模板碗扣钢管高支撑架计算书.docx

1、模板碗扣钢管高支撑架计算书附件一：模板碗扣钢管高支撑架计算书依据规范:建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范JGJ166-2008建筑施工模板安全技术规范JGJ 162-2008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JGJ 164-2008计算参数:钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。模板支架搭设高度为3.5m，立杆的纵距 b=0.90m，立杆的横距 l=0.90m，立杆的步距 h=1.20m。面板厚度15mm，剪切强

2、度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。木方100100mm，间距300mm，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100150mm木方。模板自重0.17kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3。倾倒混凝土荷载标准值0.00kN/m2，施工均布荷载标准值2.50kN/m2。地基承载力标准值190kN/m2，基础底面扩展面积0.250m2，地基承载力调整系数1.00。扣件计算折减系数取1.00。 图 现浇梁支撑架立面简图 图 现浇梁支撑架立杆稳定性荷载计算单元采用的钢管类型为48.33.6

3、。钢管惯性矩计算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W=(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。静荷载标准值 q1 = 25.1000.6000.900+0.1700.900=13.707kN/m活荷载标准值 q2 = (0.000+2.500)0.900=2.250kN/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 = 90.001.501.50/6 = 33.75cm3； 截面惯性矩 I = bh3/12 = 90.001.501.501.50/12 = 25.3

4、1cm4；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(1.2013.707+1.402.250)0.3000.300=0.176kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.17610001000/33750=5.226N/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

5、中最大剪力 Q=0.600(1.2013.707+1.42.250)0.300=3.528kN截面抗剪强度计算值 T=33528.0/(2900.00015.000)=0.392N/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 = 0.67713.7073004/(1006000253125)=0.495mm面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!二、支撑木方的计算木方按照均布荷载计算。1.荷载的计算(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11

6、= 25.1000.6000.300=4.518kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.1700.300=0.051kN/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 q2 = (2.500+0.000)0.300=0.750kN/m静荷载 q1 = 1.204.518+1.200.051=5.483kN/m活荷载 q2 = 1.400.750=1.050kN/m计算单元内的木方集中力为(1.050+5.483)0.900=5.880kN2.木方的计算按照三跨连续梁计算，计算公式如下:均布荷载 q = P/l = 5.880

7、/0.900=6.533kN/m最大弯矩 M = 0.1ql2=0.16.530.900.90=0.529kN.m最大剪力 Q=0.6ql = 0.60.9006.533=3.528kN最大支座力 N=1.1ql = 1.10.9006.533=6.467kN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 = 10.0010.0010.00/6 = 166.67cm3； 截面惯性矩 I = bh3/12 = 10.0010.0010.0010.00/12 = 833.33cm4；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

8、算强度 f = M/W =0.529106/166666.7=3.18N/mm2木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!(2)木方抗剪计算最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=33528/(2100100)=0.529N/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)木方挠度计算挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值，均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距)得到q=4.569kN/m最大变形v=0.677ql4/100EI=0.6774.

9、569900.04/(1009000.008333334.0)=0.271mm木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!三、托梁的计算托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。集中荷载取木方的支座力 P= 6.467kN均布荷载取托梁的自重 q= 0.144kN/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= 1.854kN.m经过计算得到最大支座 F= 21.593kN经过计算得到最大变形 V= 0.282mm顶托梁的截面力学参数为本算例中，截面

10、惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 截面抵抗矩 W = bh2/6 = 10.0015.0015.00/6 = 375.00cm3； 截面惯性矩 I = bh3/12 = 10.0015.0015.0015.00/12 = 2812.50cm4；式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。(1)顶托梁抗弯强度计算抗弯计算强度 f = M/W =1.854106/375000.0=4.94N/mm2顶托梁的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!(2)顶托梁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=311827/(2100150)=1.183N/mm2截面抗剪强

11、度设计值 T=1.30N/mm2顶托梁的抗剪强度计算满足要求!(3)顶托梁挠度计算 最大变形 v =0.282mm顶托梁的最大挠度小于900.0/250,满足要求!四、立杆的稳定性计算荷载标准值作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架钢管的自重(kN)： NG1 = 0.1723.500=0.601kN钢管的自重计算参照扣件式规范附录A 满堂架自重标准值，设计人员可根据情况修改。(2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.1700.9000.900=0.138kN(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 25.1000.6000.9000

12、.900=12.199kN经计算得到，静荷载标准值 NG = (NG1+NG2+NG3) = 12.937kN。2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值 NQ = (2.500+0.000)0.9000.900=2.025kN3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.20NG + 1.40NQ五、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为： 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N = 18.36kN i 计算立杆的截面回转半径，i=1.59cm； A 立杆净截面面积，A=5.060cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.2

13、60cm3； 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=0.20m； h 最大步距，h=1.20m； l0 计算长度，取1.200+20.200=1.600m； 由长细比，为1600/16=101； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到0.588；经计算得到=18359/(0.588506)=61.706N/mm2；不考虑风荷载时立杆的稳定性计算 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=1.4Wklal02/8-Prl0/4风荷载产生的内外排

14、立杆间横杆的支撑力 Pr计算公式 Pr=51.4Wklal0/16其中 Wk 风荷载标准值(kN/m2)； Wk=uzusw0 = 0.2001.2500.600=0.150kN/m2 h 立杆的步距，1.20m； la 立杆迎风面的间距，0.90m； lb 与迎风面垂直方向的立杆间距，0.90m；风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力 Pr=51.40.1500.9001.600/16=0.095kN.m；风荷载产生的弯矩 Mw=1.40.1500.9001.6001.600/8-0.0951.600/4=0.023kN.m； Nw 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值； Nw=1.212.93

15、7+0.91.42.025+0.91.40.023/0.900=18.108kN经计算得到=18108/(0.588506)+23000/5260=64.741N/mm2；考虑风荷载时立杆的稳定性计算 f,满足要求!风荷载作用下的内力计算架体中每个节点的风荷载转化的集中荷载 w =0.1500.9001.200=0.162kN节点集中荷载w在立杆中产生的内力 wv=1.200/0.9000.162=0.216kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力 ws=(1.2001.200+0.9000.900)1/2/0.9000.162=0.270kN支撑架的步数 n=2节点集中荷载w在立杆中产生的内力和

16、为0.270+(2.000-1)0.270=0.540kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和为2.0000.216=0.432kN架体自重为0.601kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和小于架体自重,满足要求!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 = 73.44 N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 (kN)；N = 18.36 A 基础底面面积 (m2)；A = 0.25 fg 地基承载力设计值 (kN/m2)；fg = 190.00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 = 1.00 fgk 地基承载力标准值；fgk = 190.00地基承载力的计算满足要求!模板支撑架计算满足要求！