支撑架视为桁架，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》表8.3.1第33项和37项的规定计算。

支撑架的挡风系数=1.2×An/（la×h）=1.2×0.179/（1.5×1.5）=0.095

式中An--一步一跨范围内的挡风面积，An=（la+h+0.325lah）d=0.179m2

la---立杆间距，1.5m，h---步距，1.5m，d---钢管外径，0.048m

系数1.2-----节点面积增大系数。

系数0.325-----支撑架立面每平米内剪刀撑的平均长度。

单排架无遮拦体形系数：

µst=1.2=1.2×0.095=0.11

无遮拦多排模板支撑架的体形系数：

µs=µst

1-ηn

=0.11

1-0.979

=0.88

1-η

1-0.97

η----风荷载地形地貌修正系数。

n----支撑架相连立杆排数。

支撑架顶部立杆段距地面计算高度H=6m，按地面粗糙度B类　田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。

风压高度变化系数µz=1。

单榀桁架风荷载标准值

=µzµst

=1×0.11×0.4=0.044kN/m2

模板支撑架架体风荷载标准值

=µzµs

=1×0.88×0.4=0.352kN/m2

模板支撑架顶部竖向栏杆围挡体型系数

取1，风荷载标准值

=µzµs

=1×1×0.4=0.400kN/m2

（二）风荷载作用在模板支撑架上产生的倾覆力矩标准值MTk计算

——风荷载作用在模板支撑架计算单元的架体范围内的均布线荷载标准值；

=1.5×0.352=0.528kN/m

H——架体搭设高度；

——风荷载作用在模板支撑架计算单元的栏杆围挡范围内产生的水平集中力标准值，作用在架体顶部；

=1.5×1.5×0.400=0.900kN

Hm——模板支撑架顶部竖向栏杆围挡（模板）的高度

MTK=1/2×6×6×0.528+6×0.900=14.904kN·m

（三）模板支撑架立杆由风荷载产生的最大附加轴力标准值

B——模板支撑架横向宽度。

n——模板支撑架计算单元立杆跨数，取横向宽度B/立杆横距lb，n=6；

=

6×6×14.904

=1.06kN

（6+1）（6+2）×9

（四）模板支撑架立杆由风荷载产生的弯矩设计值

由风荷载产生的弯矩标准值

按下式计算：

=1.5×0.044×1.5×1.5/10=0.015kN·m，

由风荷载产生的弯矩设计值

=1.4×0.6

=1.4×0.6×0.015=0.013kN·m

六、立杆稳定性验算

（一）立杆轴力设计值

组合由风荷载产生的附加轴力时，按下式分别计算，并取较大值：

由可变荷载控制的组合：

1.2×[0.14×6+（24×0.4＋1.5×0.4＋0.3）×1.5×1.5]+1.4×（3×1.5×1.5+0.6×1.06）=39.70kN；

由永久荷载控制的组合：

1.35×[0.14×6+（24×0.4＋1.5×0.4＋0.3）×1.5×1.5]+1.4×（0.7×3×1.5×1.5+0.6×1.06）=40.53kN；

立杆轴力设计值N=40.53KN。

（二）立杆计算长度

立杆计算长度按下式计算，并取较大值：

L01=ηh=1.2×1.5=1.80m

L02=h'+2ka=1.5+2×0.7×0.5=2.20m

h---支架立杆中间层水平杆最大竖向步距（m）。

h'---支架立杆顶层水平杆步距（m）

η---支架立杆计算长度修正系数。

K---悬臂端计算长度折减系数

a---支座可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离（m）

L0取2.20m。

（三）立杆稳定性计算

立杆的稳定性计算公式:

≤f

N----立杆轴向力设计值（kN），N=40.53kN；

----轴心受压稳定系数,由长细比λ=Lo/i查表得到；

L0---立杆计算长度（m），L0=2.20m。

i----立杆的截面回转半径（cm）,i=2.02cm；

A----立杆截面面积（cm2）,A=5.74cm2；

Mw----风荷载产生的弯矩设计值；

W----立杆截面抵抗矩（cm3）：

W=7.78cm3；

f----Q345钢材抗压强度设计值N/mm2,f=300N/mm2；

立杆长细比计算：

λ=Lo/i=220/2.02=109<150，长细比满足要求!

