标准层扣件式钢管楼板模板支架计算书.doc

标准层扣件式钢管楼板模板支架计算书 计算依据1建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。 计算依据2施工技术2002.3.扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全(杜荣军)。 模板支架搭设高度为3.9米， 搭设尺寸为：立杆的纵距 b=0.90米，立杆的横距 l=0.90米，立杆的步距 h=1.50米。图1 楼板支撑架立面简图 图2 楼板支撑架荷载计算单元 采用的钢管类型为48×3.5。 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 = 25.000×0.120×0.900+0.350×0.900=3.015kN/m 活荷载标准值 q2 = (2.000+1.000)×0.833=2.500kN/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: W = 90.00×1.80×1.80/6 = 48.60cm3； I = 90.00×1.80×1.80×1.80/12 = 43.74cm4； (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×(1.2×3.015+1.4×2.700)×0.300×0.300=0.067kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.067×1000×1000/48600=1.370N/mm2 面板的抗弯强度验算 f < f,满足要求! (2)抗剪计算 可以不计算 T = 3Q/2bh < T 其中最大剪力 Q=0.600×(1.2×3.015+1.4×2.700)×0.300=1.332kN 截面抗剪强度计算值 T=3×1332.0/(2×900.000×18.000)=0.123N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2 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 = 0.677×3.015×3004/(100×6000×437400)=0.063mm 面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求! 二、模板支撑木方的计算 木方按照均布荷载下连续梁计算。 1.荷载的计算 (1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.000×0.120×0.300=0.900kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.350×0.300=0.105kN/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 = (1.000+2.000)×0.300=0.900kN/m 静荷载 q1 = 1.20×0.900+1.20×0.105=1.206kN/m 活荷载 q2 = 1.4×0.900=1.260kN/m 2.木方的计算 按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下: 均布荷载 q = 2.219/0.900=2.466kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×2.47×0.90×0.90=0.200kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.900×2.466=1.332kN 最大支座力 N=1.1×0.900×2.466=2.441kN 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: W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3； I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4； (1)木方抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.200×106/83333.3=2.40N/mm2 木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)木方抗剪计算 可以不计算 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=3×1332/(2×50×100)=0.399N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.60N/mm2 木方的抗剪强度计算满足要求! (3)木方挠度计算 最大变形 v =0.677×1.005×900.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.113mm 木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求! 三、板底支撑钢管计算 横向支撑钢管计算 横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取木方支撑传递力。 支撑钢管计算简图 支撑钢管弯矩图(kN.m) 支撑钢管变形图(mm) 支撑钢管剪力图(kN) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.586kN.m 最大变形 vmax=1.356mm 最大支座力 Qmax=7.975kN 抗弯计算强度 f=0.586×106/5080.0=115.34N/mm2 支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求! 四、扣件抗滑移的计算 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: R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN； 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=7.98kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! R8.0 kN时，可采用单扣件； 8.0kN<R 12.0 kN时，应采用双扣件；R>12.0kN时，应采用可调托座。 五、模板支架荷载标准值(立杆轴力) 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)脚手架的自重(kN)： NG1 = 0.129×3.000=0.387kN (2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.350×0.900×0.900=0.284kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 25.000×0.120×0.900×0.900=2.430kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.101kN。 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 = (1.000+2.000)×0.900×0.900=2.430kN 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.20NG + 1.4NQ 六、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，N = 7.12kN 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 = 1.58 A 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.89 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08 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 = 205.00N/mm2； l0 计算长度 (m)； 如果完全参照扣件式规范，由公式(1)或(2)计算 l0 = k1uh (1) l0 = (h+2a) (2) k1 计算长度附加系数，按照表1取值为1.155； u 计算长度系数，参照扣件式规范表5.3.3；u = 1.700 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； 公式(1)的计算结果：l0=1.155×1.700×1.50=2.945m =2645/15.8=146.408 =0.207 =7123/(0.207×489)=70.256N/mm2，立杆的稳定性计算 < f,满足要求! 公式(2)的计算结果：l0=1.500+2×0.300=2.100m =2100/15.8=132.911 =0.386 =7123/(0.386×489)=37.693N/mm2，立杆的稳定性计算 < f,满足要求! 如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算 l0 = k1k2(h+2a) (3) k2 计算长度附加系数，按照表2取值为1.000； 公式(3)的计算结果：l0=1.155×1.000×(1.500+2×0.300)=2.425m =2325/15.8=133.513 =0.298 =7123/(0.298×489)=48.935N/mm2，立杆的稳定性计算 < f,满足要求! 七、楼板强度的计算 1.计算楼板强度说明 验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取4.50m，楼板承受的荷载按照线均布考虑。 宽度范围内配筋2级钢筋，配筋面积As=2700.0mm2，fy=300.0N/mm2。 板的截面尺寸为 b×h=4500mm×200mm，截面有效高度 h0=180mm。 按照楼板每5天浇筑一层，所以需要验算5天、10天、15天.的 承载能力是否满足荷载要求，其计算简图如下： 2.计算楼板混凝土5天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边4.50m，短边4.50×1.00=4.50m， 楼板计算范围内摆放6×6排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。 第2层楼板所需承受的荷载为 q=1×1.20×(0.35+25.00×0.12)+ 1×1.20×(0.39×6×6/4.50/4.50)+ 1.4×(2.00+1.00)=9.05kN/m2 计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×9.05=40.71kN/m 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax=0.0513×ql2=0.0513×40.71×4.502=42.29kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为15.00，查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到5天后混凝土强度达到48.30%，C30.0混凝土强度近似等效为C14.5。 混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=7.20N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度： = Asfy/bh0fcm = 2700.00×300.00/(4500.00×180.00×7.20)=0.14 查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=0.130 此层楼板所能承受的最大弯矩为： M1=sbh02fcm = 0.130×4500.000×180.0002×7.2×10-6=136.5kN.m 结论：由于Mi = 136.47=136.47 > Mmax=42.29墙体模板施工前，必须由木工工长负责绘制模板放样图。放样图按以下原则进行：（1）采取分层分段流水作业；以每层为一流水段，配置一套模板。（2）模板以每1m为一个单元，阳角采用墙体模板硬拼，阴角制作角模，墙体长度不符合模数时，将不符合模数部分计入角模内，角模长度至少为300mm。（3）同种模板可按同一编号，异形模板必须编号、定位。（4）墙体模板由下一层倒入上一层时，按图、按编号定位。（5）模板接口采用平口对接。（6）墙体与顶板同时浇筑，模板高度=层高-结构楼板厚度-顶板模板厚度。（7）穿墙螺栓间距根据计算及模板模数为500×600mm，最下一层螺栓距地面200，最上一层螺栓根根实际情况定。（8）模板周转次数根据实际情况定。（9）首层模板在标准层模板基础上接长即可使用。墙体模板标准板制作样式：图5 标准板制作图墙体模板企口拼接样式图6 剖面图图7 节点图角模制作样式：图8 角模制作模板安装：图9 地上部分大模安装图