梁模板碗扣式计算书.docx
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梁模板碗扣式计算书
碗扣式梁模板安全计算书
一、计算依据
1、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2016
2、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016
3、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
4、《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013
5、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
6、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
7、《钢结构设计规范》GB50017-2003
二、计算参数
1、计算参数
基本参数
混凝土梁高h（mm）
600
混凝土梁宽b（mm）
350
混凝土梁计算跨度L（m）
5
模板支架高度H（m）
3
立杆材质
Q235
水平杆步距h1（m）
1.2
梁跨度方向立杆间距la（m）
0.6
垂直梁跨度方向的立杆间距lb（m）
0.3
梁底立杆根数n
2
次楞根数m
4
次楞悬挑长度a1（mm）
250
结构表面要求
表面外露
剪刀撑（含水平）布置方式
按构造要求布置
立杆规格
LG-A-180
材料参数
主楞类型
圆钢管
主楞规格
Ф48×3.0
次楞类型
矩形木楞
次楞规格
50×100
面板类型
覆面木胶合板
面板规格
12mm（克隆、山樟平行方向）
面板E（N/mm2）
11500
面板fm（N/mm2）
31
主楞合并根数
2
钢管类型
Φ48.3×3.6
荷载参数
可调托座承载力容许值（kN）
30
地基承载力特征值fak（kPa）
/
架体底部垫板面积A（m^2）
0.2
模板（不含支架）自重标准值G1k（kN/m^2）
0.2
新浇筑混凝土自重标准值G2k（kN/m^3）
24
钢筋自重标准值G3k（kN/m^3）
1.1
施工荷载标准值Qk（kN/m^2）
2
脚手架上震动、冲击物体自重QDK（kN/m^2）
0.5
计算震动、冲击荷载时的动力系数κ
1.35
脚手架安全等级
2级
脚手架结构重要性系数γ0
1
是否考虑风荷载
否
省份、城市
北京（省）北京（市）
地面粗糙度类型
/
基本风压值Wo（kN/m^2）
/
模板支撑架顶部模板高度Hb（mm）
/
模板支撑架顶部竖向栏杆围挡的高度Hm（mm）
/
2、施工简图
（图1）剖面图1
（图2）剖面图2
三、面板验算
根据《建筑施工模板安全技术规范》5.2.1，按简支跨进行计算，取b=1m宽板带为计算单元。
W=bh2/6=1000×122/6=24000mm3，I=bh3/12=1000×123/12=144000mm4
由可变荷载控制的组合：
q1=1.2[G1k+（G2k+G3k）h]b+1.4（Qk+κQDK）b=1.2×（0.2+（24+1.1）×600×0.001）×1+1.4×（2+1.35×0.5）×1=22.057kN/m
由永久荷载控制的组合：
q2=1.35[G1k+（G2k+G3k）h]b+1.4×0.7（Qk+κQDK）b=1.35×（0.2+（24+1.1）×600×0.001）×1+1.4×0.7×（2+1.35×0.5）×1=23.223kN/m
取最不利组合得：
q=max[q1,q2]=max（22.057,23.223）=23.223kN/m
（图1）面板计算简图
1、强度验算
（图2）面板弯矩图
Mmax=0.04kN·m；
σ=Υ0×Mmax/Wm=1×106×0.04/24000=1.646N/mm2≤[f]=31N/mm2
满足要求
2、挠度验算
q=（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=（0.2+（1.1+24）×600×0.001）×1=15.26kN/m
（图3）面板挠度图
（图4）面板挠度图
ν=0.022mm≤[ν]=350/（（4-1）×400）=0.292mm
满足要求
四、次楞验算
次楞计算跨数的假定需要符合工程实际的情况，另外还需考虑次楞的两端悬挑情况。
由可变荷载控制的组合：
