扣件钢管高架人防板模板计算书.doc

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1、扣件钢管高架人防板模板计算书(扣件钢管高架)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。一、参数信息:1.模板支架参数横向间距或排距(m):0.90；纵距(m):0.80；步距(m):1.50；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10；模板支架搭设高度(m):4.20；采用的钢管(mm):483.2 ；扣件连接方式:双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:0.80；板底支撑连接方式:方木支撑；2.荷载参数模板与木板自重(kN/m2):0.35

2、0；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000；施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500；4.材料参数面板采用胶合面板，厚度为18mm。面板弹性模量E(N/mm2):9500；面板抗弯强度设计值(N/mm2):13；板底支撑采用方木；木方弹性模量E(N/mm2):9500.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000；木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400；木方的间隔距离(mm):250.000；木方的截面宽度(mm):50.00；木方的截面高度(mm):100.00；5.楼板参数钢筋级别:三级钢HRB 400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi)；楼板混凝土

3、强度等级:C25；每层标准施工天数:8；每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):360.000；楼板的计算宽度(m):4.00；楼板的计算厚度(mm):250.00；楼板的计算长度(m):4.50；施工平均温度():15.000； 图2 楼板支撑架荷载计算单元二、模板面板计算:面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度，取单位宽度1m的面板作为计算单元 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W = 1001.82/6 = 54 cm3；I = 1001.83/12 = 48.6 cm4；模板面板的按照三跨连续梁计算。 面板计算简图1、荷载计算(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m)

4、：q1 = 250.251+0.351 = 6.6 kN/m；(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN)：q2 = 2.51= 2.5 kN/m；2、强度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: 其中：q=1.26.6+1.42.5= 11.42kN/m最大弯矩M=0.111.420.252= 0.071 kNm；面板最大应力计算值 = 71375/54000 = 1.322 N/mm2；面板的抗弯强度设计值 f=13 N/mm2；面板的最大应力计算值为 1.322 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!3、挠度计算挠度计算公式为 其

5、中q = 6.6kN/m面板最大挠度计算值 v = 0.6776.62504/(10095004166666.667)=0.004 mm； 面板最大允许挠度 V=250/ 250=1 mm；面板的最大挠度计算值 0.004 mm 小于 面板的最大允许挠度 1 mm,满足要求!三、模板支撑方木的计算:方木按照简支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=51010/6 = 83.33 cm3；I=5101010/12 = 416.67 cm4； 方木楞计算简图1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q1= 250.250.25 = 1.562 kN/m；(2)模板的自重线荷载(kN

6、/m):q2= 0.350.25 = 0.088 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载(kN)：p1 = (2.5+2)0.80.25 = 0.9 kN；2.方木抗弯强度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下: 均布荷载 q = 1.2(1.562 + 0.088) = 1.98 kN/m；集中荷载 p = 1.40.9=1.26 kN；最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.260.8 /4 + 1.980.82/8 = 0.41 kN.m；最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.26/2 + 1.980.

7、8/2 = 1.422 kN ；方木的最大应力值 = M / w = 0.41106/83.333103 = 4.925 N/mm2；方木抗弯强度设计值 f=13.0 N/mm2；方木的最大应力计算值为 4.925 N/mm2 小于 方木的抗弯强度设计值 13.0 N/mm2，满足要求!3.方木抗剪验算：最大剪力的计算公式如下: Q = ql/2 + P/2截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T其中最大剪力: V = 0.81.98/2+1.26/2 = 1.422 kN；方木受剪应力计算值 T = 3 1422/(2 50 100) = 0.427 N/mm2；方木抗剪强度设计值

8、T = 1.4 N/mm2；方木受剪应力计算值为 0.427 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2，满足要求!4.方木挠度验算: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: 均布荷载 q = q1 + q2 = 1.562+0.088=1.65 kN/m；集中荷载 p = 0.9 kN；方木最大挠度计算值 V= 51.658004 /(38495004166666.67) +9008003 /( 4895004166666.67) = 0.465 mm；方木最大允许挠度值 V= 800/250=3.2 mm；方木的最大挠度计算值 0.465 mm

9、 小于 方木的最大允许挠度值 3.2 mm,满足要求!四、木方支撑钢管计算:支撑钢管支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P = 1.980.8 + 1.26 = 2.844 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 = 0.932 kN.m ；最大变形 Vmax = 2.183 mm ；最大支座力 Qmax = 11.285 kN ；支撑钢管最大应力 = 0.932106/4730=196.94 N/mm2 ；支撑钢管抗

10、压强度设计值 f=205 N/mm2 ；支撑钢管的计算最大应力计算值 196.94 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度为 2.183 mm 小于900/150与10 mm,满足要求!五、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 。纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 11.285 kN；R 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 六、模板支架立杆

11、荷载标准值(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 = 0.1384.2 = 0.581 kN；钢管的自重计算参照扣件式规范附录A。(2)模板的自重(kN)：NG2 = 0.350.90.8 = 0.252 kN；(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3 = 250.250.90.8 = 4.5 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.333 kN；2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值 NQ = (2.5+2 ) 0.90.8 = 3.24

12、 kN；3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算N = 1.2NG + 1.4NQ = 10.936 kN；七、立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计算公式: 其中 N - 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 10.936 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(cm) ：i = 1.59 cm； A - 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.5 cm2； W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=4.73 cm3； - 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)； f- 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； L0

13、- 计算长度 (m)；如果完全参照扣件式规范，按下式计算 l0 = h+2a 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； a - 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.1 m；上式的计算结果：立杆计算长度 L0 = h+2a = 1.5+0.12 = 1.7 m；L0/i = 1700 / 15.9 = 107 ；由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.537 ；钢管立杆的最大应力计算值 ；=10935.936/（0.537450） = 45.255 N/mm2；钢管立杆的最大应力

14、计算值 = 45.255 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 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l0 = k1k2(h+2a) k1 - 计算长度附加系数按照表1取值1.243；k2 - 计算长度附加系数，h+2a = 1.7 按照表2取值1.001 ；上式的计算结果：立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.2431.001(1.5+0.12) = 2.115 m；Lo/i = 2115.213 / 15.9 = 133 ；由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.381 ；钢管立杆的最大应力计算值 ；

15、=10935.936/（0.381450） = 63.785 N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值 = 63.785 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！八、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 = fgkkc = 68 kpa； 其中，地基承载力标准值：fgk= 170 kpa ； 脚手架地基承载力调整系数：kc = 0.4 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =43.744 kpa ；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 10.936 kN；基础底面面积 ：A = 0.25 m2 。p=43.744 fg=68 kpa 。地基承载力满足要求！