扣件鋼管樓板模板支架計算書

1、安全設施計算軟件(2014) PKPM軟件出品扣件鋼管樓板模板支架計算書依據(jù)規(guī)范:建筑施工模板安全技術規(guī)范JGJ 162-2008建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2012鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2010建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-2011建筑施工木腳手架安全技術規(guī)范JGJ 164-2008計算參數(shù):鋼管強度為205.0 N/mm2，鋼管強度折減系數(shù)取1.00。模板支架搭設高度為6.6m，立桿的縱距 b=0.60m，立桿的橫距 l=0.60m，立桿的步距 h=1.20m。面板厚度14mm，剪切強度1.4N/mm2，抗彎強度15.0N/mm2

2、，彈性模量6000.0N/mm2。木方50×70mm，間距150mm，木方剪切強度1.3N/mm2，抗彎強度15.0N/mm2，彈性模量9000.0N/mm2。模板自重0.20kN/m2，混凝土鋼筋自重25.10kN/m3。傾倒混凝土荷載標準值0.00kN/m2，施工均布荷載標準值2.50kN/m2?？奂嬎阏蹨p系數(shù)取1.00。 圖1 樓板支撐架立面簡圖 圖2 樓板支撐架荷載計算單元按照模板規(guī)范4.3.1條規(guī)定確定荷載組合分項系數(shù)如下：由可變荷載效應控制的組合S=1.2×(25.10×0.80+0.20)+1.40×2.50=27.836kN/m2由永久

3、荷載效應控制的組合S=1.35×25.10×0.80+0.7×1.40×2.50=29.558kN/m2由于永久荷載效應控制的組合S最大，永久荷載分項系數(shù)取1.35，可變荷載分項系數(shù)取0.7×1.40=0.98采用的鋼管類型為48×3.2。鋼管慣性矩計算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距計算采用 W=(D4-d4)/32D。一、模板面板計算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。模板面板的按照三跨連續(xù)梁計算。考慮0.9的結構重要系數(shù)，靜荷載標準值 q1 = 0.9×(25.100×0.800×0.6

4、00+0.200×0.600)=10.951kN/m考慮0.9的結構重要系數(shù)，活荷載標準值 q2 = 0.9×(0.000+2.500)×0.600=1.350kN/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 = 60.00×1.80×1.80/6 = 32.40cm3； 截面慣性矩 I = bh3/12 = 60.00×1.80×1.80×1.80/12 = 29.16cm4；式中：b為板截面寬度，h為板截面高度。(1)抗彎強度計算 f

5、= M / W < f其中 f 面板的抗彎強度計算值(N/mm2)； M 面板的最大彎距(N.mm)； W 面板的凈截面抵抗矩； f 面板的抗彎強度設計值，取15.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷載設計值(kN/m)；經(jīng)計算得到 M = 0.100×(1.35×10.951+0.98×1.350)×0.150×0.150=0.036kN.m經(jīng)計算得到面板抗彎強度計算值 f = 0.036×1000×1000/32400=1.119N/mm2面板的抗彎強度驗算 f < f,滿足要求!(2)抗剪

6、計算 T = 3Q/2bh < T其中最大剪力 Q=0.600×(1.35×10.951+1.0×1.350)×0.150=1.450kN截面抗剪強度計算值 T=3×1450.0/(2×600.000×18.000)=0.201N/mm2截面抗剪強度設計值 T=1.40N/mm2面板抗剪強度驗算 T < T，滿足要求!(3)撓度計算 v = 0.677ql4 / 100EI < v = l / 250面板最大撓度計算值 v = 0.677×10.951×1504/(100×60

7、00×291600)=0.021mm面板的最大撓度小于150.0/250,滿足要求!(4) 2.5kN集中荷載作用下抗彎強度計算經(jīng)過計算得到面板跨中最大彎矩計算公式為 M = 0.2Pl+0.08ql2面板的計算寬度為1200.000mm集中荷載 P = 2.5kN考慮0.9的結構重要系數(shù)，靜荷載標準值 q = 0.9×(25.100×0.800×1.200+0.200×1.200)=21.902kN/m面板的計算跨度 l = 150.000mm經(jīng)計算得到 M = 0.200×0.9×0.98×2.5×0

8、.150+0.080×1.35×21.902×0.150×0.150=0.119kN.m經(jīng)計算得到面板抗彎強度計算值 f = 0.119×1000×1000/32400=3.684N/mm2面板的抗彎強度驗算 f < f,滿足要求!二、模板支撐木方的計算木方按照均布荷載計算。1.荷載的計算(1)鋼筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.100×0.800×0.150=3.012kN/m(2)模板的自重線荷載(kN/m)： q12 = 0.200×0.150=0.030kN/m(3)活荷載為施