q1=1.2×（G1k+（G3k+G2k）×h）×a+1.4×（Qk+κQDK）×a=1.2×（0.2+（1.1+24）×600×0.001）×350/（（4-1）×1000）+1.4×（2+1.35×0.5）×350/（（4-1）×1000）=2.573kN/m
由永久荷载控制的组合：
q2=1.35×（G1k+（G3k+G2k）×h）×a+1.4×0.7×（Qk+κQDK）×a=1.35×（0.2+（1.1+24）×600×0.001）×350/（（4-1）×1000）+1.4×0.7×（2+1.35×0.5）×350/（（4-1）×1000）=2.709kN/m
取最不利组合得：
q=max[q1,q2]=max（2.573,2.709）=2.709kN/m
（图1）次楞计算简图
1、强度验算
根据受力简图，得出最不利的次楞弯矩图如下：
（图2）次楞弯矩图
Mmax=0.085kN·m
σ=Υ0×Mmax/Wx=1×0.085×106/（83.333×103）=1.016N/mm2≤[f]=15N/mm2
满足要求
2、抗剪验算
同时经过计算最不利的次楞弯矩图的工况下得到次楞剪力图如下：
（图3）次楞剪力图
Qmax=0.82kN
τmax=Υ0×QmaxS/（Ib）=1×0.82×103×62.5×103/（416.667×104×5×10）=0.246N/mm2
≤[τ]=2N/mm2
满足要求
3、挠度验算
q=（G1k+（G3k+G2k）×h）×b/（m-1）
=（0.2+（1.1+24）×600×0.001）×350/（（4-1）×1000）=1.78kN/m
（图4）次楞挠度图
（图5）次楞挠度图
跨中νmax=0.023mm≤[ν]=0.6×1000/400=1.5mm
满足要求
4、支座反力
根据力学求解计算可得：
Rmax=1.619kN
Rkmax=1.064kN
五、主楞验算
根据实际工况，梁下增加立杆根数为2，故可将主楞的验算力学模型简化为1跨梁计算。
这样简化符合工况，且能保证计算的安全，另外还需考虑主楞的两端悬挑情况。
主楞所承受的荷载主要为次楞传递来的集中力，另外还需考虑主楞自重，主楞自重标准值为gk=65.3/1000=0.065kN/m
自重设计值为：
g=1.2gk=1.2×65.3/1000=0.078kN/m
则主楞强度计算时的受力简图如下：
（图1）主楞挠度计算时受力简图
则主楞挠度计算时的受力简图如下：
（图2）主楞挠度计算时受力简图
1、抗弯验算
（图3）主楞弯矩图（kN·m）
Mmax=0.109kN·m
σ=Υ0×Mmax/Wm=1×0.109×106/（8.986×103）=12.105N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求
2、抗剪验算
（图4）主楞剪力图（kN）
Vmax=Qmax=1.631kN
τmax=Υ0×VmaxS/（Ib）=1×1.631×1000×6.084×103/（21.566×104×1.2×10）=3.833N/mm2≤[τ]=120N/mm2
满足要求
3、挠度验算
（图5）主楞变形图（mm）
υmax=0.015mm≤[ν]=0.3×1000/400=0.75mm
满足要求
4、支座反力
立杆稳定验算要用到强度计算时的支座反力，故：
Vmax=3.251kN
六、立杆承载力验算
根据规范《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2016）中相关规定应如实计算立杆由架体结构及附件自重产生的轴力标准值。
架体自重由立杆、水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑及可调托座自重组成。
A.立杆自重：
由于选择的立杆型号为LG-180，立杆长度为LL=1.8m，故立杆根数可简化计算为T1=H/LL=3/1.8=1.667
查规范附录A得单根立杆重量为mLG=10.19×9.8/1000=0.1kN
则立杆总重：
GLG=T1×mLG=1.667×0.1=0.166kN
B.水平杆自重：
立杆承担一个横杆和一个纵杆的重量，由于立杆纵横向间距为0.6m、0.3m，故水平杆规格分别为HG-60、HG-30
查规范表3.2.5得水平杆重量分别为
mHa=2.47×9.8/1000=0.024kN
mHb=1.32×9.8/1000=0.013Kn
架体水平杆的步数为：
T2=H/h+1=3/1.2+1=3.5
则水平杆总重：
