恒智天成安全计算软件板模板(扣件钢管架支撑)计算书.doc

恒智天成安全计算软件板模板(扣件钢管架支撑)计算书本计算书依据建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）、建筑施工计算手册江正荣著、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、混凝土结构设计规范(GB50010-2002)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等规范编制。板段：B1。 模板支撑体系剖面图 钢管排列平面示意图一、恒智天成安全计算软件参数信息1.模板构造及支撑参数(一) 构造参数楼层高度H：3.3m；混凝土楼板厚度：220mm；结构表面要求：隐藏；立杆纵向间距或跨距la：1m；立杆横向间距或排距lb：1.2m；立杆步距h：1.5m；(二) 支撑参数板底采用的支撑钢管类型为：48×3.5mm；钢管钢材品种：钢材Q235钢(16-40)；钢管弹性模量E：N/mm2；钢管屈服强度fy：235N/mm2；钢管抗拉/抗压/抗弯强度设计值f：205N/mm2；钢管抗剪强度设计值fv：120N/mm2；钢管端面承压强度设计值fce：325N/mm2；2.荷载参数新浇筑砼自重标准值G2k：24kN/m3；钢筋自重标准值G3k：1.1kN/m3；板底模板自重标准值G1k：0.5kN/m2；承受集中荷载的模板单块宽度：300mm；施工人员及设备荷载标准值Q1k：计算模板和直接支承模板的小梁时取2.5kN/m2；计算支架立柱等支承结构构件时取1kN/m2；3.板底模板参数搭设形式为：1层梁顶托承重；(一) 面板参数面板采用模板宽300面板厚2.30钢面板；厚度：2.3mm；抗弯设计值fm：205N/mm2；弹性模量E：N/mm2；(二) 第一层支撑梁参数材料：1根100×100矩形木楞；木材品种：太平洋海岸黄柏；弹性模量E：10000N/mm2；抗压强度设计值fc：13N/mm2；抗弯强度设计值fm：15N/mm2；抗剪强度设计值fv：1.6N/mm2；4.地基参数模板支架放置在地面上，地基土类型为：碎石土；地基承载力标准值：650kPa；立杆基础底面面积：0.25m2；地基承载力调整系数：0.8。二、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。根据模板规范（JGJ162-2008）第5.2.1条规定，面板按照简支跨计算。这里取面板的计算宽度为0.300m。面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: I = 26.390×104= 2.639×105mm4； W = 5.860×103= 5.860×103mm3；1.荷载计算及组合模板自重标准值G1k=0.5×0.300=0.150 kN/m；新浇筑砼自重标准值G2k=24×0.300×0.22=1.584 kN/m；钢筋自重标准值G3k=1.1×0.300×0.22=0.073 kN/m；永久荷载标准值Gk= 0.150+ 1.584+ 0.073=1.807 kN/m；施工人员及设备荷载标准值Q1k=2.5×0.300=0.750 kN/m；计算模板面板时用集中活荷载进行验算P=2.5 kN；(1) 计算挠度采用标准组合： q=1.807kN/m；(2) 计算弯矩采用基本组合：A 永久荷载和均布活荷载组合 q=max（q1，q2）=2.896kN/m； 由可变荷载效应控制的组合： q1=0.9×(1.2×1.807+1.4×0.750) =2.896kN/m； 由永久荷载效应控制的组合： q2=0.9×(1.35×1.807+1.4×0.7×0.750) =2.857kN/m；B 永久荷载和集中活荷载组合由可变荷载效应控制的组合：q1=0.9×1.2×1.807 =1.951kN/m；P1=0.9×1.4×2.5 =3.150kN；由永久荷载效应控制的组合：q2=0.9×1.35×1.807 =2.195kN/m；P2=0.9×1.4×0.7×2.5 =2.205kN；2.