按照长细比查表得到轴心受压立杆的稳定系数

=0.411；

=

1.1×40.53×103

+

1.1×0.013×106

=188.98+1.84=190.82N/mm2

0.411×5.74×102

7.78×103

立杆稳定性满足要求!

七、箱梁底板模板面板验算

面板采用木胶合板，厚度为15mm，取主楞间距1.5m的面板作为计算宽度。

面板的截面抵抗矩W=1500×15×15/6=56250mm3；

截面惯性矩I=1500×15×15×15/12=421875mm4；

（一）强度验算

2、面板按三跨连续梁计算，其计算跨度取支承面板的次楞间距，L=0.25m。

2、荷载计算

取均布荷载或集中荷载两种作用效应考虑，计算结果取其大值。

均布线荷载设计值为：

q1=1.1×[1.2×（24×（0.25+0.25）+1.5×（0.25+0.25）+0.3）+1.4×3]×1.5=32.769kN/m

q1=1.1×[1.35×（24×（0.25+0.25）+1.5×（0.25+0.25）+0.3）+1.4×0.7×3]×1.5=33.920kN/m

根据以上两者比较应取q1=33.920kN/m作为设计依据。

集中荷载设计值：

模板自重线荷载设计值q2=1.1×1.2×1.5×0.3=0.594kN/m

跨中集中荷载设计值P=1.1×1.4×2.5=3.850kN

3、强度验算

施工荷载为均布线荷载：

M1=0.1q1l2=0.1×33.920×0.252=0.212kN·m

施工荷载为集中荷载：

M2=0.08q2l2+0.213Pl=0.08×0.594×0.252+0.213×3.850×0.25=0.208kN·m

取Mmax=0.212KN·m验算强度。

面板抗弯强度设计值f=12N/mm2；

σ=

Mmax

=

0.212×106

=3.77N/mm2

W

56250

面板强度满足要求!

（二）挠度验算

挠度验算时，荷载效应组合取永久荷载+施工均布荷载，分项系数均取1.0。

q=1.5×（24×（0.25+0.25）＋1.5×（0.25+0.25）＋0.3+3）=24.075kN/m；

面板最大容许挠度值:

250/250=1.0mm；

面板弹性模量:

E=6000N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×24.075×2504

=0.25mm<1.0mm

100EI

100×6000×421875

满足要求!

八、箱梁底板次楞方木验算

次楞采用方木，宽度100mm，高度100mm，间距0.25m，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:

截面抵抗矩W=100×100×100/6=166667mm3；

截面惯性矩I=100×100×100×100/12=8333333mm4；

（一）抗弯强度验算

2、次楞按三跨连续梁计算，其计算跨度取立杆横距，L=1.5m。

2、荷载计算

取均布荷载或集中荷载两种作用效应考虑，计算结果取其大值。

均布线荷载设计值为：

q1=1.1×[1.2×（24×（0.25+0.25）+1.5×（0.25+0.25）+0.3）+1.4×3]×0.25=5.462kN/m

q1=1.1×[1.35×（24×（0.25+0.25）+1.5×（0.25+0.25）+0.3）+1.4×0.7×3]×0.25=5.653kN/m

根据以上两者比较应取q1=5.653kN/m作为设计依据。

集中荷载设计值：

模板自重线荷载设计值q2=1.1×1.2×0.25×0.3=0.099kN/m

跨中集中荷载设计值P=1.1×1.4×2.5=3.850kN

3、强度验算

施工荷载为均布线荷载：

M1=0.1q1l2=0.1×5.653×1.52=1.272kN·m

施工荷载为集中荷载：

M2=0.08q2l2+0.213Pl=0.08×0.099×1.52+0.213×3.850×1.5=1.248kN·m

取Mmax=1.272kN·m验算强度。

木材抗弯强度设计值f=13N/mm2；

σ=

Mmax

=

1.272×106

=7.63N/mm2

W

166667

次楞抗弯强度满足要求!

