碗扣式支架計(jì)算書-

1、 碗扣式腳手架支撐計(jì)算書編制依據(jù):支撐架的計(jì)算依據(jù)木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50005-2008、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001、建筑施工計(jì)算手冊(cè)江正榮著、(GB50017-2003等規(guī)范編制。一、綜合說明本工程模板支撐架高在5.0米范圍內(nèi),按5.0米高計(jì)算,為確保施工安全,編制本專項(xiàng)施工方案。二、搭設(shè)方案(一基本搭設(shè)參數(shù)模板支架高H為5.0m,立桿步距h(上下1水平桿軸線間的距離取1.8m,立桿縱距l(xiāng) a取1.50m,橫距l(xiāng) b取1.50m。立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)的自由長度a取0.1m。整個(gè)支架的簡(jiǎn)圖如下所示。 模板底部的方

2、木,截面寬100mm,高100mm,布設(shè)間距0.4m。(二材料及荷載取值說明本支撐架使用48×3鋼管,鋼管壁厚不得小于3mm,鋼管上嚴(yán)禁打孔;采用的扣件,不得發(fā)生破壞。模板支架承受的荷載包括模板及支架自重、新澆混凝土自重、鋼筋自重,以及施工人員及設(shè)備荷載、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載等。三、板模板支架的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性驗(yàn)算荷載首先作用在板底模板上,按照"底模底模方木/鋼管橫向水平鋼管可調(diào)托座立桿基礎(chǔ)"的傳力順序,分別進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。其中,取與底模方木平行的方向?yàn)榭v向。(一板底模板的強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算模板按三跨連續(xù)梁計(jì)算,如圖所示: (1荷載計(jì)算,按單位寬度折算

3、為線荷載。此時(shí),模板的截面抵抗矩為:w=1000×182/6=5.40×104mm3;模板自重標(biāo)準(zhǔn)值:x1=0.3×1=0.3kN/m;新澆混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值:x2=0.20×24×1=4.8kN/m;板中鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值:x3=0.20×1.1×1=0.22kN/m;施工人員及設(shè)備活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:x4=1×1=1kN/m;振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值:x5=2×1=2kN/m。以上1、2、3項(xiàng)為恒載,取分項(xiàng)系數(shù)1.35,4、5項(xiàng)為活載,取分項(xiàng)系數(shù)1.4,則底 模的荷載設(shè)計(jì)值為:g1=(x1+x2+x3

4、5;1.35=(0.3+4.8+0.22×1.35=7.182kN/m;q1=(x4+x5×1.4=(1+2×1.4=4.2kN/m;對(duì)荷載分布進(jìn)行最不利布置,最大彎矩取跨中彎矩和支座彎矩的較大值。 跨中最大彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖跨中最大彎矩計(jì)算公式如下:M1max=0.08g1l c2+0.1q1l c2=0.08×7.182×0.42+0.1×4.2×0.42=0.1592kN·m 支座最大彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖支座最大彎矩計(jì)算公式如下:M2max=-0.1g1l c2-0.117q1l c2=-0.1×7.182

5、15;0.42-0.117×4.2×0.42=-0.1935kN·m;經(jīng)比較可知,荷載按照?qǐng)D2進(jìn)行組合,產(chǎn)生的支座彎矩最大。M max=0.1935kN·m;(2底?？箯潖?qiáng)度驗(yàn)算取Max(M1max,M2max進(jìn)行底?？箯濖?yàn)算,即 =0.1935×106/(5.40×104=3.583N/mm2底模面板的受彎強(qiáng)度計(jì)算值=3.583N/mm2小于抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f m=15N/mm2,滿足要求。(3底模抗剪強(qiáng)度計(jì)算。荷載對(duì)模板產(chǎn)生的剪力為Q=0.6g1l c+0.617q1l c=0.6×7.182×0.4+0.617