面板抗弯强度验算 M/W < f其中：W - 面板的截面抵抗矩，W =5.860×103mm3； M - 面板的最大弯矩(N·mm) M=max（Ma，Mb1，Mb2）=1.031kN·m； Ma=0.125q×l2=0.125×2.896×12 =0.362kN·m；Mb1=0.125q1×l2+0.25P1×l=0.125×1.951×12+0.25×3.150×1 =1.031kN·m； Mb2=0.125q2×l2+0.25P2×l=0.125×2.195×12+0.25×2.205×1 =0.826N·mm；经计算得到，面板的受弯应力计算值: = 1.031×106/5.860×103=176.005N/mm2；实际弯曲应力计算值 =176.005N/mm2 小于抗弯强度设计值f =205N/mm2，满足要求！2.面板挠度验算 =5ql4/(384EI)其中：q-作用在模板上的压力线荷载:q = 1.807kN/m； l-面板计算跨度: l =1000mm； E-面板材质的弹性模量: E = N/mm2； I-截面惯性矩: I =2.639×105mm4； -容许挠度: =1.500mm；面板的最大挠度计算值: = 5×1.807×10004/(384××2.639×105)=0.433mm；实际最大挠度计算值: =0.433mm小于最大允许挠度值: =1.500mm，满足要求！三、板底支撑梁的计算支撑梁采用1根100×100矩形木楞，间距1000mm。支撑梁的截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为： I=1×833.33×104= 8.333×106 mm4； W=1×166.67×103= 1.667×105 mm3； E=10000 N/mm2；(一) 荷载计算及组合：模板自重标准值G1k=0.5×1=0.500 kN/m；新浇筑砼自重标准值G2k=24×1×0.22=5.280 kN/m；钢筋自重标准值G3k=1.1×1×0.22=0.242 kN/m；永久荷载标准值Gk= 0.500+5.280+ 0.242=6.022 kN/m；施工人员及设备荷载标准值Q1k=2.5×1=2.500 kN/m；计算支撑梁时用集中活荷载进行验算P=2.5 kN；(1) 计算挠度采用标准组合(考虑支撑梁自重)： q=6.022+0.0384=6.0604kN/m；(2) 计算弯矩和剪力采用基本组合(考虑支撑梁自重)：A 永久荷载和均布活荷载组合 由可变荷载效应控制的组合： q1=0.9×1.2×(6.022+0.0384) =6.545kN/m； q2=0.9×1.4×2.500 =3.150kN/m； 由永久荷载效应控制的组合： q1=0.9×1.35×(6.022+0.0384) =7.363kN/m； q2=0.9×1.4×0.7×2.500 =2.205 kN/m；B 永久荷载和集中活荷载组合由可变荷载效应控制的组合：q=0.9×1.2×(6.022+0.0384) =6.545kN/m；P=0.9×1.4×2.5 =3.150kN；由永久荷载效应控制的组合：q=0.9×1.35×(6.022+0.0384) =7.363kN/m；P=0.9×1.4×0.7×2.5 =2.205kN；(二) 荷载效应计算支撑梁直接承受模板传递的荷载，按照三跨连续梁计算。作用荷载分为“永久荷载和均布活荷载组合”和“永久荷载和集中活荷载组合”两种情况，为了精确计算受力，把永久荷载和活荷载分开计算效应值，查模板规范（JGJ162-2008）附录C表C.1-2确定内力系数。(1) 最大弯矩M计算最大弯矩M=max（Ma，Mb）=1.604kN·m；A 永久荷载和均布活荷载组合经过系统电算，采用以下荷载组合的弯矩效应值最大Ma=0.100×q1×l2+0.117×q2×l2=0.100×6.545×1.22+0.117×3.15×1.22 =1.473kN·m；B 永久荷载和集中活荷载组合经过系统电算，采用以下荷载组合的弯矩效应值最大Mb=0.100×q×l2+0.175×P×l=0.100×6.545×1.22+0.175×3.150×1.2=1.604kN·m；(2) 最大剪力V计算最大剪力V=max（Va，Vb）=7.045 kN；A 永久荷载和均布活荷载组合经过系统电算，采用以下荷载组合的剪力效应值最大Va=0.600×q1×l+0.617×q2×l=0.600×6.545×1.2+0.617×3.150×1.2=7.045kN；B 永久荷载和集中活荷载组合经过系统电算，采用以下荷载组合的剪力效应值最大Vb=0.600×q×l+0.675×P =0.600×6.545×1.2+0.675×3.150=6.839kN；(3) 最大变形计算= 