GHG=T2×（mHa+mHb）=3.5×（0.024+0.013）=0.13kN
C.竖向剪刀撑自重：
根据实际施工情况，绝大部分均采用扣件式钢管剪刀撑代替竖向写成杆，故我们按扣件式剪刀撑进行简化计算。
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166）中6.3.9条规定剪刀撑宽度宜为6-9m，剪刀撑间距可按4跨简化，对于大于4跨的这样计算偏于安全符合构造措施。
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130）中附录B的规定，扣件式剪刀撑钢管（48.3×3.6）的自重，每米取0.0397kN/m。
竖向剪刀撑自重：
GVX={[（4la）2+（4h）2]0.5+[（4lb）2+（4h）2]0.5}×0.0397=（（（4×0.6）2+（4×1.2）2）0.5+（（4×0.3）2+（4×1.2）2）0.5）×0.0397=0.409kN
D.水平剪刀撑：
按规范规定水平剪刀撑间距不大于8m，且应在架体顶层水平杆设置一道，故剪刀撑道数可按下式计算：
T3=H/8+1=3/8+1=1.375
水平剪刀撑的假定形式可按竖向剪刀撑的方式进行。
水平剪刀撑自重：
GHX=T3×2×[（4la）2+（4lb）2]0.5×0.0397=1.375×2×（（4×0.6）2+（4×0.3）2）0.5×0.0397=0.293kN
E.可调托撑：
根据规范表3.2.5规定，根据施工实际情况，多数情况下选用KTC-60、KTC-75型号的可调托撑，我们取KTC-75型号可调托座的自重进行计算，这样偏于安全。
可调托撑自重为：
GTC=0.0969kN
架体的底座或垫板自重予以忽略。
根据以上统计，架体自重作用于单根立杆的荷载为：
GZ=GLG+GHG+GVX+GHX+GTC=0.166+0.13+0.409+0.293+0.0969=1.096kN
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166）中5.3.9条规定，取立杆伸出顶层水平杆长度a=650mm，立杆计算长度系数μ=1，取立杆计算长度附加系数k=1.155
立杆计算长度为：
l0=kμ（h+2a）=1×1.155×（1.2+2×0.65）=2.888m
λ=l0/i=2.888×1000/（1.59×10）=181.604≤[λ]=230
满足要求
根据λ值查规范《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166）附录C得到ϕ=0.217
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166）中5.3.9条规定，应计算立杆自由端高度h0=400mm的立杆承载力，其取值应根据a=650mm和a=200mm对应的立杆承载力线性插入取值。
P650=φAf/Υ0=0.217×5.06×100×205×0.001/1=22.488kN
P200=1.2×P650=1.2×22.488=26.985kN
根据线性插入法可得：
P400=24.987kN
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166）中5.3.3条规定应分别对由可变荷载控制的组合和由永久荷载控制的组合分别计算荷载，并取最不利荷载组合参与最终的立杆稳定的验算。
由可变控制的组合：
N1=1.2×[GZ+G1k+（G2k+G3k）×h]×la×lb+1.4（Qk+κQDK）×la×lb
=1.2×（1.096+0.2+（24+1.1）×600×0.001）×0.6×0.3+1.4×（2+1.35×0.5）×0.6×0.3=4.207kN
由永久荷载控制的组合：
N2=1.35×[GZ+G1k+（G2k+G3k）×h]×la×lb+1.4×0.7×（Qk+κQDK）×la×lb
=1.35×（1.096+0.2+（24+1.1）×600×0.001）×0.6×0.3+1.4×0.7×（2+1.35×0.5）×0.6×0.3=4.446kN
N=max（N1，N2）=max（4.207,4.446）=4.446kN≤P400=24.987kN
满足要求
七、可调托座验算
按上节计算可知，可调托座受力N=3.251kN≤[N]=30kN
满足要求
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