建筑施工梁模板扣件钢管架计算书.doc

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1、建筑施工梁模板扣件钢管架计算书高支撑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。梁段:L1。 (一)、参数信息1.模板支撑及构造参数梁截面宽度 B(m):0.24；梁截面高度 D(m):0.47混凝土板厚度(mm):100.00；立杆纵距（沿梁跨度方向间距）La(m):1.00；立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10；脚手架步距(m):1.50；梁支撑架搭设高度H(m)：3.00；梁两侧立柱间距(m):0.6

2、0；承重架支设:无承重立杆，木方支撑垂直梁截面；立杆横向间距或排距Lb(m):1.00；采用的钢管类型为483.50；扣件连接方式:单扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数:0.80；2.荷载参数模板自重(kN/m2):0.35；钢筋自重(kN/m3):1.50；施工均布荷载标准值(kN/m2):2.5；新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):18.0；倾倒混凝土侧压力(kN/m2):2.0；振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.03.材料参数木材品种：柏木；木材弹性模量E(N/mm2)：10000.0；木材抗弯强度设计值fm(N/mm2)：17.0；木材抗剪强度设计值fv(N

3、/mm2)：1.7；面板类型：胶合面板；钢材弹性模量E(N/mm2)：210000.0；钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2)：205.0；面板弹性模量E(N/mm2)：9500.0；面板抗弯强度设计值fm(N/mm2)：13.0；4.梁底模板参数梁底纵向支撑根数：4；面板厚度(mm)：18.0；5.梁侧模板参数主楞间距(mm)：500；次楞间距(mm)：300；穿梁螺栓水平间距(mm)：500；穿梁螺栓竖向间距(mm)：300；穿梁螺栓直径(mm)：M12；主楞龙骨材料：木楞,，宽度60mm，高度80mm；主楞合并根数：2；次楞龙骨材料：木楞,，宽度40mm，高度60mm；次楞合并根数：2；(

4、二)、梁模板荷载标准值计算1.梁侧模板荷载强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。按施工手册，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值: 其中 - 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3； t - 新浇混凝土的初凝时间，可按现场实际值取，输入0时系统按200/(T+15)计算，得5.714h； T - 混凝土的入模温度，取20.000； V - 混凝土的浇筑速度，取1.500m/h； H - 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取0.750m； 1- 外加剂影响修正系数，取1.200； 2- 混凝土坍落度影

5、响修正系数，取1.000。根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；分别为 44.343 kN/m2、18.000 kN/m2，取较小值18.000 kN/m2作为本工程计算荷载。(三)、梁侧模板面板的计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。 面板计算简图1.抗弯验算 其中， - 面板的弯曲应力计算值(N/mm2)； M - 面板的最大弯距(N.mm)； W - 面板的净截面抵抗矩，W = 50.001.81.8

6、/6=27.00cm3； f - 面板的抗弯强度设计值(N/mm2)；按以下公式计算面板跨中弯矩： 其中 ，q - 作用在模板上的侧压力，包括: 新浇混凝土侧压力设计值: q1= 1.20.5018.000.90=9.72kN/m； 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.40.502.000.90=1.26kN/m；q = q1+q2 = 9.720+1.260 = 10.980 kN/m；计算跨度(内楞间距): l = 300.00mm；面板的最大弯距 M= 0.110.98300.002 = 9.88104N.mm；经计算得到，面板的受弯应力计算值: = 9.88104 / 2.70104

7、=3.660N/mm2；面板的抗弯强度设计值: f = 13.000N/mm2；面板的受弯应力计算值 =3.660N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 f=13.000N/mm2，满足要求！ 2.挠度验算 q-作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q = 18.000.50 = 9.00N/mm； l-计算跨度(内楞间距): l = 300.00mm； E-面板材质的弹性模量: E = 9500.00N/mm2； I-面板的截面惯性矩: I = 50.001.801.801.80/12=24.30cm4；面板的最大挠度计算值: = 0.6779.00300.004/(1009500.002.4

8、3105) = 0.214 mm；面板的最大容许挠度值: = l/250 =300.000/250 = 1.200mm；面板的最大挠度计算值 =0.214mm 小于 面板的最大容许挠度值 =1.200mm，满足要求！(四)、梁侧模板内外楞的计算1.内楞计算内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，龙骨采用木楞，截面宽度40mm，截面高度60mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = 406060/6 = 24.00cm3；I = 40606060/12 = 72.00cm4； 内楞计算简图（1）.内楞强度验算强度验算计算公式如下: 其中， - 内楞

9、弯曲应力计算值(N/mm2)； M - 内楞的最大弯距(N.mm)； W - 内楞的净截面抵抗矩； f - 内楞的强度设计值(N/mm2)。按以下公式计算内楞跨中弯矩： 其中，作用在内楞的荷载，q = (1.218.0000.90+1.42.0000.90)0.300/2=3.29kN/m； 内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm； 内楞的最大弯距: M=0.13.29500.002= 8.24104N.mm；经计算得到，内楞的最大受弯应力计算值 = 8.24104/2.40104 = 3.431 N/mm2； 内楞的抗弯强度设计值: f = 17.000N/mm2；内楞最大受弯应力计

