扣件钢管架一层梁模板计算书.doc

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1、扣件钢管架一层梁模板计算书()因本工程梁支架高度大于4米，根据有关文献建议，如果仅按规范计算，架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了施工技术2002（3）：扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全中的部分内容。梁段:L2。 一、参数信息1.模板支撑及构造参数梁截面宽度 B(m):0.35；梁截面高度 D(m):1.20混凝土板厚度(mm):200.00；立杆梁跨度方向间距La(m):1.00；立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10；立杆步距h(m):1.50；梁支撑架搭设高度H(m)：5.10；梁两侧立柱间距(m):0.80；承重架支设:无承重立杆，方木支撑平行梁截面；板底承重立

2、杆横向间距或排距Lb(m):1.00；采用的钢管类型为483.2；扣件连接方式:双扣件，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):28.8；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/mm2)：1.7；面板类型：胶合面板；面板弹性模量

3、E(N/mm2)：9500.0；面板抗弯强度设计值fm(N/mm2)：13.0；4.梁底模板参数梁底方木截面宽度b(mm)：50.0；梁底方木截面高度h(mm)：100.0；梁底模板支撑的间距(mm)：300.0；面板厚度(mm)：18.0；5.梁侧模板参数主楞间距(mm)：500；次楞根数：4；穿梁螺栓水平间距(mm)：500；穿梁螺栓竖向根数：4；穿梁螺栓竖向距板底的距离为：200mm，200mm，200mm，200mm；穿梁螺栓直径(mm)：M12；主楞龙骨材料：木楞,，宽度50mm，高度100mm；主楞合并根数：2；次楞龙骨材料：木楞,，宽度50mm，高度100mm；二、梁模板荷载标准

4、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1.200m； 1- 外加剂影响修正系数，取1.200； 2- 混凝土坍落度影响修正系数，取1.1

5、50。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 50.994 kN/m2、28.800 kN/m2，取较小值28.800 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。次楞（内龙骨）的根数为4根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。 面板计算简图(单位：mm)1.强度计算跨中弯矩计算公式如下: 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 = 501.81.8

6、/6=27cm3； 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= 1.20.528.80.9=15.55kN/m； 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.40.520.9=1.26kN/m；q = q1+q2 = 15.552+1.260 = 16.812 kN/m；计算跨度(内楞间距): l = 333.33mm；面板的最大弯距 M= 0.116.812333.3332 = 1.87105N.mm；经计算得到，面板的受弯应力计算值: = 1.87105 / 2.70104=6.919N

7、/mm2；面板的抗弯强度设计值: f = 13N/mm2；面板的受弯应力计算值 =6.919N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 f=13N/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 = 28.80.5 = 14.4N/mm； l-计算跨度(内楞间距): l = 333.33mm； E-面板材质的弹性模量: E = 9500N/mm2； I-面板的截面惯性矩: I = 501.81.81.8/12=24.3cm4；面板的最大挠度计算值: = 0.67714.4333.334/(10095002.43105) = 0.521 mm；面板的最大容许挠度值: =

8、 l/250 =333.333/250 = 1.333mm；面板的最大挠度计算值 =0.521mm 小于 面板的最大容许挠度值 =1.333mm，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1根木楞，截面宽度50mm，截面高度100mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = 5010021/6 = 83.33cm3；I = 5010031/12 = 416.67cm4； 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， - 内楞弯曲应力计算值(N/mm2)； M - 内楞的最大弯距(

9、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 = (1.228.80.9+1.420.9)0.333=11.21kN/m； 内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm； 内楞的最大弯距: M=0.111.21500.002= 2.80105N.mm； 最大支座力:R=1.111.2080.5=6.164 kN；经计算得到，内楞的最大受弯应力计算值 = 2.80105/8.33104 = 3.362 N/mm2； 内楞的抗弯强度设计值: f = 17N/mm2；内楞最大受弯应力计算值 = 3.36

10、2 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值 f=17N/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： 10000N/mm2； q-作用在模板上的侧压力线荷载标准值： q =28.800.33= 9.60 N/mm； l-计算跨度(外楞间距)：l = 500mm； I-面板的截面惯性矩：I = 8.33106mm4；内楞的最大挠度计算值: = 0.6779.65004/(100100008.33106) = 0.049 mm；内楞的最大容许挠度值: = 500/250=2mm；内楞的最大挠度计算值 =0.049mm 小于 内楞的最大容许挠度值 =2mm，满足要求！

11、2.外楞计算外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力，取内楞的最大支座力6.164kN,按照集中荷载作用下的连续梁计算。本工程中，外龙骨采用2根木楞，截面宽度50mm，截面高度100mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = 5010022/6 = 166.67cm3；I = 5010032/12 = 833.33cm4； 外楞计算简图 外楞弯矩图(kN.m) 外楞变形图(mm)（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)。根据连续梁程序求得最大的弯矩为M= 1.23

12、3 kN.m 外楞最大计算跨度: l = 200mm；经计算得到，外楞的受弯应力计算值: = 1.23106/1.67105 = 7.397 N/mm2； 外楞的抗弯强度设计值: f = 17N/mm2；外楞的受弯应力计算值 =7.397N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 f=17N/mm2，满足要求！（2）.外楞的挠度验算根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.353 mm外楞的最大容许挠度值: = 200/250=0.8mm；外楞的最大挠度计算值 =0.353mm 小于 外楞的最大容许挠度值 =0.8mm，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；

