梁模板扣件鋼管支撐架計算書.docx

PKPM軟件出品 安全設施計算軟件(2017)梁模板扣件鋼管支撐架計算書依據(jù)規(guī)范:建筑施工腳手架安全技術統(tǒng)一標準GB51210-2016建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范JGJ 130-2011建筑施工模板安全技術規(guī)范JGJ 162-2008建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2012鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2010建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-2011建筑施工木腳手架安全技術規(guī)范JGJ 164-2008計算參數(shù):鋼管強度為205.0 N/mm2，鋼管強度折減系數(shù)取1.00。模板支架搭設高度為6.0m，梁截面 BD=800mm600mm，立桿的縱距(跨度方向) l=0.40m，立桿的步距 h=0.90m，梁底增加3道承重立桿。面板厚度15mm，剪切強度1.4N/mm2，抗彎強度17.0N/mm2，彈性模量9000.0N/mm2。內龍骨采用40.80.mm木方。木方剪切強度1.7N/mm2，抗彎強度17.0N/mm2，彈性模量9000.0N/mm2。梁底支撐龍骨長度 1.20m。頂托梁采用雙鋼管：482.8。梁底承重桿按照布置間距250,350,350mm計算。模板自重0.20kN/m2，混凝土鋼筋自重25.50kN/m3。振搗混凝土荷載標準值2.00kN/m2，施工均布荷載標準值11.00kN/m2。其中：施工均布荷載標準值2.5，最大樓板跨度3.7m：3.7/2（樓板長）1（樓板寬）0.15（樓板厚）25.5（鋼筋混凝土自重）1.2（安全系數(shù)）=8.5。扣件計算折減系數(shù)取1.00。 圖1 梁模板支撐架立面簡圖按照GB51210規(guī)范6.1.11條規(guī)定確定荷載組合分項系數(shù)如下：由可變荷載效應控制的組合S=1.2(25.500.60+0.20)+1.4011.00=34.000kN/m2由永久荷載效應控制的組合S=1.3525.500.60+0.71.4011.00=31.435kN/m2由于可變荷載效應控制的組合S最大，永久荷載分項系數(shù)取1.2，可變荷載分項系數(shù)取1.40采用的鋼管類型為482.8。鋼管慣性矩計算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距計算采用 W=(D4-d4)/32D。一、模板面板計算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。模板面板的按照三跨連續(xù)梁計算。靜荷載標準值 q1 = 25.5000.6000.800+0.2000.800=12.400kN/m活荷載標準值 q2 = (2.000+11.000)0.800=10.400kN/m面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:本算例中，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:截面抵抗矩 W = 30.00cm3；截面慣性矩 I = 22.50cm4；(1)抗彎強度計算 f = 0M / W f其中 f 面板的抗彎強度計算值(N/mm2)； 0 結構重要性系數(shù)； M 面板的最大彎距(N.mm)； W 面板的凈截面抵抗矩； f 面板的抗彎強度設計值，取17.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷載設計值(kN/m)；經(jīng)計算得到 M = 0.100(1.2012.400+1.4010.400)0.2000.200=0.118kN.m經(jīng)計算得到面板抗彎計算強度 f = 0M/W = 1.000.11810001000/30000=3.925N/mm2面板的抗彎強度驗算 f f,滿足要求!(2)抗剪計算 0T = 30Q/2bh T其中最大剪力 Q=0.600(1.2012.400+1.4010.400)0.200=3.533kN 截面抗剪強度計算值 T=31.003533.0/(2800.00015.000)=0.442N/mm2截面抗剪強度設計值 T=1.40N/mm2面板抗剪強度驗算小于 T，滿足要求!(3)撓度計算 v = 0.677ql4 / 100EI v = l / 250面板最大撓度計算值 v = 0.67712.4002004/(1009000225000)=0.066mm面板的最大撓度小于200.0/250,滿足要求!二、梁底支撐龍骨的計算（一）梁底龍骨計算作用荷載包括梁與模板自重荷載，施工活荷載等。1.