10、算值 = 3.431 N/mm2 内楞的抗弯强度设计值 小于 f=17.000N/mm2，满足要求！（2）.内楞的挠度验算 其中 E - 面板材质的弹性模量： 10000.00N/mm2； q-作用在模板上的侧压力线荷载标准值： q =18.000.30/2= 2.70 N/mm； l-计算跨度(外楞间距)：l = 500.00mm； I-面板的截面惯性矩：E = 7.20105N/mm2；内楞的最大挠度计算值: = 0.6772.70500.004/(10010000.007.20105) = 0.159 mm；内楞的最大容许挠度值: = 2.000mm；内楞的最大挠度计算值 =0.159m

11、m 小于 内楞的最大容许挠度值 =2.000mm，满足要求！2.外楞计算外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，外龙骨采用木楞，截面宽度60mm，截面高度80mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = 608080/6 = 64.00cm3；I = 60808080/12 = 256.00cm4； 外楞计算简图（1）.外楞抗弯强度验算 其中 - 外楞受弯应力计算值(N/mm2) M - 外楞的最大弯距(N.mm)； W - 外楞的净截面抵抗矩； f -外楞的强度设计值(N/mm2)。最大弯矩M按下式计算： 其中，作用在外楞的荷载: P = (1.21

12、8.000.90+1.42.000.90)0.500.30/2=1.65kN； 外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距): l = 300mm； 外楞的最大弯距：M = 0.1751647.000300.000 = 8.65104N.mm经计算得到，外楞的受弯应力计算值: = 8.65104/6.40104 = 1.351 N/mm2； 外楞的抗弯强度设计值: f = 17.000N/mm2；外楞的受弯应力计算值 =1.351N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 f=17.000N/mm2，满足要求！（2）.外楞的挠度验算 其中 E - 外楞的弹性模量，其值为 10000.00N/mm2； p-作用

13、在模板上的侧压力线荷载标准值： p =18.000.500.30/2= 1.35 KN； l-计算跨度(拉螺栓间距)：l = 300.00mm； I-面板的截面惯性矩：I = 2.56106mm4；外楞的最大挠度计算值: = 1.1461.35103300.003/(10010000.002.56106) = 0.016mm；外楞的最大容许挠度值: = 1.200mm；外楞的最大挠度计算值 =0.016mm 小于 外楞的最大容许挠度值 =1.200mm，满足要求！(五)、穿梁螺栓的计算 验算公式如下: 其中 N - 穿梁螺栓所受的拉力； A - 穿梁螺栓有效面积 (mm2)； f - 穿梁螺栓

14、的抗拉强度设计值，取170.000 N/mm2；查表得： 穿梁螺栓的直径: 12 mm； 穿梁螺栓有效直径: 9.85 mm； 穿梁螺栓有效面积: A= 76 mm2；穿梁螺栓所受的最大拉力: N =18.0000.5000.3002 =5.400 kN。穿梁螺栓最大容许拉力值: N = 170.00076/1000 = 12.920 kN；穿梁螺栓所受的最大拉力 N=5.400kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 N=12.920kN，满足要求！(六)、梁底模板计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。强度验算

15、要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。本算例中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 1000.0018.0018.00/6 = 5.40104mm3； I = 1000.0018.0018.0018.00/12 = 4.86105mm4； 1.抗弯强度验算按以下公式进行面板抗弯强度验算： 其中， - 梁底模板的弯曲应力计算值(N/mm2)； M - 计算的最大弯矩 (kN.m)； l-计算跨度(梁底支撑间距): l =80.00mm； q - 作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN

16、/m)；新浇混凝土及钢筋荷载设计值：q1: 1.2（24.00+1.50）1.000.470.90=12.94kN/m；模板结构自重荷载：q2:1.20.351.000.90=0.38kN/m；振捣混凝土时产生的荷载设计值：q3: 1.42.001.000.90=2.52kN/m；q = q1 + q2 + q3=12.94+0.38+2.52=15.84kN/m；跨中弯矩计算公式如下: Mmax = 0.1015.8420.0802=0.010kN.m； =0.010106/5.40104=0.188N/mm2；梁底模面板计算应力 =0.188 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值

17、f=13.000N/mm2，满足要求！2.挠度验算根据建筑施工计算手册刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。最大挠度计算公式如下: 其中，q-作用在模板上的压力线荷载: q =（(24.0+1.50)0.470+0.35）1.00= 12.34KN/m； l-计算跨度(梁底支撑间距): l =80.00mm； E-面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2；面板的最大允许挠度值: =80.00/250 = 0.320mm；面板的最大挠度计算值: = 0.67712.33580.04/(1009500.04.86105)=0.001mm；面板的最大挠度计算值: =0.001mm 小