6、×4.2×0.4=2.76kN;按照下面的公式對(duì)底模進(jìn)行抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算: =3×3899.97/(2×1000×18=0.325N/mm2;所以,底模的抗剪強(qiáng)度=0.325N/mm2小于抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f v=1.4N/mm2滿足要求。(4底模撓度驗(yàn)算模板彈性模量E=6000N/mm2;模板慣性矩I=1000×183/12=4.86×105mm4;根據(jù)JGJ130-2001,剛度驗(yàn)算時(shí)采用荷載短期效應(yīng)組合,取荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算,不乘分項(xiàng)系數(shù),因此,底模的總的變形按照下面的公式計(jì)算: =0.652mm;底模面板的撓度計(jì)算值=0.652

7、mm小于撓度設(shè)計(jì)值v=Min(400/150,10mm,滿足要求。(二底模方木的強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算按三跨連續(xù)梁計(jì)算(1荷載計(jì)算模板自重標(biāo)準(zhǔn)值:x1=0.3×0.4=0.12kN/m;新澆混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值:x2=0.20×24×0.4=1.92kN/m;板中鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值:x3=0.20×1.1×0.4=0.088kN/m;施工人員及設(shè)備活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:x4=1×0.4=0.4kN/m;振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值:x5=2×0.4=0.8kN/m;以上1、2、3項(xiàng)為恒載,取分項(xiàng)系數(shù)1.35,4、5項(xiàng)為活載,取分項(xiàng)系數(shù)1.4,則底模

8、的荷載設(shè)計(jì)值為:g2=(x1+x2+x3×1.35=(0.12+1.92+0.088×1.35=2.87kN/m;q2=(x4+x5×1.4=(0.4+0.8×1.4=1.68kN/m; 支座最大彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖支座最大彎矩計(jì)算公式如下:M max=-0.1×g2×la2-0.117×q2×la2=-0.1×2.87×1.52-0.117×1.68×1.52=-1.09kN·m;(2方木抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算方木截面抵抗矩W=bh2/6=100×1002/6=16.66

9、7×104mm3; =1.09×106/(16.667×104=6.54N/mm2;底模方木的受彎強(qiáng)度計(jì)算值=6.54N/mm2小于抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f m=13N/mm2,滿足要求。(3底模方木抗剪強(qiáng)度計(jì)算荷載對(duì)方木產(chǎn)生的剪力為Q=0.6g2l a+0.617q2l a=0.6×2.87×1.5+0.617×1.68×1.5=4.14kN;按照下面的公式對(duì)底模方木進(jìn)行抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算: =0.621N/mm2;所以,底模方木的抗剪強(qiáng)度=0.621N/mm2小于抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f v=1.3N/mm2滿足要求。(4底模方木撓度驗(yàn)算方木

10、彈性模量E=9000N/mm2;方木慣性矩I=200×1003/12=16.667×106mm4;根據(jù)JGJ130-2001,剛度驗(yàn)算時(shí)采用荷載短期效應(yīng)組合,取荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算, 不乘分項(xiàng)系數(shù),因此,方木的總的變形按照下面的公式計(jì)算:=0.521×(x1+x2+x3×la4/(100×E×I+0.192×(x4+x5×la4/(100×E×I=0.013mm;底模方木的撓度計(jì)算值=0.013mm小于撓度設(shè)計(jì)值v=Min(1500/150,10mm,滿足要求。(三托梁材料計(jì)算根據(jù)JGJ130-200

11、1,板底托梁按二跨連續(xù)梁驗(yàn)算,承受本身自重及上部方木小楞傳來的雙重荷載,如圖所示。 (1荷載計(jì)算材料自重:0.0384kN/m;(材料自重,近似取鋼管的自重,此時(shí),偏于保守方木所傳集中荷載:取(二中方木內(nèi)力計(jì)算的中間支座反力值,即p=1.1g2la+1.2q2la=1.1×2.87×1.5+1.2×1.68×1.5=7.76kN;按疊加原理簡(jiǎn)化計(jì)算,鋼管的內(nèi)力和撓度為上述兩荷載分別作用之和。(2強(qiáng)度與剛度驗(yàn)算托梁計(jì)算簡(jiǎn)圖、內(nèi)力圖、變形圖如下:托梁采用:木方:100×100mm;W=333.333×103mm3;I=1666.667&#

