梁材料模板扣件钢管支撑架计算书.docx

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梁材料模板扣件钢管支撑架计算书

梁模板扣件钢管支撑架计算书

依据规范：

《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016

《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：

2

钢管强度为205.0N/mm,钢管强度折减系数取1.00。

模板支架搭设高度为6.0m,

梁截面BxD=800mm600mm立杆的纵距（跨度方向）l=0.40m，立杆的步距h=0.90m,梁底增加3道承重立杆。

222

面板厚度15mm剪切强度1.4N/mm,抗弯强度17.0N/mm,弹性模量9000.0N/mm。

内龙骨采用40.x80.mn木方。

木方剪切强度1.7N/mni，抗弯强度17.0N/mni，弹性模量9000.0N/mnio

梁底支撑龙骨长度1.20mo

顶托梁采用双钢管：

①48X2.8o

梁底承重杆按照布置间距250,350,350mm计算。

模板自重0.20kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3o

振捣混凝土荷载标准值2.00kN/m2,

2

3.7/2

=8.5o

施工均布荷载标准值11.00kN/mo其中：

施工均布荷载标准值2.5，最大楼板跨度3.7m：

（楼板长）X1（楼板宽）X0.15（楼板厚）X25.5（钢筋混凝土自重）X1.2（安全系数）扣件计算折减系数取1.00o

图1梁模板支撑架立面简图f

按照GB5121规范6.1.11条规定确定荷载组合分项系数如下：

2

由可变荷载效应控制的组合S=1.2X（25.50X0.60+0.20）+1.40X11.00=34.000kN/m

2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35X25.50X0.60+0.7X1.40X11.00=31.435kN/m

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©48X2.8。

钢管惯性矩计算采用匸n（D4-d4）/64，抵抗距计算采用W=n（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=25.500X0.600X0.800+0.200X0.800=12.400kN/m活荷载标准值q2=（2.000+11.000）X0.800=10.400kN/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：

3

截面抵抗矩W=30.00cm;

截面惯性矩I=22.50cm4;

（1）抗弯强度计算

丫0M/W<[f]

其中f――面板的抗弯强度计算值（N/mm）;

结构重要性系数;

M面板的最大弯距（N.mm）;

W——面板的净截面抵抗矩；

一2

[f]――面板的抗弯强度设计值，取17.00N/mm；

2

M=O.IOOql

其中q荷载设计值（kN/m）;

经计算得到M=0.100X（1.20X12.400+1.40X10.400）X0.200X0.200=0.118kN.m

经计算得到面板抗弯计算强度f=丫0M/W=1.00X0.118X1000X1000/30000=3.925N/mm2

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

（2）抗剪计算

丫0T=3丫°Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.600X（1.20X12.400+1.40X10.400）X0.200=3.533kN

一一2

截面抗剪强度计算值T=3X1.00X3533.0/（2X800.000X15.000）=0.442N/mm

2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm

面板抗剪强度验算小于[T],满足要求！

（3）挠度计算

4

v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250

面板最大挠度计算值v=0.677X12.400X2004/（100X9000X225000）=0.066mm

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=25.500X0.600X0.200=3.060kN/m

⑵模板的自重线荷载（kN/m）:

q2=0.200X0.200X（2X0.600+0.800）/0.800=0.100kN/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=（11.000+2.000）X0.800X0.200=2.080kN

均布荷载q=1.20X3.060+1.20X0.100=3.792kN/m

集中荷载P=1.40X2.080=2.912kN

一250

龙骨计算简图

龙骨弯矩图（kN.m）

0.81

0.52

K

0.19

0.00

0.00\

0.000.00

、L•

、*

0.19

0.52

0.81

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:

3.16kN/m

A—门』山打UZ门』IB

I250350350250

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=0.708kN

N2=4.530kN

N3=0.708kN

N4=0.000kN

N5=0.000kN

经过计算得到最大弯矩M=0.055kN.m

经过计算得到最大支座F=4.530kN

经过计算得到最大变形V0.015mm

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V分别为:

