鋼管架(小梁)

1、梁模板(扣件鋼管架)計算書條條圍農(nóng)貿(mào)綜合市場（柳泉商廈）1、2樓工程，地下一層板梁板模板鋼管支撐取截面尺寸最常見的梁KL-8（300×950）計算該梁鋼管支撐搭設(shè)方案。梁段:KL-8。一、參數(shù)信息1.模板支撐及構(gòu)造參數(shù)梁截面寬度 B(m)：0.30；梁截面高度 D(m)：0.95；混凝土板厚度(mm)：250.00；立桿沿梁跨度方向間距La(m)：1.10；立桿上端伸出至模板支撐點長度a(m)：0.10；立桿步距h(m)：1.50；板底承重立桿橫向間距或排距Lb(m)：1.10；梁支撐架搭設(shè)高度H(m)：5.10；梁兩側(cè)立桿間距(m)：1.10；承重架支撐形式：梁底支撐小楞平行梁截面

2、方向；梁底增加承重立桿根數(shù)：1；采用的鋼管類型為48×3.5；立桿承重連接方式：可調(diào)托座；2.荷載參數(shù)新澆混凝土重力密度(kN/m3)：24.00；模板自重(kN/m2)：0.50；鋼筋自重(kN/m3):1.50；施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：2.0；新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：17.8；振搗混凝土對梁底模板荷載(kN/m2)：2.0；振搗混凝土對梁側(cè)模板荷載(kN/m2)：4.0；3.材料參數(shù)木材品種：柏木；木材彈性模量E(N/mm2)：9000.0；木材抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fc(N/mm)：16.0；木材抗彎強(qiáng)度設(shè)計值fm(N/mm2)：17.0；木材抗剪強(qiáng)度設(shè)計值fv

3、(N/mm2)：1.7；面板材質(zhì)：膠合面板；面板厚度(mm)：18.00；面板彈性模量E(N/mm2)：6000.0；面板抗彎強(qiáng)度設(shè)計值fm(N/mm2)：13.0；4.梁底模板參數(shù)梁底方木截面寬度b(mm)：80.0；梁底方木截面高度h(mm)：80.0；梁底模板支撐的間距(mm)：350.0；5.梁側(cè)模板參數(shù)次楞間距(mm)：350；主楞豎向根數(shù)：3；穿梁螺栓直徑(mm)：M12；穿梁螺栓水平間距(mm)：700；主楞到梁底距離依次是：30mm，200mm，400mm；主楞材料：圓鋼管；直徑(mm)：48.00；壁厚(mm)：3.50；主楞合并根數(shù)：2；次楞材料：木方；寬度(mm)：80.

4、00；高度(mm)：80.00；次楞合并根數(shù)：2；二、梁側(cè)模板荷載計算按施工手冊，新澆混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力，按下列公式計算，并取其中的較小值: F=0.22t12V1/2 F=H其中 - 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3； t - 新澆混凝土的初凝時間，取2.000h； T - 混凝土的入模溫度，取20.000； V - 混凝土的澆筑速度，取1.500m/h； H - 混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面總高度，取0.750m； 1- 外加劑影響修正系數(shù)，取1.200； 2- 混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取1.150。分別計算得 17.848 kN/m2、18.000 kN/

5、m2，取較小值17.848 kN/m2作為本工程計算荷載。三、梁側(cè)模板面板的計算面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗算其抗彎強(qiáng)度和剛度。強(qiáng)度驗算要考慮新澆混凝土側(cè)壓力和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；撓度驗算只考慮新澆混凝土側(cè)壓力。 面板計算簡圖(單位：mm)1.強(qiáng)度計算材料抗彎強(qiáng)度驗算公式如下: M/W < f其中，W - 面板的凈截面抵抗矩，W = 70×1.8×1.8/6=37.8cm3； M - 面板的最大彎矩(N·mm)； - 面板的彎曲應(yīng)力計算值(N/mm2)； f - 面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm2)；按照均布活荷載最不利布置下的三跨連續(xù)梁計算：Mmax = 0.

