碗扣鋼管計(jì)算

1、碗扣鋼管樓板模板支架計(jì)算書依據(jù)規(guī)范:建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ166-2008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3.6m，立桿的縱距 b=1.20m，立桿的橫距 l=1.20m，立桿的步距 h=1.50m。面板厚度15mm，剪切強(qiáng)度1.4N/mm2，抗彎強(qiáng)度15.

2、0N/mm2，彈性模量6000.0N/mm2。木方3580mm，間距300mm，木方剪切強(qiáng)度1.6N/mm2，抗彎強(qiáng)度15.0N/mm2，彈性模量9000.0N/mm2。梁頂托采用9595mm木方。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。 圖1 樓板支撐架立面簡(jiǎn)圖 圖2 樓板支撐架荷載計(jì)算單元采用的鋼管類型為483.0。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

3、。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q1 = 25.1000.2001.200+0.2001.200=6.264kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q2 = (0.000+2.500)1.200=3.000kN/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 = 120.001.501.50/6 = 45.00cm3； 截面慣性矩 I = bh3/12 = 120.001.501.501.50/12 = 33.75cm4；式中：b為板截面寬度，h為板截面高度。(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

4、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(1.206.264+1.403.000)0.3000.300=0.105kN.m經(jīng)計(jì)算得到面板抗彎強(qiáng)度計(jì)算值 f = 0.10510001000/45000=2.343N/mm2面板的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 f f,滿足要求!(2)抗剪計(jì)算 T = 3Q/2bh T其中最大剪力 Q=0.600(1.206.264+1.43.000)0.300=2.109kN截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值 T=32109.0/(21200.0

5、0015.000)=0.176N/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 = 0.6776.2643004/(1006000)=0.170mm面板的最大撓度小于300.0/250,滿足要求!二、模板支撐木方的計(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 = 25.1000.2000.300=1.506kN/m(2)模板的自重線荷載(kN/m)： q12 = 0.2000.300=0.060kN/m(3)活荷載

6、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)0.300=0.750kN/m靜荷載 q1 = 1.201.506+1.200.060=1.879kN/m活荷載 q2 = 1.400.750=1.050kN/m計(jì)算單元內(nèi)的木方集中力為(1.050+1.879)1.200=3.515kN2.木方的計(jì)算按照三跨連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算公式如下:均布荷載 q = P/l = 3.515/1.200=2.929kN/m最大彎矩 M = 0.1ql2=0.12.931.201.20=0.422kN.m最大剪力 Q=0.6ql = 0.61.20

7、02.929=2.109kN最大支座力 N=1.1ql = 1.11.2002.929=3.867kN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 = 3.508.008.00/6 = 37.33cm3； 截面慣性矩 I = bh3/12 = 3.508.008.008.00/12 = 149.33cm4；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 =0.422106/37333.3=11.30N/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:

8、 Q = 0.6ql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=32109/(23580)=1.130N/mm2截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 T=1.60N/mm2木方的抗剪強(qiáng)度計(jì)算滿足要求!(3)木方撓度計(jì)算撓度計(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=1.566kN/m最大變形v=0.677ql4/100EI=0.6771.5661200.04/(1009000.00.0)=1.636mm木方的最大撓度小于1200.0/250,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

9、取木方的支座力 P= 3.867kN均布荷載取托梁的自重 q= 0.087kN/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)經(jīng)過計(jì)算得到最大彎矩 M= 1.926kN.m經(jīng)過計(jì)算得到最大支座 F= 17.175kN經(jīng)過計(jì)算得到最大變形 V= 1.666mm頂托梁的截面力學(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 = 9.509.509.50/6 = 142.90cm3； 截面慣性矩 I = bh3/12 = 9.509.509.509

10、.50/12 = 678.76cm4；式中：b為板截面寬度，h為板截面高度。(1)頂托梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f = M/W =1.926106/.8=13.48N/mm2頂托梁的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于15.0N/mm2,滿足要求!(2)頂托梁抗剪計(jì)算截面抗剪強(qiáng)度必須滿足: T = 3Q/2bh T截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值 T=39390/(29595)=1.561N/mm2截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 T=1.60N/mm2頂托梁的抗剪強(qiáng)度計(jì)算滿足要求!(3)頂托梁撓度計(jì)算 最大變形 v =1.666mm頂托梁的最大撓度小于1200.0/250,滿足要求!四、模板支架荷載標(biāo)準(zhǔn)值(立桿軸力)作用于模板支架的荷載

11、包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。1.靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1)腳手架的自重(kN)： NG1 = 0.1513.600=0.544kN(2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.2001.2001.200=0.288kN(3)鋼筋混凝土樓板自重(kN)： NG3 = 25.1000.2001.2001.200=7.229kN經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = (NG1+NG2+NG3)= 8.060kN。2.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。經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = (2.500+0.000)1.2001.200=3.600kN3.不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值

12、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 = 14.71kN 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=4.239cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3； f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(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+20.200=1.900m； 由長(zhǎng)細(xì)比，為1900/16=119； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)

13、細(xì)比 l0/i 查表得到0.458；經(jīng)計(jì)算得到=14712/(0.458424)=75.780N/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計(jì)算公式 MW=1.4Wklal02/8-Prl0/4風(fēng)荷載產(chǎn)生的內(nèi)外排立桿間橫桿的支撐力 Pr計(jì)算公式 Pr=51.4Wklal0/16其中 Wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)； Wk=uzusw0 = 0.3000.6500.241=0.047kN/m2 h 立桿的步距，1.50m； la 立桿迎風(fēng)面的間距，1.20m； lb 與迎風(fēng)面垂直方向的立桿間距，1.20m；風(fēng)荷載產(chǎn)生的內(nèi)外排立桿間橫桿的支撐力 Pr=51.40.0471.2001.900/16=0.047kN.m；風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩 Mw=1.40.0471.2001.9001.900/8-0.0471.900/4=0.013