（二）抗剪强度验算

施工荷载为均布线荷载时：

V1=0.6q1l=0.6×5.653×1.5=5.088kN

施工荷载为集中荷载：

V2=0.6q2l+0.65P=0.6×0.099×1.5+0.65×3.850=2.592kN

取V=5.088kN验算强度。

木材抗剪强度设计值fv=1.6N/mm2；

抗剪强度按下式计算:

τ=

3V

=

3×5.088×103

=0.763N/mm2

2bh

2×100×100

次楞抗剪强度满足要求!

（三）挠度验算

挠度验算时，荷载效应组合取永久荷载+施工均布荷载，分项系数均取1.0。

q=0.25×（24×（0.25+0.25）＋1.5×（0.25+0.25）＋0.3+3）=4.013kN/m

次楞最大容许挠度值:

1500/250=6mm；

次楞弹性模量:

E=9000N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×4.013×1500.04

=1.83mm<6mm

100EI

100×9000×8333333

满足要求!

九、箱梁底板主楞验算

主楞采用:

10号工字钢，截面抵拒矩W=49.00cm3，截面惯性矩I=245.00cm4，弹性模量E=206000N/mm4

（一）强度验算

当进行主楞强度验算时，施工人员及设备均布荷载取3kN/mm2。

首先计算次楞作用在主楞上的集中力P。

作用在次楞上的均布线荷载设计值为：

q11=1.1×[1.2×（24×（0.25+0.25）+1.5×（0.25+0.25）+0.3）+1.4×3]×0.25=5.462kN/m

q12=1.1×[1.35×（24×（0.25+0.25）+1.5×（0.25+0.25）+0.3）+1.4×0.7×3]×0.25=5.653kN/m

根据以上两者比较应取q1=5.653kN/m作为设计依据。

次楞最大支座力=1.1q1l=1.1×5.653×1.5=9.327kN。

次楞作用集中荷载P=9.327kN，进行最不利荷载布置如下图：

计算简图（kN）

弯矩图（kN·m）

支座力自左至右分别为：

R1=22.31kN;R2=61.64kN;R3=61.64kN;R4=22.31kN;

最大弯矩Mmax=8.511kN·m；

主楞的抗弯强度设计值f=205N/mm2；

σ=

Mmax

=

8.511×106

=

173.694N/mm2<205N/mm2

W

49.00×103

主楞抗弯强度满足要求!

（二）挠度验算

挠度验算时，荷载效应组合取永久荷载+施工均布荷载，分项系数均取1.0。

首先计算次楞作用在主楞上的集中荷载P。

作用在次楞上的均布线荷载设计值为：

q=0.25×（24×（0.25+0.25）＋1.5×（0.25+0.25）＋0.3+3）=4.013kN/m

次楞最大支座力=1.1q1l=1.1×4.013×1.5=6.621kN。

以此值作为次楞作用在主楞上的集中荷载P，经计算，主梁最大变形值V=1.852mm。

主梁的最大容许挠度值:

1500/250=6.0mm，

最大变形Vmax=1.852mm<6.0mm

满足要求!

十、风荷载计算

（一）风荷载标准值

架体风荷载标准值应按下式计算：

=µsµz

---基本风压，按黑龙江佳木斯市10年一遇风压值采用，

=0.4kN/m2。

µs---支撑结构风荷载体形系数µs，将支撑架视为桁架，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》表8.3.1第33项和37项的规定计算。

支撑架的挡风系数=1.2×An/（la×h）=1.2×0.179/（1.5×1.5）=0.095

式中An--一步一跨范围内的挡风面积，An=（la+h+0.325lah）d=0.179m2

la---立杆间距，1.5m，h---步距，1.5m，d---钢管外径，0.048m

系数1.2-----节点面积增大系数。

系数0.325-----支撑架立面每平米内剪刀撑的平均长度。

单排架无遮拦体形系数：

µst=1.2=1.2×0.095=0.11

无遮拦多排模板支撑架的体形系数：

µs=µst

1-ηn

=0.11

1-0.979

=0.88

1-η

1-0.97

η----风荷载地形地貌修正系数。

n----支撑架相连立杆排数。

支撑架顶部立杆段距地面计算高度H=6m，按地面粗糙度B类　田野、乡