13、A - 穿梁螺栓有效面积 (mm2)； f - 穿梁螺栓的抗拉强度设计值，取170 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 =28.80.50.3 =4.32 kN。穿梁螺栓最大容许拉力值: N = 17076/1000 = 12.92 kN；穿梁螺栓所受的最大拉力 N=4.32kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 N=12.92kN，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

14、计算。强度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。本算例中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 3501818/6 = 1.89104mm3； I = 350181818/12 = 1.70105mm4； 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 =300.00mm； q - 作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN/m)；新浇混凝土及钢筋荷载设

15、计值：q1: 1.2（24.00+1.50）0.351.200.90=11.57kN/m；模板结构自重荷载：q2:1.20.350.350.90=0.13kN/m；振捣混凝土时产生的荷载设计值：q3: 1.42.000.350.90=0.88kN/m；q = q1 + q2 + q3=11.57+0.13+0.88=12.58kN/m；跨中弯矩计算公式如下: Mmax = 0.1012.5810.32=0.113kN.m； =0.113106/1.89104=5.991N/mm2；梁底模面板计算应力 =5.991 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 f=13N/mm2，满足要求！2.

16、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)1.200+0.35）0.35= 10.83KN/m； l-计算跨度(梁底支撑间距): l =300.00mm； E-面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2；面板的最大允许挠度值: =300.00/250 = 1.200mm；面板的最大挠度计算值: = 0.67710.8323004/(10095001.70105)=0.368mm；面板的最大挠度计算值: =0.368mm 小于 面板的最大允许挠度值: = 300 /

17、250 = 1.2mm，满足要求！七、梁底支撑木方的计算计算简图如下： 1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)： q1= (24+1.5)1.20.3=9.18 kN/m；(2)模板的自重荷载(kN/m)： q2 = 0.350.3(21.2+0.35)/ 0.35=0.825 kN/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 P1 = (2.5+2)0.3=1.35 kN/m；2.木方的传递集中力验算：静荷载设计值 q=1.29.180+1.20.825=12.006 kN/m；活荷载设计值 P=1.41.350=1.890

18、kN/m；荷载设计值 q = 12.006+1.890 = 13.896 kN/m。本工程梁底支撑采用方木，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=51010/6 = 8.33101 cm3；I=510510/12 = 4.17102 cm4；3.支撑方木抗弯强度验算：最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，跨中最大弯距计算公式如下: 其中 a=(0.800-0.350)/2=0.225 m； c=0.350 m；跨中最大弯距 M=0.12513.8960.3500.350+0.513.8960.3500.225=0.760 kN.m；方木最大应力计算值 =759937.500/8.33

19、104=9.119 N/mm2；方木抗弯强度设计值 f=17.000 N/mm2； 方木最大应力计算值 9.119 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 f=17.000 N/mm2，满足要求！4.支撑方木抗剪验算：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 =13.8960.350/2=2.432 kN；方木受剪应力计算值 T=32431.800/(250.00100.00)=0.730 N/mm2；方木抗剪强度设计值 T=1.700 N/mm2；方木受剪应力计算值 0.730 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 T=1.700 N/mm2，满足要求！5.支撑方木挠

20、度验算：最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下: 线荷载 q = 9.180 + 0.825 = 10.005 kN/m；方木最大挠度 =10.005350.000(8800.0003-4350.0002800.000+350.0003)/(38410000.0004.17106)=0.820 mm；方木的挠度设计值 =800.000/250=3.200 mm；方木的最大挠度 =0.820 mm 小于 方木的最大允许挠度 =3.200 mm，满足要求！八、梁跨度方向钢管的计算作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。1.梁两侧

21、支撑钢管的强度计算：支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中力P= 2.432 KN. 支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kN.m) 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 = 0.819 kN.m ；最大变形 Vmax = 2.246 mm ；最大支座力 Rmax = 8.844 kN ；最大应力 = 0.819106 /(4.73103 )=173.067 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 173.067 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

22、大挠度Vmax=2.246mm小于1000/150与10 mm,满足要求!九、扣件抗滑移的计算: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承载力取值为12.80kN 。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12.80 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=7.295 kN；R 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计

23、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 - 立杆的轴心压力设计值，它包括： 横杆的最大支座反力： N1 =8.844 kN ； 脚手架钢管的自重： N2 = 1.20.1295.1=0.79 kN； 楼板的混凝土模板的自重： N3=1.2(1.00/2+(0.80-0.35)/2)1.000.35=0.305 kN； 楼板钢筋混凝土自重荷载: N4=1.2(1.00/2+(0.80-0.35)/2)1.000.200(1.50+24.00)=4.437 kN； N =8.844+0.79+0.304+4.437=14.375 kN； -

24、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； A - 立杆净截面面积 (cm2)： A = 4.5； W - 立杆净截面抵抗矩(cm3)：W = 4.73； - 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 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 =1.7；上式的计算结果：立杆计算长度 Lo

25、= k1uh = 1.1551.71.5 = 2.945 m；Lo/i = 2945.25 / 15.9 = 185 ；由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.209 ；钢管立杆受压应力计算值 ；=14375.465/(0.209450) = 152.849 N/mm2；钢管立杆稳定性计算 = 152.849 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由下式计算lo = k1k2(h+2a) (2)k1 - 计算长度附加系数按照表1取值1.167；k2 - 计算长度附加系数，h+2a = 1.7 按照表2取值1.004 ；上式的计算结果：立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.1671.004(1.5+0.12) = 1.992 m；Lo/i = 1991.836 / 15.9 = 125 ；由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.423 ；钢管立杆受压应力计算值 ；=14375.465/(0.423450) = 75.521 N/mm2；钢管立杆稳定性计算 = 75.521 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！