梁模板扣件钢管支撑架计算书.doc

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1、|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/mm 2 ，钢管强度折减系数取1.00。 模板支架搭设高度为6.0m， 梁截面 BD=800mm600mm，立杆的纵距(跨度方

2、向) l=0.40m，立杆的步距 h=0.90m， 梁底增加3道承重立杆。 面板厚度15mm，剪切强度1.4N/mm 2 ，抗弯强度17.0N/mm 2 ，弹性模量9000.0N/mm 2 。 内龙骨采用40.80.mm木方。 木方剪切强度1.7N/mm 2 ，抗弯强度17.0N/mm 2 ，弹性模量9000.0N/mm 2 。 梁底支撑龙骨长度 1.20m。 顶托梁采用双钢管：482.8。 梁底承重杆按照布置间距250,350,350mm计算。 模板自重0.20kN/m 2 ，混凝土钢筋自重25.50kN/m 3 。 振捣混凝土荷载标准值2.00kN/m 2 ， 施工均布荷载标准值11.00

3、kN/m 2 。其中：施工均布荷载标准值2.5，最大楼板跨度 3.7m：3.7/2（楼板长）1（楼板宽）0.15（楼板厚）25.5（钢筋混凝土自重）1.2（安 全系数）=8.5。|扣件计算折减系数取1.00。6000 900 600 800 250 350 350 250 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(25.500.60+0.20)+1.4011.00=34.000kN/m 2 由永久荷载效应控制的组合S=1.3525.500.60+0.71.4011.00=31.435kN/m 2 由于可变

4、荷载效应控制的组合S最大， 永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.40 采用的钢管类型为482.8。 钢管惯性矩计算采用 I=(D 4 -d 4 )/64，抵抗距计算采用 W=(D 4 -d 4 )/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。模板面板的按照三跨连续梁计算。 静荷载标准值 q1 = 25.5000.6000.800+0.2000.800=12.400kN/m 活荷载标准值 q2 = (2.000+11.000)0.800=10.400kN/m 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

5、W = 30.00cm 3 ； 截面惯性矩 I = 22.50cm 4 ；|(1)抗弯强度计算f = 0 M / W f 其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm 2 )； 0 结构重要性系数；M 面板的最大弯距(N.mm)；W 面板的净截面抵抗矩；f 面板的抗弯强度设计值，取17.00N/mm 2 ；M = 0.100ql 2 其中 q 荷载设计值(kN/m)； 经计算得到 M = 0.100(1.2012.400+1.4010.400)0.2000.200=0.118kN.m 经计算得到面板抗弯计算强度 f = 0 M/W = 1.000.11810001000/30000=3.925N/

6、mm 2 面板的抗弯强度验算 f f,满足要求! (2)抗剪计算 0 T = 3 0 Q/2bh T 其中最大剪力 Q=0.600(1.2012.400+1.4010.400)0.200=3.533kN截面抗剪强度计算值 T=31.003533.0/(2800.00015.000)=0.442N/mm 2截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm 2 面板抗剪强度验算小于 T，满足要求! (3)挠度计算v = 0.677ql 4/ 100EI v = l / 250 面板最大挠度计算值 v = 0.67712.400200 4 /(1009000225000)=0.066mm 面板的最大挠度小于

7、200.0/250,满足要求!|二、梁底支撑龙骨的计算 （一）梁底龙骨计算 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)：q 1= 25.5000.6000.200=3.060kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m)：q 2= 0.2000.200(20.600+0.800)/0.800=0.100kN/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 P 1= (11.000+2.000)0.8000.200=2.080kN 均布荷载 q = 1.203.060+1.200.100=3.79

8、2kN/m 集中荷载 P = 1.402.080=2.912kN250 350 350 2502.91kN3.79kN/m A B龙骨计算简图0.031 0.056龙骨弯矩图(kN.m)|0.00 0.00 0.00 0.19 0.52 0.81 0.81 0.52 0.19 0.00 0.00 0.00龙骨剪力图(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：250 350 350 2503.16kN/m A B变形计算受力图0.000 0.015龙骨变形图(mm) 经过计算得到从左到右各支座力分别为N 1 =0.708kNN 2 =4.530kNN 3 =0.708

