樓板模板扣件鋼管高支撐架計(jì)算書

1、安全設(shè)施計(jì)算軟件(2014) PKPM軟件出品樓板模板扣件鋼管高支撐架計(jì)算書依據(jù)規(guī)范:建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范JGJ 162-2008建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2011建筑施工木腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ 164-2008計(jì)算參數(shù):鋼管強(qiáng)度為205.0 N/mm2，鋼管強(qiáng)度折減系數(shù)取1.00。模板支架搭設(shè)高度為3.2m，立桿的縱距 b=1.40m，立桿的橫距 l=1.40m，立桿的步距 h=1.50m。面板厚度18mm，剪切強(qiáng)度1.4N/mm2，抗彎強(qiáng)度15.0N/m

2、m2，彈性模量6000.0N/mm2。木方50×100mm，間距100mm，木方剪切強(qiáng)度1.3N/mm2，抗彎強(qiáng)度15.0N/mm2，彈性模量9000.0N/mm2。梁頂托采用雙鋼管48×2.8mm。模板自重0.20kN/m2，混凝土鋼筋自重25.10kN/m3。傾倒混凝土荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.00kN/m2，施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.50kN/m2?？奂?jì)算折減系數(shù)取1.00。 圖 樓板支撐架立面簡(jiǎn)圖 圖 樓板支撐架立桿穩(wěn)定性荷載計(jì)算單元按照模板規(guī)范4.3.1條規(guī)定確定荷載組合分項(xiàng)系數(shù)如下：由可變荷載效應(yīng)控制的組合S=1.2×(25.10×0.10+0.20)+1

3、.40×2.50=6.752kN/m2由永久荷載效應(yīng)控制的組合S=1.35×25.10×0.10+0.7×1.40×2.50=5.839kN/m2由于可變荷載效應(yīng)控制的組合S最大，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.40采用的鋼管類型為48×2.8。鋼管慣性矩計(jì)算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距計(jì)算采用 W=(D4-d4)/32D。一、模板面板計(jì)算面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和剛度。模板面板的按照三跨連續(xù)梁計(jì)算?？紤]0.9的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q1 = 0.9×(25.100×0.1

4、00×1.400+0.200×1.400)=3.415kN/m考慮0.9的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q2 = 0.9×(0.000+2.500)×1.400=3.150kN/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 = bh2/6 = 140.00×1.80×1.80/6 = 75.60cm3； 截面慣性矩 I = bh3/12 = 140.00×1.80×1.80×1.80/12 = 68.04cm4；式中：b為板截面寬度，h為板截面高度。

5、(1)抗彎強(qiáng)度計(jì)算 f = M / W < f其中 f 面板的抗彎強(qiáng)度計(jì)算值(N/mm2)； 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(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取15.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷載設(shè)計(jì)值(kN/m)；經(jīng)計(jì)算得到 M = 0.100×(1.20×3.415+1.40×3.150)×0.100×0.100=0.009kN.m經(jīng)計(jì)算得到面板抗彎強(qiáng)度計(jì)算值 f = 0.009×1000×1000/75600=0.113N/mm2面板的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 f < f

6、,滿足要求!(2)抗剪計(jì)算 T = 3Q/2bh < T其中最大剪力 Q=0.600×(1.20×3.415+1.4×3.150)×0.100=0.510kN截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值 T=3×510.0/(2×1400.000×18.000)=0.030N/mm2截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 T=1.40N/mm2面板抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 T < T，滿足要求!(3)撓度計(jì)算 v = 0.677ql4 / 100EI < v = l / 250面板最大撓度計(jì)算值 v = 0.677×3.415×1004/(10

7、0×6000×680400)=0.001mm面板的最大撓度小于100.0/250,滿足要求!(4) 2.5kN集中荷載作用下抗彎強(qiáng)度計(jì)算經(jīng)過計(jì)算得到面板跨中最大彎矩計(jì)算公式為 M = 0.2Pl+0.08ql2面板的計(jì)算寬度為3600.000mm集中荷載 P = 2.5kN考慮0.9的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q = 0.9×(25.100×0.100×3.600+0.200×3.600)=8.780kN/m面板的計(jì)算跨度 l = 100.000mm經(jīng)計(jì)算得到 M = 0.200×0.9×1.40×2.

8、5×0.100+0.080×1.20×8.780×0.100×0.100=0.071kN.m經(jīng)計(jì)算得到面板抗彎強(qiáng)度計(jì)算值 f = 0.071×1000×1000/75600=0.945N/mm2面板的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 f < f,滿足要求!二、支撐木方的計(jì)算木方按照均布荷載計(jì)算。1.荷載的計(jì)算(1)鋼筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.100×0.100×0.100=0.251kN/m(2)模板的自重線荷載(kN/m)： q12 = 0.200×0.100=0.020kN/m(3)

9、活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載(kN/m)：經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q2 = (2.500+0.000)×0.100=0.250kN/m考慮0.9的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，靜荷載 q1 = 0.9×(1.20×0.251+1.20×0.020)=0.293kN/m考慮0.9的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，活荷載 q2 = 0.9×1.40×0.250=0.315kN/m計(jì)算單元內(nèi)的木方集中力為(0.315+0.293)×1.400=0.851kN2.木方的計(jì)算按照簡(jiǎn)支梁計(jì)算，計(jì)算公式如下:均布荷載 q = P/l = 0.851/1