12、215;104mm4; 頂托計(jì)算簡(jiǎn)圖 頂托計(jì)算彎矩圖(kN·m 頂托計(jì)算變形圖(mm 頂托計(jì)算剪力圖(kN中間支座的最大支座力R max=21.314kN;托梁的最大應(yīng)力計(jì)算值=1.567×106/333.333×103=4.7N/mm2;托梁的最大撓度max=0.607mm;頂托的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f m=205N/mm2;托梁的最大應(yīng)力計(jì)算值=4.7N/mm2小于鋼管抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f m=205N/mm2,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度計(jì)算值=0.607小于最大允許撓度v=min1500/150,10 mm,滿足要求!(四立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 立桿計(jì)算簡(jiǎn)圖1、不組合風(fēng)荷載

13、時(shí),立桿穩(wěn)定性計(jì)算(1立桿荷載。根據(jù)規(guī)程,支架立桿的軸向力設(shè)計(jì)值N應(yīng)按下式計(jì)算:N=1.35N GK+1.4N QK其中N GK為模板及支架自重,顯然,最底部立桿所受的軸壓力最大。將其分成模板(通過頂托傳來的荷載和下部鋼管自重兩部分,分別計(jì)算后相加而得。模板所傳荷載就是頂部可調(diào)托座傳力,根據(jù)3.1.4節(jié),此值為F1=21.314kN。除此之外,根據(jù)規(guī)程條文說明4.2.1條,支架自重按模板支架高度乘以0.15kN/m 取值。故支架自重部分荷載可取為F2=0.15×5.0=0.75kN;立桿受壓荷載總設(shè)計(jì)值為:N ut=F1+F2×1.35=21.314+0.75×1

14、.35=22.327kN;其中1.35為下部鋼管自重荷載的分項(xiàng)系數(shù),F1因?yàn)橐呀?jīng)是設(shè)計(jì)值,不再乘分項(xiàng)系數(shù)。(2立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算。按下式驗(yàn)算 -軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細(xì)比按規(guī)程附錄C采用; A-立桿的截面面積,取4.24×102mm2;K H-高度調(diào)整系數(shù),建筑物層高超過4m時(shí),按規(guī)程5.3.4采用;計(jì)算長度l0按下式計(jì)算的結(jié)果取大值:l0=h+2a=1.8+2×0.1=2.0m;l0=kh=1.167×1.427×1.8=2.998m;式中:h-支架立桿的步距,取1.8m;a-模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長度,取0.1m;-模

15、板支架等效計(jì)算長度系數(shù),參照規(guī)程附表D-1,取1.427;k-計(jì)算長度附加系數(shù),按規(guī)程附表D-2取值為1.167;故l0取2.998m;=l0/i=2.998×103/15.9=189;查規(guī)程附錄C得=0.341;K H=1;=0.9×N/(AK H=1.05×22.327×103/(0.341×4.24×102×1=162.14N/mm2;立桿的受壓強(qiáng)度計(jì)算值=162.14N/mm2小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205N/mm2,滿足要求。2、組合風(fēng)荷載時(shí),立桿穩(wěn)定性計(jì)算(1立桿荷載。根據(jù)規(guī)程,支架立桿的軸向力設(shè)計(jì)值Nut取

16、不組合風(fēng)荷載時(shí)立桿受壓荷載總設(shè)計(jì)值計(jì)算。由前面的計(jì)算可知:N ut=22.327kN;風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算:W k=0.7zs Wo=0.7×0.74×0.273×0.9=0.127kN/m2;其中w0-基本風(fēng)壓(kN/m2,按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001的規(guī)定采用:w0=0.9kN/m2;z-風(fēng)荷載高度變化系數(shù),按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001的規(guī)定采用:z=0.74;s-風(fēng)荷載體型系數(shù):取值為0.273; M w=0.85×1.4×M wk=0.85×1.4×W k×l a×h2/10=0.85×1.4×0.127×1.5×1.82/10=0.073kN·m;(2立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 =1.05×N/(AK H+M w/W=1.05×22.327×103/(0.341×4.24×102×1+0.073×106/(4.49×103=178.4N/mm2;滿