9、kNN 4 =0.000kNN 5 =0.000kN 经过计算得到最大弯矩 M= 0.055kN.m 经过计算得到最大支座 F= 4.530kN 经过计算得到最大变形 V= 0.015mm 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 = 42.67cm 3 ；|截面惯性矩 I = 170.67cm 4 ； (1)龙骨抗弯强度计算 抗弯计算强度 f = 0 M/W = 1.000.05510 6 /42666.7=1.29N/mm 2 龙骨的抗弯计算强度小于17.0N/mm 2 ,满足要求! (2)龙骨抗剪计算 截面抗剪强度必须满足: 0 T = 3 0

10、Q/2bh T 截面抗剪强度计算值 T=31.000.809/(240.0080.00)=0.379N/mm 2 截面抗剪强度设计值 T=1.70N/mm 2 龙骨的抗剪强度计算满足要求! (3)龙骨挠度计算 最大变形 v =0.015mm 龙骨的最大挠度小于350.0/400(木方时取250),满足要求! （二）梁底顶托梁计算 托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。 均布荷载取托梁的自重 q= 0.075kN/m。400 400 4004.53kN 4.53kN 4.53kN 4.53kN 4.53kN 4.53kN 4.53kN A B托梁计算简图0.317 0.272托梁弯矩图(kN.

11、m)|1.59 1.59 2.94 2.94 2.27 2.27 2.27 2.27 2.94 2.94 1.59 1.59托梁剪力图(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：400 400 4001.35kN 1.35kN 1.35kN 1.35kN 1.35kN 1.35kN 1.35kN A B托梁变形计算受力图0.024 0.001托梁变形图(mm) 经过计算得到最大弯矩 M= 0.317kN.m 经过计算得到最大支座 F= 9.740kN 经过计算得到最大变形 V= 0.024mm 顶托梁的截面力学参数为 截面抵抗矩 W = 8.50cm 3 ； 截面惯

12、性矩 I = 20.39cm 4 ； (1)顶托梁抗弯强度计算 抗弯计算强度 f = 0 M/W = 1.000.31710 6 /8496.0=35.54N/mm 2 顶托梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm 2 ,满足要求! (2)顶托梁挠度计算 最大变形 v = 0.024mm|顶托梁的最大挠度小于400.0/400,满足要求! 三、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 N 1 =9.74kN (已经包括组合系数)脚手架钢管的自重 N 2= 1.001.200.869=1.

13、043kN顶部立杆段，脚手架钢管的自重 N 2= 1.001.200.203=0.243kN非顶部立杆段 N = 9.740+1.043=10.783kN顶部立杆段 N = 9.740+0.243=9.984kN 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l 0 /i 查表得到；i 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.60A 立杆净截面面积 (cm 2 )； A = 3.98W 立杆净截面抵抗矩(cm 3 )；W = 4.25 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm 2 )；f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm 2 ；l 0 计算长度 (m)； 参照扣件式规范2011，由公式

14、计算 顶部立杆段：l 0= ku 1 (h+2a) (1)非顶部立杆段：l 0= ku 2 h (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；u 1 ，u 2 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 = 0.50m； 顶部立杆段：a=0.2m时，u 1 =2.153,l 0 =3.233m；|=3233/16.0=201.904允许长细比(k取1) 0 =201.904/1.155=174.809 210 长细比验算满足要求!=0.178=1.009984/(0.178397.6)=140.715N

15、/mm 2 a=0.5m时，u 1 =1.532,l 0 =3.362m；=3362/16.0=209.976允许长细比(k取1) 0 =209.976/1.155=181.797 210 长细比验算满足要求!=0.166=1.009984/(0.166397.6)=151.264N/mm 2 依据规范做承载力插值计算 a=0.500时，=151.264N/mm 2 ,立杆的稳定性计算 f,满足要 求! 非顶部立杆段：u 2 =3.251,l 0 =3.379m；=3379/16.0=211.065允许长细比(k取1) 0 =211.065/1.155=182.740 210 长细比验算满足要