6、1q1l2+0.117q2l2其中 ，q - 作用在模板上的側(cè)壓力，包括：新澆混凝土側(cè)壓力設(shè)計值: q1= 1.2×0.7×17.85×0.9=13.493kN/m；振搗混凝土荷載設(shè)計值: q2= 1.4×0.7×4×0.9=3.528kN/m；計算跨度: l = 350mm；面板的最大彎矩 M = 0.1×13.493×3502 + 0.117 ×3.528×3502 = 2.16×105N·mm；面板的最大支座反力為：N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×13

7、.493×0.35+1.2×3.528×0.35=6.677kN；經(jīng)計算得到，面板的受彎應(yīng)力計算值: = 2.16×105 / 3.78×104=5.7N/mm2；面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值: f = 13N/mm2；面板的受彎應(yīng)力計算值 =5.7N/mm2 小于 面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 f=13N/mm2，滿足要求！ 2.撓度驗算=0.677ql4/(100EI)l/250 q-作用在模板上的新澆筑混凝土側(cè)壓力線荷載設(shè)計值: q=13.493N/mm； l-計算跨度: l = 350mm； E-面板材質(zhì)的彈性模量: E = 6000N/mm2； I-

8、面板的截面慣性矩: I = 70×1.8×1.8×1.8/12=34.02cm4；面板的最大撓度計算值: = 0.677×13.493×3504/(100×6000×3.40×105) = 0.672 mm；面板的最大容許撓度值: = l/250 =350/250 = 1.4mm；面板的最大撓度計算值 =0.672mm 小于 面板的最大容許撓度值 =1.4mm，滿足要求！四、梁側(cè)模板支撐的計算1.次楞計算次楞直接承受模板傳遞的荷載，按照均布荷載作用下的兩跨連續(xù)梁計算。次楞均布荷載按照面板最大支座力除以面板計算寬度得

9、到：q=6.677/(0.950-0.250)=9.538kN/m本工程中，次楞采用木方，寬度80mm，高度80mm，截面慣性矩I，截面抵抗矩W和彈性模量E分別為:W = 2×8×8×8/6 = 170.67cm3；I = 2×8×8×8×8/12 = 682.67cm4；E = 9000.00 N/mm2； 計算簡圖 剪力圖(kN) 彎矩圖(kN·m) 變形圖(mm)經(jīng)過計算得到最大彎矩 M = 0.429 kN·m，最大支座反力 R= 6.338 kN，最大變形 = 0.269 mm（1）次楞強(qiáng)度驗算

10、強(qiáng)度驗算計算公式如下: = M/W<f經(jīng)計算得到，次楞的最大受彎應(yīng)力計算值 = 4.29×105/1.71×105 = 2.5 N/mm2；次楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值: f = 17N/mm2；次楞最大受彎應(yīng)力計算值 = 2.5 N/mm2 小于 次楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 f=17N/mm2，滿足要求！（2）次楞的撓度驗算次楞的最大容許撓度值: = 300/400=0.75mm；次楞的最大撓度計算值 =0.269mm 小于 次楞的最大容許撓度值 =0.75mm，滿足要求！2.主楞計算主楞承受次楞傳遞的集中力，取次楞的最大支座力6.338kN,按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算。

11、本工程中，主楞采用圓鋼管，直徑48mm，壁厚3.5mm，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W = 2×5.078=10.16cm3；I = 2×12.187=24.37cm4；E = 206000.00 N/mm2； 主楞計算簡圖 主楞計算剪力圖(kN) 主楞計算彎矩圖(kN·m) 主楞計算變形圖(mm)經(jīng)過計算得到最大彎矩 M = 0.998 kN·m，最大支座反力 R= 14.102 kN，最大變形 = 0.644 mm（1）主楞抗彎強(qiáng)度驗算 = M/W<f經(jīng)計算得到，主楞的受彎應(yīng)力計算值: = 9.98×105/1.02×

12、104 = 98.3 N/mm2；主楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值: f = 205N/mm2；主楞的受彎應(yīng)力計算值 =98.3N/mm2 小于 主楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 f=205N/mm2，滿足要求?。?）主楞的撓度驗算根據(jù)連續(xù)梁計算得到主楞的最大撓度為 0.644 mm主楞的最大容許撓度值: = 700/400=1.75mm；主楞的最大撓度計算值 =0.644mm 小于 主楞的最大容許撓度值 =1.75mm，滿足要求！五、梁底模板計算面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗算其抗彎強(qiáng)度和撓度。強(qiáng)度驗算要考慮模板結(jié)構(gòu)自重荷載、新澆混凝土自重荷載、鋼筋自重荷載和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；撓度驗算只考慮模板結(jié)構(gòu)自重、新澆混凝土自

13、重、鋼筋自重荷載。本算例中，面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 300×18×18/6 = 1.62×104mm3； I = 300×18×18×18/12 = 1.46×105mm4； 1.抗彎強(qiáng)度驗算按以下公式進(jìn)行面板抗彎強(qiáng)度驗算： = M/W<f新澆混凝土及鋼筋荷載設(shè)計值：q1:1.2×(24.00+1.50)×0.30×0.95×0.90=7.849kN/m；模板結(jié)構(gòu)自重荷載設(shè)計值：q2:1.2×0.50×0.30×0.90=0