荷載的計算：(1)鋼筋混凝土梁自重(kN/m)： q1 = 25.5000.6000.200=3.060kN/m(2)模板的自重線荷載(kN/m)： q2 = 0.2000.200(20.600+0.800)/0.800=0.100kN/m(3)活荷載為施工荷載標準值與振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載(kN)：經(jīng)計算得到，活荷載標準值 P1 = (11.000+2.000)0.8000.200=2.080kN均布荷載 q = 1.203.060+1.200.100=3.792kN/m集中荷載 P = 1.402.080=2.912kN 龍骨計算簡圖 龍骨彎矩圖(kN.m) 龍骨剪力圖(kN)變形的計算按照規(guī)范要求采用靜荷載標準值，受力圖與計算結果如下： 變形計算受力圖 龍骨變形圖(mm)經(jīng)過計算得到從左到右各支座力分別為 N1=0.708kN N2=4.530kN N3=0.708kN N4=0.000kN N5=0.000kN經(jīng)過計算得到最大彎矩 M= 0.055kN.m經(jīng)過計算得到最大支座 F= 4.530kN經(jīng)過計算得到最大變形 V= 0.015mm龍骨的截面力學參數(shù)為本算例中，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:截面抵抗矩 W = 42.67cm3；截面慣性矩 I = 170.67cm4；(1)龍骨抗彎強度計算抗彎計算強度 f = 0M/W = 1.000.055106/42666.7=1.29N/mm2龍骨的抗彎計算強度小于17.0N/mm2,滿足要求!(2)龍骨抗剪計算截面抗剪強度必須滿足: 0T = 30Q/2bh T截面抗剪強度計算值 T=31.000.809/(240.0080.00)=0.379N/mm2截面抗剪強度設計值 T=1.70N/mm2龍骨的抗剪強度計算滿足要求!(3)龍骨撓度計算最大變形 v =0.015mm龍骨的最大撓度小于350.0/400(木方時取250),滿足要求!（二）梁底頂托梁計算托梁按照集中與均布荷載下多跨連續(xù)梁計算。均布荷載取托梁的自重 q= 0.075kN/m。 托梁計算簡圖 托梁彎矩圖(kN.m) 托梁剪力圖(kN)變形的計算按照規(guī)范要求采用靜荷載標準值，受力圖與計算結果如下： 托梁變形計算受力圖 托梁變形圖(mm)經(jīng)過計算得到最大彎矩 M= 0.317kN.m經(jīng)過計算得到最大支座 F= 9.740kN經(jīng)過計算得到最大變形 V= 0.024mm頂托梁的截面力學參數(shù)為截面抵抗矩 W = 8.50cm3；截面慣性矩 I = 20.39cm4；(1)頂托梁抗彎強度計算抗彎計算強度 f = 0M/W = 1.000.317106/8496.0=35.54N/mm2頂托梁的抗彎計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!(2)頂托梁撓度計算最大變形 v = 0.024mm頂托梁的最大撓度小于400.0/400,滿足要求!三、立桿的穩(wěn)定性計算1、按扣件腳手架規(guī)范計算立桿穩(wěn)定性：不考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算公式 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，它包括： 橫桿的最大支座反力 N1=9.74kN (已經(jīng)包括組合系數(shù)) 腳手架鋼管的自重 N2 = 1.001.200.869=1.043kN 頂部立桿段，腳手架鋼管的自重 N2 = 1.001.200.203=0.243kN 非頂部立桿段 N = 9.740+1.043=10.783kN 頂部立桿段 N = 9.740+0.243=9.984kN 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 查表得到； i 計算立桿的截面回轉半徑 (cm)；i = 1.60 A 立桿凈截面面積 (cm2)； A = 3.98 W 立桿凈截面抵抗矩(cm3)；W = 4.25 鋼管立桿抗壓強度計算值 (N/mm2)； f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2； l0 計算長度 (m)；參照扣件式規(guī)范2011，由公式計算 頂部立桿段：l0 = ku1(h+2a) (1) 非頂部立桿段：l0 = ku2h (2) k 計算長度附加系數(shù)，按照表5.4.6取值為1.155,當允許長細比驗算時k取1； u1，u2 計算長度系數(shù)，參照扣件式規(guī)范附錄C表； a 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a = 0.50m；頂部立桿段：a=0.2m時，u1=2.153,l0=3.233m； =3233/16.0=201.904 允許長細比(k取1) 0=201.904/1.155=174.809 210 長細比驗算滿足要求! =0.178 =1.009984/(0.178397.6)=140.715N/mm2a=0.5m時，u1=1.532,l0=3.362m； =3362/16.0=209.976 允許長細比(k取1) 0=209.976/1.155=181.797 210 長細比驗算滿足要求! =0.166 =1.009984/(0.166397.6)=151.264N/mm2依據(jù)規(guī)范做承載力插值計算 a=0.500時，=151.264N/mm2,立桿的穩(wěn)定性計算 f,滿足要求!非頂部立桿段：u2=3.251,l0=3.379m； =3379/16.0=211.065 允許長細比(k取1) 0=211.065/1.155=182.740 210 長細比驗算滿足要求! =0.163 =1.0010783/(0.163397.6)=166.726N/mm2,立桿的穩(wěn)定性計算 f,滿足要求!