16、求!=0.163=1.0010783/(0.163397.6)=166.726N/mm 2 ,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 M W 计算公式M W =1.40.6W k l a h 2 /10 其中 W k 风荷载标准值(kN/m 2 )；W k =u z u s w 0= 0.3000.5100.127=0.019kN/m 2h 立杆的步距，0.90m；|l a 立杆纵向间距(梁截面方向)，0.40m；l b 立杆横向间距，1.20m；N w 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值； 风荷载产生的弯矩 M w =1.40.6

17、0.0190.4000.9000.900/10=0.002kN.m； 风荷载设计值产生的立杆段轴力 N wk 计算公式N wk =(6n/(n+1)(n+2)*M Tk /B 其中 M Tk 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： M Tk= 0.5H 2 l a w fk+ Hl a H m w mkB 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)。M Tk= 0.0196.00.40(0.56.0+0.60)=0.168kN.mN wk= 68/(8+1)/(8+2)(0.168/8.

18、00)=0.011kNN w 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；顶部立杆N w =9.740+1.2000.203+ 1.40.60.011=9.993kN非顶部立杆N w =9.740+1.2000.869+ 1.40.60.011=10.793kN 顶部立杆段：a=0.2m时，u 1 =2.153,l 0 =3.233m；=3233/16.0=201.904允许长细比(k取1) 0 =201.904/1.155=174.809 210 长细比验算满足要求!=0.178=1.009993/(0.178397.6)+1.002000/4247=141.221N/mm 2 a=0.5m时，u

19、1 =1.532,l 0 =3.362m；=3362/16.0=209.976允许长细比(k取1) 0 =209.976/1.155=181.797 210 长细比验算满足要求!=0.166=1.009993/(0.166397.6)+1.002000/4247=151.780N/mm 2 依据规范做承载力插值计算 a=0.500时，=151.780N/mm 2 ,立杆的稳定性计算 f,满足要 求!|非顶部立杆段：u 2 =3.251,l 0 =3.379m；=3379/16.0=211.065允许长细比(k取1) 0 =211.065/1.155=182.740 210 长细比验算满足要求!

20、=0.163=1.0010793/(0.163397.6)+1.002000/4247=167.245N/mm 2 立杆的稳定性计算 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 N 1 =9.740kN (已经包括组合系数)脚手架钢管的自重 N 2= 1.001.200.1456.000=1.043kNN = 9.740+1.043=10.783kNi 计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；A 立杆净截面面积，A=3.976cm 2 ；W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.247cm 3

21、 ；f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm 2 ；a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.50m；h 最大步距，h=0.90m；l 0 计算长度，取0.900+20.500=1.900m； 长细比，为1900/16.0=119 150 满足要求! 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l 0 /i 查表得到0.464； 经计算得到=1.0010783/(0.464397.6)=58.394N/mm 2 ,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 M W 计算公式M W =1.40.6W k

22、 l a h 2 /10 其中 W k 风荷载标准值(kN/m 2 )；W k =u z u s w 0= 0.3000.5100.127=0.019kN/m 2h 立杆的步距，0.90m；l a 立杆纵向间距(梁截面方向)，0.40m；l b 立杆横向间距，1.20m； 风荷载产生的弯矩 M w =1.40.60.0190.4000.9000.900/10=0.002kN.m； 风荷载设计值产生的立杆段轴力 N wk 计算公式N wk =(6n/(n+1)(n+2)*M Tk /B 其中 M Tk 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： M Tk= 0.5

23、H 2 l a w fk+ Hl a H m w mkB 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)。M Tk= 0.0196.00.40(0.56.0+0.60)=0.168kN.mN wk= 68/(8+1)/(8+2)(0.168/8.00)=0.011kNN w 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；N w= 9.740+1.2000.869+1.40.60.011=10.793kN 经计算得到=1.0010793/(0.464397.6)+1.002000/4247=58.818N/mm 2 考虑风荷载时立杆的稳定

24、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。 四、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：M T M R 式中： M T 支架的倾覆力矩设计值；M R 支架的抗倾覆力矩设计值。抗倾覆力矩: M R =8.000 2 0.400(1.810+0.200)+2(0.0008.0000.400)8.000/2=51.472kN.m 倾覆力矩: M T =31.0000.168 = 0.504kN.m模板支架整体抗倾覆验算 M T M R ，满足整体稳定性要求！ 架体计算满足要求！