400x1400梁模板扣件钢管支撑架计算书.doc

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1、400x1400梁模板扣件钢管支撑架计算书依据规范:建筑施工脚手架安全技术统一标准GB51210-2016建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 130-2011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2.6m，梁截面 BD=400mm1400mm，立杆的纵距(跨度方向) l=0.

2、40m，立杆的步距 h=1.50m，梁底增加2道承重立杆。面板厚度12mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度17.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。内龙骨采用50.80.mm木方。木方剪切强度1.7N/mm2，抗弯强度17.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。梁两侧立杆间距 1.00m。梁底按照均匀布置承重杆4根计算。模板自重0.20kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3。振捣混凝土荷载标准值2.00kN/m2，施工均布荷载标准值2.50kN/m2。地基承载力标准值170kN/m2，基础底面扩展面积0.250m2，地基承载力调整系数0.40。扣件计算折减系数取1

3、.00。图1 梁模板支撑架立面简图按照GB51210规范6.1.11条规定确定荷载组合分项系数如下：由可变荷载效应控制的组合S=1.2(25.501.40+0.20)+1.402.50=46.580kN/m2由永久荷载效应控制的组合S=1.3525.501.40+0.71.402.50=50.645kN/m2由于永久荷载效应控制的组合S最大，永久荷载分项系数取1.35，可变荷载分项系数取0.71.40=0.98采用的钢管类型为48.33.6。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。模板面

4、板的按照多跨连续梁计算。作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)： q1 = 25.5001.4000.400=14.280kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)： q2 = 0.2000.400(21.400+0.400)/0.400=0.640kN/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)：经计算得到，活荷载标准值 P1 = (2.500+2.000)0.4000.400=0.720kN均布荷载 q = 1.3514.280+1.350.640=20.142kN/m集中荷载 P = 0.980.720=0.70

5、6kN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 = 9.60cm3；截面惯性矩 I = 5.76cm4； 计算简图 弯矩图(kN.m) 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： 变形计算受力图 变形图(mm)经过计算得到从左到右各支座力分别为 N1=1.021kN N2=3.360kN N3=3.360kN N4=1.021kN最大弯矩 M = 0.042kN.m最大变形 V = 0.062mm(1)抗弯强度计算经计算得到面板抗弯计算强度 f = 0M/W = 1.000.04210001000/96

6、00=4.375N/mm2面板的抗弯强度设计值 f，取17.00N/mm2；面板的抗弯强度验算 f f,满足要求!(2)抗剪计算截面抗剪强度计算值 0T = 30Q/2bh = 31.001695.0/(2400.00012.000)=0.530N/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)挠度计算面板最大挠度计算值 v = 0.062mm面板的最大挠度小于133.3/250,满足要求!二、梁底支撑龙骨的计算 梁底龙骨计算按照三跨连续梁计算，计算公式如下:均布荷载 q = P/l = 3.360/0.400=8.400kN/m最大弯矩 M = 0

7、.1ql2=0.18.400.400.40=0.134kN.m最大剪力 Q=0.6ql = 0.60.4008.400=2.016kN最大支座力 N=1.1ql = 1.10.4008.400=3.696kN龙骨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 = 53.33cm3；截面惯性矩 I = 213.33cm4；(1)龙骨抗弯强度计算抗弯计算强度 f = 0M/W = 1.000.134106/53333.3=2.52N/mm2龙骨的抗弯计算强度小于17.0N/mm2,满足要求!(2)龙骨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

8、足: 0T = 30Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=31.002015.93/(250.0080.00)=0.756N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.70N/mm2龙骨的抗剪强度计算满足要求!(3)龙骨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龙骨计算跨度(即龙骨下小横杆间距)得到q=5.471kN/m最大变形v=0.677ql4/100EI=0.6775.471400.04/(1009000.002133334.0)=0.049mm龙骨的最大挠度小于400.0/400(木方时取250),满足要求!三、梁底支撑钢管计算(一) 梁底支撑横向钢

