盘扣环梁底计算书.docx

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盘扣环梁底计算书

盘扣式梁底模板支架计算书

依据规范:

《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010

《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《钢结构设计标准》GB50017-2017

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

计算参数:

盘扣式脚手架立杆钢管强度为300N/mm2，水平杆钢管强度为205.0N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。

模板支架搭设高度为9.3m，

梁截面B×D=2600mm×1300mm，立杆的纵距（跨度方向）l=1.50m，脚手架步距h=1.50m，脚手架顶层水平杆步距h'=1.50m，

立杆钢管选择：

φ60.0×3.2mm

横杆钢管选择：

φ48.0×2.5mm

梁底增加3道承重立杆。

面板厚度18mm，剪切强度1.2N/mm2，抗弯强度11.5N/mm2，弹性模量4000.0N/mm2。

梁底次龙骨选用方钢管:

50×50×3mm

梁底支撑龙骨长度2.60m。

梁顶托采用10号工字钢。

梁底承重杆按照布置间距400,900,900mm计算。

模板自重0.30kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3。

施工均布荷载标准值2.50kN/m2,振捣混凝土均布荷载标准值0.00kN/m2，堆放荷载标准值0.00kN/m2。

扣件计算折减系数取1.00。

盘扣式梁模板支撑架立面简图

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=25.500×1.300×2.600+0.300×2.600=86.970kN/m

活荷载标准值q2=（0.000+2.500）×2.600=6.500kN/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=140.40cm3；

截面惯性矩I=126.36cm4；

（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11.50N/mm2；

M=0.100ql2

其中q——荷载设计值（kN/m）；

经计算得到M=0.100×（1.20×86.970+1.40×6.500）×0.200×0.200=0.454kN.m

经计算得到面板抗弯计算强度f=M/W=0.454×1000×1000/140400=3.233N/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×（1.20×86.970+1.40×6.500）×0.200=13.616kN

　　截面抗剪强度计算值T=3×13616.0/（2×2600.000×18.000）=0.436N/mm2

　　截面抗剪强度设计值[T]=1.20N/mm2

面板抗剪强度验算小于[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=0.677×86.970×2004/（100×4000×1263600）=0.186mm

面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求!

二、梁底支撑龙骨的计算

（一）梁底龙骨计算

作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=25.500×1.300×0.200=6.630kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.300×0.200×（2×1.300+2.600）/2.600=0.120kN/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）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（2.500+0.000）×2.600×0.200=1.300kN

均布荷载q=1.20×6.630+1.20×0.120=8.100kN/m

集中荷载P=1.40×1.300=1.820kN

龙骨计算简图

龙骨弯矩图（kN.m）

龙骨剪力图（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

龙骨变形图（mm）

经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=7.054kN

N2=8.773kN

N3=7.054kN

N4=0.000kN

N5=0.000kN

经过计算得到最大弯矩M=0.648kN.m

经过计算得到最大支座F=8.773kN

经过计算得到最大变形V=0.469mm

龙骨的截面力学参数为

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=8.34cm3；

截面惯性矩I=20.85cm4；

（1）龙骨抗弯强度计算

抗弯计算强度f=M/W=0.648×106/8339.7=77.70N/mm2

龙骨的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

（2）龙骨抗剪计算

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×3.813/（2×50.00×50.00）=2.288N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=125.00N/mm2

龙骨的抗剪强度计算满足要求!

（3）龙骨挠度计算

最大变形v=0.469mm

龙骨的最大挠度小于900.0/400（木方时取250）,满足要求!

（二）梁底顶托梁计算

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=0.135kN/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=9.890kN.m

经过计算得到最大支座F=72.388kN

经过计算得到最大变形V=2.024mm

顶托梁的截面力学参数为

截面抵抗矩W=49.00cm3；

截面惯性矩I=245.00cm4；

（1）顶托梁抗弯强度计算

抗弯计算强度f=M/W=9.890×106/1.05/49000.0=192.23N/mm2

顶托梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

（2）顶托梁挠度计算

最大变形v=2.024mm

顶托梁的最大挠度小于1500.0/400,满足要求!

三、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，它包括：

顶托梁的最大支座力N1=72.388kN（已经包括组合系数）

脚手架钢管的自重N2=1.20×1.396=1.675kN

N=72.388+1.675=74.063kN

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=2.01

A——立杆净截面面积（cm2）；A=5.71

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=7.70

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]=300.00N/mm2；

l0——计算长度（m）；

参照《盘扣式规范》2010，由公式计算

顶部立杆段：

l0=h''+2ka

（1）

非顶部立杆段：

l0=ηh

（2）

η——计算长度修正系数，取值为1.200；

k——计算长度折减系数，可取0.7；

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；

l0=1.920m；λ=1920/20.1=95.457,φ=0.512

σ=74063/（0.512×571）=253.218N/mm2,不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.9×1.40Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值（kN/m2）；

Wk=0.450×0.740×0.138=0.046kN/m2

h——立杆的步距，1.50m；

la——立杆迎风面的间距，2.60m；

lb——与迎风面垂直方向的立杆间距，1.50m；

风荷载产生的弯矩Mw=0.9×1.40×0.046×2.600×1.500×1.500/10=0.034kN.m；

Nw——考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；

立杆Nw=72.388+1.200×1.396+0.9×1.400×0.034/1.500=74.092kN

l0=1.92m；λ=1920/20.1=95.457,φ=0.512

σ=74092/（0.512×571）+34000/7700=259.753N/mm2,考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

架体尽量利用已有结构进行拉结（如剪力墙或柱等），增强架体的稳定性，加强架体施工安全措施。

四、梁模板支架整体稳定性计算

依据盘扣式规范JGJ231-2010和混凝土施工规范GB50666-2011：

盘扣式梁模板支架应按混凝土浇筑前和混凝土浇筑时两种工况进行抗倾覆验算。

支架的抗倾覆验算应满足下式要求：

MT

式中：

MT－支架的倾覆力矩设计值；

　　　MR－支架的抗倾覆力矩设计值。

支架自重产生抗倾覆力矩：

MG1=0.9×1.396/1.500×1.800×1.800/2=1.357kN.m

模板自重产生抗倾覆力矩：

MG2=0.9×0.300×2.600×2.600×1.800/2=1.643kN.m

钢筋混凝土自重产生抗倾覆力矩：

MG3=0.9×25.500×2.600×1.300×2.600×1.800/2=181.516kN.m

风荷载产生的倾覆力矩：

wk=0.450×0.740×0.138=0.046kN/m2

Mw=1.40×0.046×2.600×9.3302/2=7.280kN.m

附加水平荷载产生倾覆力矩（附加水平荷载取永久荷载的2%）：

永久荷载（包括支架、梁模板、钢筋混凝土自重）为227.797kN

附加水平荷载：

Fsp=227.797×2%=4.556kN

Msp=1.40×4.556×9.330=59.510kN.m

工况一：

混凝土浇筑前

　　　　倾覆力矩MT=1.000×7.280=7.280kN.m

　　　　抗倾覆力矩MR=1.357+1.643=3.000kN.m

浇筑前抗倾覆验算MT>MR，不满足整体稳定性要求！

建议增加梁模板支架宽度或采取其他措施增加抗倾覆力！

工况二：

混凝土浇筑时

　　　　倾覆力矩MT=1.000×59.510=59.510kN.m

　　　　抗倾覆力矩MR=1.357+1.643+181.516=184.516kN.m

浇筑时抗倾覆验算MT