18、于 面板的最大允许挠度值: = 80.0 / 250 = 0.320mm，满足要求！(七)、梁底支撑的计算本工程梁底支撑采用方木。强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：q1 = (24.000+1.500)0.4700.080=0.959 kN/m；(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q2 = 0.3500.080(20.470+0.240)/ 0.240=0.138 kN/m；(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷

19、载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值 P1= (2.500+2.000)0.080=0.360 kN/m；2.方木的支撑力验算静荷载设计值 q = 1.20.959+1.20.138=1.316 kN/m；活荷载设计值 P = 1.40.360=0.504 kN/m； 方木计算简图方木按照三跨连续梁计算。 本算例中，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.0008.0008.000/6 = 53.33 cm3； I=5.0008.0008.0008.000/12 = 213.33 cm4；方木强度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:线荷载设

20、计值 q = 1.316+0.504=1.820 kN/m；最大弯距 M =0.1ql2= 0.11.3161.0001.000= 0.132 kN.m；最大应力 = M / W = 0.132106/53333.3 = 2.467 N/mm2；抗弯强度设计值 f=13.000 N/mm2；方木的最大应力计算值 2.467 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13.000 N/mm2,满足要求!方木抗剪验算：最大剪力的计算公式如下: 截面抗剪强度必须满足: 其中最大剪力: V = 0.61.3161.000 = 0.789 kN； 方木受剪应力计算值 = 3789.456/(250.0008

21、0.000) = 0.296 N/mm2；方木抗剪强度设计值 = 1.700 N/mm2；方木的受剪应力计算值 0.296 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.700 N/mm2,满足要求!方木挠度验算:最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下: q = 0.959 + 0.138 = 1.096 kN/m；方木最大挠度计算值 = 0.6771.0961000.0004 /(10010000.000213.333104)=0.348mm；方木的最大允许挠度 =1.0001000/250=4.000 mm；方木的最大挠度计算值 = 0.348 mm 小于 方木的

22、最大允许挠度 =4.000 mm，满足要求！3.支撑钢管的强度验算支撑钢管按照简支梁的计算如下荷载计算公式如下：(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m2)：q1 = (24.000+1.500)0.470= 11.985 kN/m2；(2)模板的自重(kN/m2)：q2 = 0.350 kN/m2；(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m2)：q3= (2.500+2.000)=4.500 kN/m2；q = 1.2(11.985 + 0.350 )+ 1.44.500 = 21.102 kN/m2；梁底支撑根数为 n，立杆梁跨度方向间距为a， 梁宽为b，梁高为h,梁底支撑传递

23、给钢管的集中力为P，梁侧模板传给钢管的集中力为N 。当n=2时： 当n2时： 计算简图(kN) 支撑钢管变形图(m.m) 支撑钢管弯矩图(kN.m)经过连续梁的计算得到：支座反力 RA = RB=2.730 kN；最大弯矩 Mmax=0.626 kN.m；最大挠度计算值 Vmax=0.885 mm；支撑钢管的最大应力 =0.626106/5080.0=123.305 N/mm2；支撑钢管的抗压设计强度 f=205.0 N/mm2；支撑钢管的最大应力计算值 123.305 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!(八)、梁底纵向钢管计算纵向钢管只起构造作用，通

24、过扣件连接到立杆。(九)、扣件抗滑移的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。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，根据前面计算结果得到 R=2.730 kN；R 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! (十)、立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计算公式 1.梁两侧立杆稳定性验算:其中 N -

25、 立杆的轴心压力设计值，它包括： 横杆的最大支座反力： N1 =2.730 kN ； 脚手架钢管的自重： N2 = 1.20.1293.000=0.465 kN； 楼板的混凝土模板的自重： N3=1.2(1.00/2+(0.60-0.24)/2)1.000.35=0.286 kN； 楼板钢筋混凝土自重荷载: N4=1.2(1.00/2+(0.60-0.24)/2)1.000.100(1.50+24.00)=2.081 kN； N =2.730+0.465+0.286+2.081=5.561 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 (c

26、m)：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； - 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/mm2)； f - 钢管立杆抗压强度设计值：f =205.00 N/mm2； lo - 计算长度 (m)；如果完全参照扣件式规范不考虑高支撑架，按下式计算 lo = k1uh (1) k1 - 计算长度附加系数，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；上式的计算结果：立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.1551.7001.500 = 2.945 m；Lo/i = 2945.250 / 15.800 = 186.000 ；由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.207 ；钢管立杆受压应力计算值 ；=5560.800/(0.207489.000) = 54.936 N/mm2；钢管立杆稳定性计算 = 54.936 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f = 205.00 N/mm2，满足要求！