9、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取次龙骨支撑传递力。 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： 支撑钢管变形计算受力图 支撑钢管变形图(mm)经过连续梁的计算得到最大弯矩 Mmax=0.056kN.m最大变形 vmax=0.023mm最大支座力 Qmax=4.193kN抗弯计算强度 f = 0M/W = 1.000.056106/5262.3=10.74N/mm2支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于433.3/150与10mm,满足要求!(二)

10、梁底支撑纵向钢管计算梁底支撑纵向钢管只起构造作用，无需要计算。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: 0R Rc其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8.00kN,双扣件取12.00kN； 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，0R= 1.004.19=4.19kN选用单扣件，抗滑承载力的设计计算满足要求!五、立杆的稳定性计算1、按扣件脚手架规范计算立杆稳定性：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，它包括： 横杆的最大支座反力 N1=4.19kN (已经包括组合系数) 脚手架钢管的自

11、重 N2 = 1.001.350.348=0.470kN 顶部立杆段，脚手架钢管的自重 N2 = 1.001.350.228=0.308kN 非顶部立杆段 N = 4.193+0.470=4.663kN 顶部立杆段 N = 4.193+0.308=4.500kN 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 = 1.59 A 立杆净截面面积 (cm2)； A = 5.06 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.26 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 (

12、m)；参照扣件式规范2011，由公式计算 顶部立杆段：l0 = ku1(h+2a) (1) 非顶部立杆段：l0 = ku2h (2) k 计算长度附加系数，按照表5.4.6取值为1.155,当允许长细比验算时k取1； u1，u2 计算长度系数，参照扣件式规范附录C表； 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；顶部立杆段：a=0.2m时，u1=1.574,l0=3.454m； =3454/15.9=217.858 允许长细比(k取1) 0=217.858/1.155=188.622 210 长细比验算满足要求! =0.155 =1.004500/(0.155505.

13、5)=57.557N/mm2a=0.5m时，u1=1.241,l0=3.583m； =3583/15.9=226.010 允许长细比(k取1) 0=226.010/1.155=195.680 210 长细比验算满足要求! =0.143 =1.004500/(0.143505.5)=62.398N/mm2依据规范做承载力插值计算 a=0.200时，=57.557N/mm2,立杆的稳定性计算 f,满足要求!非顶部立杆段：u2=1.951,l0=3.380m； =3380/15.9=213.189 允许长细比(k取1) 0=213.189/1.155=184.579 210 长细比验算满足要求! =

14、0.160 =1.004663/(0.160505.5)=57.651N/mm2,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=1.40.6Wklah2/10其中 Wk 风荷载标准值(kN/m2)； Wk=uzusw0 = 0.3001.2500.600=0.225kN/m2 h 立杆的步距，1.50m； la 立杆纵向间距(梁截面方向)，0.40m； lb 立杆横向间距，1.00m； Nw 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；风荷载产生的弯矩 Mw=1.40.60.2250.4001.5001.500/10=0.04

15、3kN.m；风荷载设计值产生的立杆段轴力 Nwk计算公式 Nwk=(6n/(n+1)(n+2)*MTk/B其中 MTk 模板支撑架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值(kN.m)，由公式计算：MTk = 0.5H2lawfk + HlaHmwmk B 模板支撑架横向宽度(m)； n 模板支撑架计算单元立杆横向跨数； Hm 模板支撑架顶部竖向栏杆围挡(模板)的高度(m)。 MTk = 0.2252.60.40(0.52.6+0.60)=0.445kN.m Nwk = 68/(8+1)/(8+2)(0.445/8.00)=0.030kN Nw 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值； 顶部立杆Nw=

16、4.193+1.3500.228+ 1.40.60.030=4.525kN 非顶部立杆Nw=4.193+1.3500.348+ 1.40.60.030=4.688kN顶部立杆段：a=0.2m时，u1=1.574,l0=3.454m； =3454/15.9=217.858 允许长细比(k取1) 0=217.858/1.155=188.622 210 长细比验算满足要求! =0.155 =1.004525/(0.155505.5)+1.0043000/5262=65.956N/mm2a=0.5m时，u1=1.241,l0=3.583m； =3583/15.9=226.010 允许长细比(k取1)