10、.400=0.608kN/m最大彎矩 M = 0.125ql2=0.125×0.61×1.40×1.40=0.149kN.m最大剪力 Q=0.5ql = 0.5×1.400×0.608=0.425kN最大支座力 N=1.0ql = 1.0×1.400×0.608=0.851kN木方的截面力學(xué)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 = bh2/6 = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3； 截面慣性矩 I = bh3/12 = 5.00×10.00

11、×10.00×10.00/12 = 416.67cm4；式中：b為板截面寬度，h為板截面高度。(1)木方抗彎強(qiáng)度計(jì)算抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f = M/W =0.149×106/83333.3=1.79N/mm2木方的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于15.0N/mm2,滿足要求!(2)木方抗剪計(jì)算最大剪力的計(jì)算公式如下: Q = 0.5ql截面抗剪強(qiáng)度必須滿足: T = 3Q/2bh < T截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值 T=3×425/(2×50×100)=0.128N/mm2截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 T=1.30N/mm2木方的抗剪強(qiáng)度計(jì)算滿足要求!(3)木方撓度計(jì)算

12、撓度計(jì)算按照規(guī)范要求采用靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值，均布荷載通過變形受力計(jì)算的最大支座力除以木方計(jì)算跨度(即木方下小橫桿間距)得到q=0.244kN/m最大變形v=5ql4/384EI=5/3.84×0.244×1400.04/(100×9000.00×4166667.0)=0.325mm木方的最大撓度小于1400.0/250,滿足要求!(4)2.5kN集中荷載作用下抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩計(jì)算公式為 M = 0.25Pl+0.125ql2考慮荷載重要性系數(shù)0.9，集中荷載 P = 0.9×2.5kN經(jīng)計(jì)算得到 M = 0.250×1.40×

13、0.9×2.5×1.400+0.125×0.293×1.400×1.400=1.174kN.m抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f = M/W =1.174×106/83333.3=14.09N/mm2木方的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于15.0N/mm2,滿足要求!三、托梁的計(jì)算托梁按照集中與均布荷載下多跨連續(xù)梁計(jì)算。集中荷載取木方的支座力 P= 0.851kN均布荷載取托梁的自重 q= 0.075kN/m。 托梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 托梁彎矩圖(kN.m) 托梁剪力圖(kN)變形的計(jì)算按照規(guī)范要求采用靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值，受力圖與計(jì)算結(jié)果如下： 托梁變形計(jì)算受力圖 托梁變形圖(mm)

14、經(jīng)過計(jì)算得到最大彎矩 M= 1.686kN.m經(jīng)過計(jì)算得到最大支座 F= 13.220kN經(jīng)過計(jì)算得到最大變形 V= 2.201mm頂托梁的截面力學(xué)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(qiáng)度計(jì)算抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f = M/W =1.686×106/1.05/8496.0=189.00N/mm2頂托梁的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!(2)頂托梁撓度計(jì)算最大變形 v = 2.201mm頂托梁的最大撓度小于1400.0/400,滿足要求!四、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用于模板支架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。1

15、.靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1)腳手架鋼管的自重(kN)： NG1 = 0.152×3.200=0.487kN鋼管的自重計(jì)算參照扣件式規(guī)范附錄A 滿堂架自重標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)情況修改。(2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.200×1.400×1.400=0.392kN(3)鋼筋混凝土樓板自重(kN)： NG3 = 25.100×0.100×1.400×1.400=4.920kN考慮0.9的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，經(jīng)計(jì)算得到靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = 0.9×(NG1+NG2+NG3) = 5.219kN。2.活荷載為施工荷載標(biāo)

16、準(zhǔn)值與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載?？紤]0.9的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，經(jīng)計(jì)算得到活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = 0.9×(2.500+0.000)×1.400×1.400=4.410kN3.不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 N = 1.20NG + 1.40NQ五、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為： 其中 N 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N = 12.44kN i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm； A 立桿凈截面面積，A=3.974cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.248cm3； f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f = 205.00N/m

17、m2； a 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度，a=0.20m； h 最大步距，h=1.50m； l0 計(jì)算長(zhǎng)度，取1.500+2×0.200=1.900m； 長(zhǎng)細(xì)比，為1900/16.0=119 <150 長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算滿足要求! 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i 查表得到0.464；經(jīng)計(jì)算得到=12437/(0.464×397)=67.381N/mm2；不考慮風(fēng)荷載時(shí)立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 < f,滿足要求!考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為： 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW依據(jù)模板規(guī)范計(jì)算公式5.2.5-15: MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10其中 Wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)； Wk=uz×us×w0 = 0.300×1.250×0.600=0.225kN/m2 h 立桿的步距，1.50m； la 立桿迎風(fēng)面的間距，1.40m； lb 與迎風(fēng)面垂直方向的立桿間距，1.40m；風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩 Mw=0.9×0.9×1.4