板模板扣件钢管架计算书.docx

1、板模板扣件钢管架计算书附件3：板模板(扣件钢管架)计算书模板支架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)、混凝土结构设计规范GB50010-2002、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等规范编制。一、参数信息1.模板支架参数横向间距或排距(m):1.20；纵距(m):1.20；步距(m):1.50；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10；模板支架搭设高度(m):2.80；采用的钢管(mm):483.2 ；板底支撑连接方式:钢管支撑；立杆承重连接方式:单扣件，取扣件抗滑承载力系数:0.80；板底钢管的

2、间隔距离(mm):300.00；2.荷载参数模板与木板自重(kN/m2):0.350；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000；施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000；3.楼板参数钢筋级别:二级钢HRB 335(20MnSi)；楼板混凝土强度等级:C30；每层标准施工天数:10；每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):392.700；楼板的计算长度(m):4.50；施工平均温度():25.000；楼板的计算宽度(m):4.00；楼板的计算厚度(mm):125.00；4.材料参数面板采用胶合面板，厚度为15mm；板底支撑采用钢管；面板弹性模量E(N/mm2):9500；面板抗弯强度设计值(

3、N/mm2):13； 图1 楼板支撑架立面简图 图2 楼板支撑架荷载计算单元二、模板面板计算模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W = 1201.52/6 = 45 cm3；I = 1201.53/12 = 33.75 cm4；模板面板的按照三跨连续梁计算。 面板计算简图1、荷载计算(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m)：q1 = 250.1251.2+0.351.2 = 4.17 kN/m；(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m)：q2 = 11.2= 1.2 kN/m；2、强度计算计算公式如下:M=

4、0.1ql2其中：q=1.24.17+1.41.2= 6.684kN/m最大弯矩M=0.16.6843002= 60156 Nmm；面板最大应力计算值 =M/W= 60156/45000 = 1.337 N/mm2；面板的抗弯强度设计值 f=13 N/mm2；面板的最大应力计算值为 1.337 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!3、挠度计算挠度计算公式为：=0.677ql4/(100EI)=l/250其中q =q1= 4.17kN/m面板最大挠度计算值 = 0.6774.173004/(100950033.75104)=0.071 mm； 面板最大允许挠度 =3

5、00/ 250=1.2 mm；面板的最大挠度计算值 0.071 mm 小于 面板的最大允许挠度 1.2 mm,满足要求!三、纵向支撑钢管的计算纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为截面抵抗矩 w=4.73cm3；截面惯性矩 I=11.36cm4； 方木楞计算简图1.荷载的计算(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m)：q1= 250.30.125+0.350.3 = 1.042 kN/m；(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN)：q2 = (1 + 2)0.3 = 0.9 kN/m；2.强度验算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的

6、计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:最大弯矩计算公式如下:Mmax=-0.10q1l2-0.117q2l2静荷载：q1 = 1.2 q1 = 1.21.042= 1.251 kN/m；活荷载：q2 = 1.40.9 = 1.26 kN/m；最大弯矩 Mmax = (0.11.251+0.1171.26 ) 1.22 = 0.392 kNM；N=1.1q1l+1.2q2l最大支座力 N = ( 1.1 1.251 + 1.21.26)1.2 = 3.466 kN ；最大应力计算值 = M / W = 0.392106/4730 = 82.966 N/mm2；纵向钢管的抗压强度设计值 f=20

7、5.0 N/mm2；纵向钢管的最大应力计算值为 82.966 N/mm2 小于 纵向钢管的抗压强度设计值 205.0 N/mm2,满足要求!3.挠度验算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:=0.677q1l4/(100EI)静荷载 q1 = 1.042 kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度= 0.6771.04212004/( 10020600011.36 104) =0.625 mm；支撑钢管的最大挠度小于1200/150与10 mm,满足要求!四、板底支撑钢管计算支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P2.005kN; 支撑

8、钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kNm) 支撑钢管计算变形图(mm) 支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.902 kNm ；最大变形 Vmax = 3.913 mm ；最大支座力 Qmax = 8.773 kN ；最大应力 = 902460.302/4730 = 190.795 N/mm2；支撑钢管的抗压强度设计值 f=205 N/mm2；支撑钢管的最大应力计算值 190.795 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度为 3.913mm 小于 1200/150与10 mm,满足要求!五、扣件抗滑移的计算按规范表5.1.

9、7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为0.80kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5): R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN； R-纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 计算中R取最大支座反力,R= 8.773 kN；R 6.40 kN 且R 12.80 kN,所以单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求！建议采用双扣件！ 按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件

10、承载力取值为12.80kN 。六、模板支架立杆荷载设计值(轴力)作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。1.静荷载标准值包括以下内容(1)脚手架的自重(kN)：NG1 = 0.1292.8 = 0.361 kN；(2)模板的自重(kN)：NG2 = 0.351.21.2 = 0.504 kN；(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3 = 250.1251.21.2 = 4.5 kN；静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.365 kN；2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载活荷载标准值 NQ = (1+2 ) 1.21.2 = 4.32 kN；3.立杆的轴向压力设计

11、值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ = 12.487 kN；七、立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式 =N/(A)f其中 N - 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 12.487 kN； - 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到； i - 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.59 cm； A - 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.5 cm2； W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=4.73 cm3； - 钢管立杆受压应力计算值 (N/mm2)； f- 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； L0- 计算长度 (m)；根据扣件

12、式规范，立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=h+2a，为安全计，取二者间的大值，即L0=max1.1551.731.5，1.5+20.1=2.997； k - 计算长度附加系数，取1.155； - 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，取1.73； a - 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.1 m；得到计算结果：立杆计算长度 L0=2.997；L0 / i = 2997.225 / 15.9=189 ；由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.201 ；钢管立杆受压应力计算值；=12486.576/(0.201450) = 138

13、.049 N/mm2；立杆稳定性计算 = 138.049 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 f= 205 N/mm2，满足要求！八、楼板强度的计算1. 楼板强度计算说明验算楼板强度时按照最不利情况考虑，楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。宽度范围内配置级钢筋,每单位长度(m)楼板截面的钢筋面积As=393 mm2,fy=300 N/mm2。板的截面尺寸为 bh=4500mm125mm， 楼板的跨度取4 M，取混凝土保护层厚度20mm，截面有效高度 ho=105 mm。按照楼板每10天浇筑一层，所以需要验算10天、20天、30天.的承载能力是否满足荷载要求，其计算简图如下： 2.验算楼板混

14、凝土10天的强度是否满足承载力要求楼板计算长边4.5m,短边为4 m； q = 2 1.2 ( 0.35 + 250.125 ) + 1 1.2 ( 0.36144/4.5/4 ) + 1.4 (1 + 2) = 12.93 kN/m2；单元板带所承受均布荷载 q = 112.926 = 12.926 kN/m；板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax = 0.059612.9342 = 12.326 kNm；因平均气温为25，查施工手册温度、龄期对混凝土强度影响曲线得到10天龄期混凝土强度达到69.1%,C30混凝土强度在10天龄期近似等效为C20.73。混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=9.936N/mm2；则可以得到矩形截面相对受压区高度: = As fy/ ( lb ho fcm ) = 392.7300 / (110001059.936 )= 0.113计算系数为：s = (1-0.5) = 0.113(1-0.50.113) = 0.107；此时楼板所能承受的最大弯矩为: M1 = s 1 b ho2fcm = 0.1071100010529.93610-6 = 11.679 kNm；结论：由于 M1 = M1=11.679 Mmax= 16.67所以第20天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。模板支持可以拆除。