17、0=226.010/1.155=195.680 210 长细比验算满足要求! =0.143 =1.004525/(0.143505.5)+1.0043000/5262=70.824N/mm2依据规范做承载力插值计算 a=0.200时，=65.956N/mm2,立杆的稳定性计算 f,满足要求!非顶部立杆段：u2=1.951,l0=3.38m； =3380/15.9=213.189 允许长细比(k取1) 0=213.189/1.155=184.579 210 长细比验算满足要求! =0.160 =1.004688/(0.160505.5)+1.0043000/5262=66.040N/mm2立杆的

18、稳定性计算 f,满足要求!2、按模板规范计算立杆稳定性：不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为： 其中 N 立杆的轴心压力最大值，它包括： 横杆的最大支座反力 N1=4.193kN (已经包括组合系数) 脚手架钢管的自重 N2 = 1.001.350.1342.600=0.470kN N = 4.193+0.470=4.663kN i 计算立杆的截面回转半径，i=1.59cm； A 立杆净截面面积，A=5.055cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.262cm3； 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.

19、20m； h 最大步距，h=1.50m； l0 计算长度，取1.500+20.200=1.900m； 长细比，为1900/15.9=120 150 满足要求! 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到0.458；经计算得到=1.004663/(0.458505.5)=20.140N/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=1.40.6Wklah2/10其中 Wk 风荷载标准值(kN/m2)； Wk=uzusw0 = 0.3001.2500.600=0.225kN/m2 h 立杆的

20、步距，1.50m； la 立杆纵向间距(梁截面方向)，0.40m； lb 立杆横向间距，1.00m；风荷载产生的弯矩 Mw=1.40.60.2250.4001.5001.500/10=0.043kN.m；风荷载设计值产生的立杆段轴力 Nwk计算公式 Nwk=(6n/(n+1)(n+2)*MTk/B其中 MTk 模板支撑架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值(kN.m)，由公式计算：MTk = 0.5H2lawfk + HlaHmwmk B 模板支撑架横向宽度(m)； n 模板支撑架计算单元立杆横向跨数； Hm 模板支撑架顶部竖向栏杆围挡(模板)的高度(m)。 MTk = 0.2252.60.

21、40(0.52.6+0.60)=0.445kN.m Nwk = 68/(8+1)/(8+2)(0.445/8.00)=0.030kN Nw 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值； Nw = 4.193+1.3500.348+1.40.60.030=4.688kN经计算得到=1.004688/(0.458505.5)+1.0043000/5262=28.329N/mm2考虑风荷载时立杆的稳定性计算 f,满足要求!模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。六、模板支架整体稳定性计算依据规范GB51210-2016,模板支架应进行整体抗倾覆验算。支架的抗倾覆验算应满足下式要求：

22、MTMR式中： MT支架的倾覆力矩设计值； MR支架的抗倾覆力矩设计值。 抗倾覆力矩:MR=8.00020.400(0.870+0.200)+2(0.0008.0000.400)8.000/2=27.418kN.m倾覆力矩:MT=31.0000.445 = 1.334kN.m 模板支架整体抗倾覆验算 MT MR，满足整体稳定性要求！七、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 pk=N/Ag ufa其中 pk 脚手架立杆基础底面处的平均压力设计值，pk =N/Ag=18.65 (kPa) N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 N = 4.66kN Ag 基础底面面积 (m2)；Ag = 0.25 u 永久荷载和可变荷载分项系数加权平均值，u = 1.363 fa 地基承载力设计值 (kN/m2)；fa = 68.00地基承载力设计值应按下式计算 fa = mf fak其中 mf 脚手架地基承载力调整系数；mf = 0.40 fak 地基承载力标准值；fak = 170.00地基承载力的计算满足要求!模板支撑架计算满足要求！