14、.162kN/m；施工荷載與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載設(shè)計值：q3: 1.4×(2.00+2.00)×0.30×0.90=1.512kN/m；最大彎矩計算公式如下:Mmax=0.1(q1+ q2)l2+0.117q3l2= 0.1×(7.849+0.162)×3502+0.117×1.512×3502=1.20×105N·mm； =Mmax/W=1.20×105/1.62×104=7.4N/mm2；梁底模面板計算應(yīng)力 =7.4 N/mm2 小于 梁底模面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 f=13N/mm

15、2，滿足要求！2.撓度驗算根據(jù)建筑施工計算手冊剛度驗算采用標(biāo)準(zhǔn)荷載，同時不考慮振動荷載作用。最大撓度計算公式如下：= 0.677ql4/(100EI)=l/250其中，q-作用在模板上的壓力線荷載:q =q1+q2=7.849+0.162=8.011kN/m； l-計算跨度(梁底支撐間距): l =350.00mm； E-面板的彈性模量: E = 6000.0N/mm2；面板的最大允許撓度值: =350.00/250 = 1.400mm；面板的最大撓度計算值: = 0.677×8.011×3504/(100×6000×1.46×105)=0.9

16、3mm；面板的最大撓度計算值: =0.93mm 小于 面板的最大允許撓度值: =1.4mm，滿足要求！六、梁底支撐木方的計算1.荷載的計算(1)鋼筋混凝土梁和模板自重設(shè)計值(kN/m)： q1 = 1.2×(24+1.5)×0.95×0.35+0.5×0.35×(2×0.7+0.3)/ 0.3=11.364 kN/m；(2)施工荷載與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載設(shè)計值(kN/m)： q2 = 1.4×(2+2)×0.35=1.96 kN/m；均布荷載設(shè)計值 q = 11.364+1.960 = 13.324 kN/m；梁

17、兩側(cè)樓板荷載以集中荷載的形式傳遞，其設(shè)計值： p=0.35×1.2×0.25×24.00+1.4×(2.00+2.00)×(1.10-0.30)/4=0.896kN2.支撐方木驗算本工程梁底支撐采用方木，方木的截面慣性矩I，截面抵抗矩W和彈性模量E分別為：W=8×8×8/6 = 8.53×101 cm3；I=8×8×8×8/12 = 3.41×102 cm4；E= 9000 N/mm2；計算簡圖及內(nèi)力、變形圖如下： 簡圖(kN·m) 剪力圖(kN) 彎矩圖(kN&#

18、183;m) 變形圖(mm)方木的支座力:N1=N3=0.16 kN；N2=5.469 kN；最大彎矩：M= 0.196kN·m最大剪力：V= 2.734 kN方木最大正應(yīng)力計算值 ： =M/W=0.196×106 /8.53×104=2.3 N/mm2；方木最大剪應(yīng)力計算值 ： =3V/(2bh0)=3×2.734×1000/(2×80×80)=0.641N/mm2；方木的最大撓度： =0.321 mm；方木的允許撓度：= 1.1×103/2/250=2.2mm；方木最大應(yīng)力計算值 2.299 N/mm2 小于

19、方木抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 f=17.000 N/mm2，滿足要求！方木受剪應(yīng)力計算值 0.641 N/mm2 小于 方木抗剪強(qiáng)度設(shè)計值 fv=1.700 N/mm2，滿足要求！方木的最大撓度 =0.321 mm 小于 方木的最大允許撓度 =2.200 mm，滿足要求！七、梁跨度方向托梁的計算作用于托梁的荷載包括梁與模板自重荷載，施工活荷載等,通過方木的集中荷載傳遞。托梁采用：木方 : 480×80mm；W=512 cm3；I=2048 cm4；1.梁兩側(cè)托梁的強(qiáng)度計算托梁按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算；集中力P= 0.16 kN. 托梁計算簡圖 托梁計算彎矩圖(kN·m) 托

20、梁計算變形圖(mm) 托梁計算剪力圖(kN)最大彎矩 Mmax = 0.057 kN·m ；最大變形 max = 0.026 mm ；最大支座力 Rmax = 0.558 kN ；最大應(yīng)力 =M/W= 0.057×106 /(512×103 )=0.1 N/mm2；托梁的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 f=17 N/mm2；托梁的最大應(yīng)力計算值 0.1 N/mm2 小于 托梁的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 17 N/mm2,滿足要求!托梁的最大撓度max=0.026mm小于1100/250,滿足要求!2.梁底托梁的強(qiáng)度計算托梁按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算；集中力P= 5.469 kN.