考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式為： 風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW計算公式 MW=1.40.6Wklah2/10其中 Wk 風荷載標準值(kN/m2)； Wk=uzusw0 = 0.3000.5100.127=0.019kN/m2 h 立桿的步距，0.90m； la 立桿縱向間距(梁截面方向)，0.40m； lb 立桿橫向間距，1.20m； Nw 考慮風荷載時，立桿的軸心壓力最大值；風荷載產(chǎn)生的彎矩 Mw=1.40.60.0190.4000.9000.900/10=0.002kN.m；風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段軸力 Nwk計算公式 Nwk=(6n/(n+1)(n+2)*MTk/B其中 MTk 模板支撐架計算單元在風荷載作用下的傾覆力矩標準值(kN.m)，由公式計算：MTk = 0.5H2lawfk + HlaHmwmk B 模板支撐架橫向寬度(m)； n 模板支撐架計算單元立桿橫向跨數(shù)； Hm 模板支撐架頂部豎向欄桿圍擋(模板)的高度(m)。 MTk = 0.0196.00.40(0.56.0+0.60)=0.168kN.m Nwk = 68/(8+1)/(8+2)(0.168/8.00)=0.011kN Nw 考慮風荷載時，立桿的軸心壓力最大值； 頂部立桿Nw=9.740+1.2000.203+ 1.40.60.011=9.993kN 非頂部立桿Nw=9.740+1.2000.869+ 1.40.60.011=10.793kN頂部立桿段：a=0.2m時，u1=2.153,l0=3.233m； =3233/16.0=201.904 允許長細比(k取1) 0=201.904/1.155=174.809 210 長細比驗算滿足要求! =0.178 =1.009993/(0.178397.6)+1.002000/4247=141.221N/mm2a=0.5m時，u1=1.532,l0=3.362m； =3362/16.0=209.976 允許長細比(k取1) 0=209.976/1.155=181.797 210 長細比驗算滿足要求! =0.166 =1.009993/(0.166397.6)+1.002000/4247=151.780N/mm2依據(jù)規(guī)范做承載力插值計算 a=0.500時，=151.780N/mm2,立桿的穩(wěn)定性計算 f,滿足要求!非頂部立桿段：u2=3.251,l0=3.379m； =3379/16.0=211.065 允許長細比(k取1) 0=211.065/1.155=182.740 210 長細比驗算滿足要求! =0.163 =1.0010793/(0.163397.6)+1.002000/4247=167.245N/mm2立桿的穩(wěn)定性計算 f,滿足要求!2、按模板規(guī)范計算立桿穩(wěn)定性：不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式為： 其中 N 立桿的軸心壓力最大值，它包括： 橫桿的最大支座反力 N1=9.740kN (已經(jīng)包括組合系數(shù)) 腳手架鋼管的自重 N2 = 1.001.200.1456.000=1.043kN N = 9.740+1.043=10.783kN i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.60cm； A 立桿凈截面面積，A=3.976cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.247cm3； f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2； a 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度，a=0.50m； h 最大步距，h=0.90m； l0 計算長度，取0.900+20.500=1.900m； 長細比，為1900/16.0=119 150 滿足要求! 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 查表得到0.464；經(jīng)計算得到=1.0010783/(0.464397.6)=58.394N/mm2,不考慮風荷載時立桿的穩(wěn)定性計算 f,滿足要求!考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式為： 風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW計算公式 MW=1.40.6Wklah2/10其中 Wk 風荷載標準值(kN/m2)； Wk=uzusw0 = 0.3000.5100.127=0.019kN/m2 h 立桿的步距，0.90m； la 立桿縱向間距(梁截面方向)，0.40m； lb 立桿橫向間距，1.20m；風荷載產(chǎn)生的彎矩 Mw=1.40.60.0190.4000.9000.900/10=0.002kN.m；風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段軸力 Nwk計算公