梁模板扣件钢管高支撑架计算书修改.docx

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梁模板扣件钢管高支撑架计算书修改

梁模板扣件钢管高支撑架计算书

依据规范:

《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

《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》JGJ164-2008

计算参数:

钢管强度为205.0N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。

模板支架搭设高度为8.3m，

梁截面B×D=350mm×1200mm，立杆的纵距（跨度方向）l=1.00m，立杆的步距h=1.80m，

梁底增加1道承重立杆。

面板厚度12mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。

木方37×77mm，剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。

梁两侧立杆间距0.85m。

梁底按照均匀布置承重杆3根计算。

模板自重0.20kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3。

倾倒混凝土荷载标准值2.00kN/m2，施工均布荷载标准值0.00kN/m2。

地基承载力标准值140kN/m2，基础底面扩展面积0.300m2，地基承载力调整系数0.40。

扣件计算折减系数取1.20。

图1梁模板支撑架立面简图

按照模板规范4.3.1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×（25.50×1.20+0.20）+1.40×2.00=39.760kN/m2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.50×1.20+0.7×1.40×2.00=43.270kN/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0.7×1.40=0.98

采用的钢管类型为φ48×2.9。

钢管惯性矩计算采用I=π（D4-d4）/64，抵抗距计算采用W=π（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=25.500×1.200×1.000=30.600kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.200×1.000×（2×1.200+0.350）/0.350=1.571kN/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=（0.000+2.000）×0.350×1.000=0.700kN

考虑0.9的结构重要系数，均布荷载q=0.9×（1.35×30.600+1.35×1.571）=39.088kN/m

考虑0.9的结构重要系数，集中荷载P=0.9×0.98×0.700=0.617kN

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=bh2/6=100.00×1.20×1.20/6=24.00cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=100.00×1.20×1.20×1.20/12=14.40cm4；

式中：

b为板截面宽度，h为板截面高度。

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=1.344kN

N2=3.909kN

N3=3.793kN

N4=3.909kN

N5=1.344kN

最大弯矩M=0.032kN.m

最大变形V=0.014mm

（1）抗弯强度计算

经计算得到面板抗弯强度计算值f=M/W=0.032×1000×1000/24000=1.333N/mm2

面板的抗弯强度设计值[f]，取15.00N/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T=3Q/2bh=3×2076.0/（2×1000.000×12.000）=0.260N/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=0.014mm

面板的最大挠度小于87.5/250,满足要求!

二、梁底支撑木方的计算

梁底木方计算

按照三跨连续梁计算，计算公式如下:

均布荷载q=P/l=3.909/1.000=3.909kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×3.91×1.00×1.00=0.391kN.m

最大剪力Q=0.6ql=0.6×1.000×3.909=2.345kN

最大支座力N=1.1ql=1.1×1.000×3.909=4.300kN

木方的截面力学参数为

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=bh2/6=3.70×7.70×7.70/6=36.56cm3；

截面惯性矩I=bh3/12=3.70×7.70×7.70×7.70/12=140.76cm4；

式中：

b为板截面宽度，h为板截面高度。

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=M/W=0.391×106/36562.2=10.69N/mm2

木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!

（2）木方抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×2345/（2×37×77）=1.235N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求!

（3）木方挠度计算

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木方计算跨度（即木方下小横杆间距）

得到q=3.217kN/m

最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×3.217×1000.04/（100×9000.00×1407644.0）=1.719mm

木方的最大挠度小于1000.0/250,满足要求!

三、梁底支撑钢管计算

（一）梁底支撑横向钢管计算

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取木方支撑传递力。

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=0.353kN.m

最大变形vmax=0.063mm

最大支座力Qmax=13.246kN

抗弯计算强度f=M/W=0.353×106/4372.0=80.85N/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425.0/150与10mm,满足要求!

（二）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:

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,单扣件取9.60kN,双扣件取14.40kN；

　　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，R=13.25kN

单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,故采用双扣件,满足抗滑承载力要求!

五、立杆的稳定性计算

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=13.246kN（已经包括组合系数）

脚手架钢管的自重N2=0.9×1.35×0.116×8.300=1.175kN

N=13.246+1.175=14.420kN

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；

　　A——立杆净截面面积，A=4.107cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.372cm3；

[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=0.20m；

h——最大步距，h=1.80m；

l0——计算长度，取1.800+2×0.200=2.200m；

λ——长细比，为2200/16.0=138<150长细比验算满足要求!

φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.363；

经计算得到σ=14420/（0.363×411）=96.845N/mm2；

不考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ<[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依据模板规范计算公式5.2.5-15:

MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值（kN/m2）；

Wk=uz×us×w0=0.400×1.250×0.600=0.300kN/m2

h——立杆的步距，1.80m；

la——立杆迎风面的间距，0.85m；

lb——与迎风面垂直方向的立杆间距，1.00m；

风荷载产生的弯矩Mw=0.9×0.9×1.4×0.300×0.850×1.800×1.800/10=0.094kN.m；

Nw——考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值，参照模板规范公式5.2.5-14；

Nw=13.246+0.9×1.2×0.967+0.9×0.9×1.4×0.094/1.000=14.527kN

经计算得到σ=14527/（0.363×411）+94000/4372=118.988N/mm2；

考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

六、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

p≤fg

其中p——立杆基础底面的平均压力（kN/m2），p=N/A；p=48.07

N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值（kN）；N=14.42

A——基础底面面积（m2）；A=0.30

fg——地基承载力设计值（kN/m2）；fg=56.00

地基承载力设计值应按下式计算

fg=kc×fgk

其中kc——脚手架地基承载力调整系数；kc=0.40

fgk——地基承载力标准值；fgk=140.00

地基承载力的计算满足要求!

当梁的高宽比大于2.5时，水平支承梁的底面严禁支承在50mm宽的单托板面上；

4.水平支承梁的高宽比大于2.5时，应避免承受集中荷载。

现场按照JGJ130-2011中规定，

7.3.3底座安放应符合下列规定：

1底座、垫板均应准确地放在定位线上；

2垫板应采用长度不少于2跨、厚度不小于50mm、宽度不小200㎜的木垫板。

模板支撑架计算满足要求！