21、托梁計算簡圖 托梁計算彎矩圖(kN·m) 托梁計算變形圖(mm) 托梁計算剪力圖(kN)最大彎矩 Mmax = 1.957 kN·m ；最大變形 max = 0.876 mm ；最大支座力 Rmax = 19.073 kN ；最大應(yīng)力 =M/W= 1.957×106 /(512×103 )=3.8 N/mm2；托梁的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 f=17 N/mm2；托梁的最大應(yīng)力計算值 3.8 N/mm2 小于 托梁的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 17 N/mm2,滿足要求!托梁的最大撓度max=0.876mm小于1100/150與10 mm,滿足要求!八、立桿的穩(wěn)定性計算立桿的

22、穩(wěn)定性計算公式 = N/(A)f1.梁兩側(cè)立桿穩(wěn)定性驗算其中 N - 立桿的軸心壓力設(shè)計值，它包括：縱向鋼管的最大支座反力： N1 =0.558 kN ；腳手架鋼管的自重： N2 = 1.2×0.129×5.1=0.79 kN；N =N1+N2=0.558+0.79=1.349 kN； - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比 lo/i 查表得到； i - 計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 (cm)：i = 1.58； A - 立桿凈截面面積 (cm2)： A = 4.89； W - 立桿凈截面抵抗矩(cm3)：W = 5.08； - 鋼管立桿軸心受壓應(yīng)力計算值 ( N/mm2)； f

23、- 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計值：f =205 N/mm2； lo - 計算長度 (m)； 根據(jù)扣件式規(guī)范，立桿計算長度lo有兩個計算公式lo=kh和lo=h+2a， 為安全計，取二者間的大值，即: lo = Max1.167×1.71×1.5,1.5+2×0.1= 2.993 m； k - 計算長度附加系數(shù)，取值為：1.167 ； - 計算長度系數(shù)，參照扣件式規(guī)范表5.3.3，=1.71； a - 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a=0.1m; 得到計算結(jié)果: 立桿的計算長度 lo/i = 2993.355 / 15.8 = 189 ；由長細(xì)比 lo/i

24、 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.201 ；鋼管立桿受壓應(yīng)力計算值 ；=1348.591/(0.201×489) = 13.7 N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性計算 = 13.7 N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度的設(shè)計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！2.梁底受力最大的支撐立桿穩(wěn)定性驗算其中 N - 立桿的軸心壓力設(shè)計值，它包括：縱向鋼管的最大支座反力：N1 =19.073 kN ；腳手架鋼管的自重： N2 = 1.2×0.129×(5.1-0.95)=0.79 kN；N =N1+N2 =19.073+0.643=19.716 kN ； - 軸心受

25、壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比 lo/i 查表得到； i - 計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 (cm)：i = 1.58； A - 立桿凈截面面積 (cm2)： A = 4.89； W - 立桿凈截面抵抗矩(cm3)：W = 5.08； - 鋼管立桿軸心受壓應(yīng)力計算值 ( N/mm2)； f - 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計值：f =205 N/mm2； lo - 計算長度 (m)； 根據(jù)扣件式規(guī)范，立桿計算長度lo有兩個計算公式lo=kh和lo=h+2a， 為安全計，取二者間的大值，即: lo = Max1.167×1.71×1.5,1.5+2×0.1= 2.993 m； k -

26、計算長度附加系數(shù)，取值為：1.167 ； - 計算長度系數(shù)，參照扣件式規(guī)范表5.3.3，=1.71； a - 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a=0.1m; 得到計算結(jié)果: 立桿的計算長度 lo/i = 2993.355 / 15.8 = 189 ；由長細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.201 ；鋼管立桿受壓應(yīng)力計算值 ；=19716.244/(0.201×489) = 200.6 N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性計算 = 200.6 N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度的設(shè)計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！ 考慮到高支撐架的安全因素，建議按

27、下式計算 lo= k1k2(h+2a) = 1.167×1.004×(1.5+0.1×2) = 1.992 m； k1 - 計算長度附加系數(shù)按照表1取值1.167; k2 - 計算長度附加系數(shù)，h+2a =1.7按照表2取值1.004 ；lo/i = 1991.836 / 15.8 = 126 ；由長細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.417 ；鋼管立桿的最大應(yīng)力計算值 ；= 19716.244/(0.417×489) = 96.7 N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性計算 = 96.7 N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度的設(shè)計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！模板承重架應(yīng)盡量利用剪力墻或柱作為連接連墻件，否則存在安全隱患。 以上表參照 杜榮軍：扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計和使用安全九、梁模板高支撐架的構(gòu)造和施工要求工程經(jīng)驗除了要遵守扣件架規(guī)范的相關(guān)要求外，還要考慮以下內(nèi)容1.模板支架的構(gòu)造要求a.梁板模板高支撐架可以根據(jù)設(shè)計荷載采用單