3

截面抵抗矩W=42.67cm；

截面惯性矩I=170.67cm

（1）龙骨抗弯强度计算

抗弯计算强度f=丫0M/W=1.00X0.055X10/42666.7=1.29N/mm

龙骨的抗弯计算强度小于17.0N/mni,满足要求！

（2）龙骨抗剪计算

截面抗剪强度必须满足：

丫0T=3丫°Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3X1.00X0.809/（2X40.00X80.00）=0.379N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.70N/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=0.015mm

龙骨的最大挠度小于350.0/400（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=0.075kN/m。

、

、

f\

f曹

r、

400

400

400

4.53kN4.53kN4.53kN4.53kN4.53kN4.53kN4.53kN

A

托梁计算简图

0.317

托梁弯矩图（kN.m）

_L_L1.591.59

2.942.94

2.272.27

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:

400

400

£

1400

A

1.35kN1.35kN1.35kN1.35kN1.35kN1.35kN1.35kN

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=0.317kN.m

经过计算得到最大支座F=9.740kN

经过计算得到最大变形V0.024mm顶托梁的截面力学参数为

3

截面抵抗矩W=8.50cm；

4

截面惯性矩I=20.39cm；

（1）顶托梁抗弯强度计算

抗弯计算强度f=丫0M/W=1.00X0.317X106/8496.0=35.54N/mm2

顶托梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm,满足要求！

（2）顶托梁挠度计算

最大变形v=0.024mm

顶托梁的最大挠度小于400.0/400,满足要求!

三、立杆的稳定性计算

1、按扣件脚手架规范计算立杆稳定性:

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式

顶部立杆段，脚手架钢管的自重2=1.00X1.20X0.203=0.243kN

非顶部立杆段N=9.740+1.043=10.783kN

顶部立杆段N=9.740+0.243=9.984kN

©――轴心受压立杆的稳定系数，由长细比I0/i查表得到;

A——

立杆净截面面积（cm）;A=3.98

W——

3

立杆净截面抵抗矩（cm）;W=4.25

CT

钢管立杆抗压强度计算值（N/mm）;

计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.60

顶部立杆段：

a=0.2m时，ui=2.153,l°=3.233m；

入=3233/16.0=201.904

长细比验算满足要求

允许长细比（k取1）入0=201.904/1.155=174.809<210

©=0.178

（T=1.00X9984/（0.178X397.6）=140.715N/mm2

a=0.5m时，5=1.532,1°=3.362m；

入=3362/16.0=209.976

允许长细比（k取1）入0=209.976/1.155=181.797<210长细比验算满足要求！

©=0.166

2

（T=1.00X9984/（0.166X397.6）=151.264N/mm

2

依据规范做承载力插值计算a=0.500时，c=151.264N/mm,立杆的稳定性计算c<[f],满足要

求！

非顶部立杆段：

U2=3.251,l0=3.379m；

入=3379/16.0=211.065

允许长细比（k取1）入0=211.065/1.155=182.740<210长细比验算满足要求

©=0.163

c=1.00X10783/（0.163X397.6）=166.726N/mm2,立杆的稳定性计算c<[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

2

Mw=1.4X0.6Wklah/10

其中Wk――风荷载标准值（kN/m2）;

2

Wk=uzXusXwo=0.300X0.510X0.127=0.019kN/m

h立杆的步距，0.90m；

la――立杆纵向间距（梁截面方向），0.40m；

lb――立杆横向间距，1.20m；

Nw考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；

风荷载产生的弯矩Mw=1.4X0.6X0.019X0.400X0.900X0.900/10=0.002kN.m；

风荷载设计值产生的立杆段轴力Nwk计算公式

Nwk=（6n/（n+1）（n+2））*Mt』B

其中MTk模板支撑架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值（kN.m），由公式计算:

2

h/Tk=0.5HIaw^k+HIaHrWnk

B――模板支撑架横向宽度（m）；

n――模板支撑架计算单元立杆横向跨数；

Hm――模板支撑架顶部竖向栏杆围挡（模板）的高度（m）。

MTk=0.019X6.0X0.40X（0.5X6.0+0.60）=0.168kN.m

Nwk=6X8/（8+1）/（8+2）X（0.168/8.00）=0.011kN

Nw考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；

顶部立杆N=9.740+1.200X0.203+1.4X0.6X0.01仁9.993kN

非顶部立杆Nw=9.740+1.200X0.869+1.4X0.6X0.011=10.793kN

顶部立杆段：

a=0.2m时，U1=2.153,l°=3.233m；

入=3233/16.0=201.904

允许长细比（k取1）入0=201.904/1.155=174.809<210长细比验算满足要求！

©=0.178

2

（T=1.00X9993/（0.178X397.6）+1.00X2000/4247=141.221N/mni

a=0.5m时，U1=1.532,l0=3.362m；

入=3362/16.0=209.976

允许长细比（k取1）入0=209.976/1.155=181.797<210长细比验算满足要求！

©=0.166（T=1.00X9993/（0.166X397.6）+1.00X2000/4247=151.780N/mni

2

依据规范做承载力插值计算a=0.500时，t=151.780N/mm,立杆的稳定性计算t<[f],满足要

求！

非顶部立杆段：

U2=3.251,l0=3.379m；

入=3379/16.0=211.065

允许长细比（k取1）入0=211.065/1.155=182.740<210长细比验算满足要求！

©=0.163

2

T=1.00X10793/（0.163X397.6）+1.00X2000/4247=167.245N/mm

立杆的稳定性计算T<[f],满足要求！

2、按模板规范计算立杆稳定性：

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

其中N——立杆的轴心压力最大值，它包括：

横杆的最大支座反力N1=9.740kN（已经包括组合系数）

脚手架钢管的自重N2=1.00X1.20X0.145X6.000=1.043kN

N=9.740+1.043=10.783kN

i计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm;

A——立杆净截面面积，A=3.976cmf;

W――立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.247cm3;

[f]――钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2;

a立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.50m；

h——最大步距，h=0.90m；

l0——计算长度，取0.900+2X0.500=1.900m；

入——长细比，为1900/16.0=119<150满足要求！

轴心受压立杆的稳定系数，由长细比Io/i查表得到0.464;

2

经计算得到C=1.00X10783/（0.464X397.6）=58.394N/mm,不考虑风荷载时立杆的稳定性计算

（7<[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

w=1.4X0.6Wklah2/10

其中Wk――风荷载标准值（kN/m2）;

Wk=uzXusXw0=0.300X0.510X0.127=0.019kN/m2

h立杆的步距，0.90m；

Ia――立杆纵向间距（梁截面方向），0.40m；

Ib――立杆横向间距，1.20m；

风荷载产生的弯矩Mw=1.4X0.6X0.019X0.400X0.900X0.900/10=0.002kN.m;

风荷载设计值产生的立杆段轴力Nwk计算公式

Nwk=（6n/（n+1）（n+2））*MTk/B

其中MTk模板支撑架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值（kN.m），由公式计算:

2

Mk=0.5H1aw^k+HIaHrWnk

B――模板支撑架横向宽度（m）;

n――模板支撑架计算单元立杆横向跨数；

Hm――模板支撑架顶部竖向栏杆围挡（模板）的高度（m）。

MTk=0.019X6.0X0.40X（0.5X6.0+0.60）=0.168kN.m

Nwk=6X8/（8+1）/（8+2）X（0.168/8.00）=0.011kN

Nw考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；

Nw=9.740+1.200X0.869+1.4X0.6X0.011=10.793kN

2

经计算得到c=1.00X10793/（0.464X397.6）+1.00X2000/4247=58.818N/mm

考虑风荷载时立杆的稳定性计算c<[f],满足要求！

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。

四、模板支架整体稳定性计算

依据规范GB51210-2016,模板支架应进行整体抗倾覆验算。

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。

抗倾覆力矩：

2

MR=8.000X0.400X（1.810+0.200）+2X（0.000X8.000X0.400）X8.000/2=51.472kN.m

倾覆力矩：

MT=3X1.000X0.168=0.504kN.m

模板支架整体抗倾覆验算Mt

架体计算满足要求！