0.677ql4/100EI=0.677×6.0604×12004/(100×10000×8.333×106)=1.021mm (4) 最大支座反力F计算最大支座反力F=max（Fa，Fb）=13.176kN；A 永久荷载和均布活荷载组合经过系统电算，采用以下荷载组合的剪力效应值最大Fa=1.100×q1×l+1.200×q2×l=1.100×6.545×1.2+1.200×3.150×1.2 =13.176kN；B 永久荷载和集中活荷载组合经过系统电算，采用以下荷载组合的剪力效应值最大Fb=1.100×q×l+1.300×P =1.100×6.545×1.2+1.300×3.150=12.735 kN；(三) 支撑梁验算(1) 支撑梁抗弯强度计算=M/W=1.604×106/1.667×105 =9.624N/mm2实际弯曲应力计算值 =9.624N/mm2 小于抗弯强度设计值f =15N/mm2，满足要求！(2) 支撑梁抗剪计算 =VS0/Ib=7.045×1000×/(8.333×106×100)=1.057N/mm2；实际剪应力计算值 1.057 N/mm2 小于抗剪强度设计值 fv=1.600 N/mm2，满足要求！(3) 支撑梁挠度计算最大挠度： =1.021mm； -容许挠度: 结构表面隐藏=l/250=4.800mm；实际最大挠度计算值: =1.021mm小于最大允许挠度值: =4.800mm，满足要求！四、立杆的稳定性计算1.立杆轴心压力设计值计算立杆轴心压力设计值N =N1+N2=10.990+0.477=11.467 kN；(一) 第一层支撑梁传递的支座反力N1模板规范（JGJ162-2008）规定：当计算支架立柱及其他支承结构构件时，均布活荷载标准值可取1.0kN/m2。规范中是按照2层梁考虑的，活荷载逐步递减，但是，我们这里采用的是一层梁。为了安全起见，我们验算支架立柱采用均布活荷载标准值为1.5kN/m2。规范所说的“均布活荷载”不能直接作用在支架立柱，而是作用在面板板面，通过第一层支撑梁产生的支座反力传递给支架立柱。由于活荷载位置的不确定性，如果直接按照立柱承担荷载的面积（立柱纵距la×立柱横距lb）来计算荷载效应是不精确的（这样计算的荷载效应值比实际值小）。所以，我们采用“力传递法”进行计算。计算的方法完全同“支撑梁的计算”中计算最大支座反力的步骤和方法，注意：作用在支撑梁上的活荷载按照下面的方法计算：施工人员及设备荷载标准值Q1k=1×1=1.000 kN/m；通过以上方法计算得到：支撑梁传递的支座反力N1= 10.990 kN；(二) 垂直支撑系统自重N2脚手架钢管的自重： N2 = 1.2×0.129×(3.3-0.22)=0.477 kN；2.立杆稳定性验算立杆的稳定性计算公式 = N/(A)f其中 - 钢管立杆轴心受压应力计算值(N/mm2)；N - 立杆的轴心压力设计值，N=11.467 kN；- 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比 lo/i查模板规范JGJ162-2008附录D得到= 0.588； 立杆计算长度lo=1.5m； 计算立杆的截面回转半径i = 1.58cm；A - 立杆净截面面积： A = 4.89cm2；f - 钢管立杆抗压强度设计值：f =205 N/mm2；钢管立杆长细比计算值：=lo/i=1.5×100/1.580=94.937钢管立杆长细比= 94.937 小于钢管立杆允许长细比 = 150，满足要求！钢管立杆受压应力计算值：=11.467×103/(0.588×4.890×102) = 39.855N/mm2；钢管立杆稳定性计算 = 39.855N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！五、立杆的地基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 地基承载力设计值:fg = fgk×kc = 520.000 kPa； 其中，地基承载力标准值：fgk= 650 kPa；模板支架地基承载力调整系数：kc = 0.8； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =45.868 kPa；立杆的轴心压力设计值 ：N =11.467 kN；基础底面面积 ：A = 0.25 m2 。p=45.868kPa fg=520.000kPa 。地基承载力满足要求！