9、工荷載標準值與振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載(kN/m)：經(jīng)計算得到，活荷載標準值 q2 = (2.500+0.000)×0.150=0.375kN/m考慮0.9的結構重要系數(shù)，靜荷載 q1 = 0.9×(1.35×3.012+1.35×0.030)=3.696kN/m考慮0.9的結構重要系數(shù)，活荷載 q2 = 0.9×0.98×0.375=0.331kN/m計算單元內的木方集中力為(0.331+3.696)×0.300=1.208kN2.木方的計算按照三跨連續(xù)梁計算，計算公式如下:均布荷載 q = P/l = 1.208/0.30

10、0=4.027kN/m最大彎矩 M = 0.1ql2=0.1×4.03×0.30×0.30=0.036kN.m最大剪力 Q=0.6ql = 0.6×0.300×4.027=0.725kN最大支座力 N=1.1ql = 1.1×0.300×4.027=1.329kN木方的截面力學參數(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 = 5.00×7.00×7.00/6 = 40.83cm3； 截面慣性矩 I = bh3/12 = 5.00×7.00×7.00

11、×7.00/12 = 142.92cm4；式中：b為板截面寬度，h為板截面高度。(1)木方抗彎強度計算抗彎計算強度 f = M/W =0.036×106/40833.3=0.89N/mm2木方的抗彎計算強度小于15.0N/mm2,滿足要求!(2)木方抗剪計算最大剪力的計算公式如下: Q = 0.6ql截面抗剪強度必須滿足: T = 3Q/2bh < T截面抗剪強度計算值 T=3×725/(2×50×70)=0.311N/mm2截面抗剪強度設計值 T=1.30N/mm2木方的抗剪強度計算滿足要求!(3)木方撓度計算撓度計算按照規(guī)范要求采用靜

12、荷載標準值，均布荷載通過變形受力計算的最大支座力除以木方計算跨度(即木方下小橫桿間距)得到q=2.738kN/m最大變形v=0.677ql4/100EI=0.677×2.738×300.04/(100×9000.00×1429167.0)=0.012mm木方的最大撓度小于300.0/250,滿足要求!(4)2.5kN集中荷載作用下抗彎強度計算經(jīng)過計算得到跨中最大彎矩計算公式為 M = 0.2Pl+0.08ql2考慮荷載重要性系數(shù)0.9，集中荷載 P = 0.9×2.5kN經(jīng)計算得到 M = 0.200×0.98×0.9

13、15;2.5×0.300+0.080×3.696×0.300×0.300=0.159kN.m抗彎計算強度 f = M/W =0.159×106/40833.3=3.89N/mm2木方的抗彎計算強度小于15.0N/mm2,滿足要求!三、板底支撐鋼管計算橫向支撐鋼管計算橫向支撐鋼管按照集中荷載作用下的連續(xù)梁計算。集中荷載P取木方支撐傳遞力。 支撐鋼管計算簡圖 支撐鋼管彎矩圖(kN.m) 支撐鋼管剪力圖(kN)變形的計算按照規(guī)范要求采用靜荷載標準值，受力圖與計算結果如下： 支撐鋼管變形計算受力圖 支撐鋼管變形圖(mm)經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到最大彎矩 M

14、max=0.299kN.m最大變形 vmax=0.221mm最大支座力 Qmax=5.814kN抗彎計算強度 f = M/W =0.299×106/4729.0=63.22N/mm2支撐鋼管的抗彎計算強度小于設計強度,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度小于600.0/150與10mm,滿足要求!縱向支撐鋼管計算縱向支撐鋼管按照集中荷載作用下的連續(xù)梁計算。集中荷載P取橫向支撐鋼管傳遞力。 支撐鋼管計算簡圖 支撐鋼管彎矩圖(kN.m) 支撐鋼管剪力圖(kN)變形的計算按照規(guī)范要求采用靜荷載標準值，受力圖與計算結果如下： 支撐鋼管變形計算受力圖 支撐鋼管變形圖(mm)經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到最大彎矩

15、 Mmax=0.610kN.m最大變形 vmax=0.422mm最大支座力 Qmax=12.499kN抗彎計算強度 f = M/W =0.610×106/4729.0=129.08N/mm2支撐鋼管的抗彎計算強度小于設計強度,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度小于600.0/150與10mm,滿足要求!四、扣件抗滑移的計算縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算: R Rc其中 Rc 扣件抗滑承載力設計值,單扣件取8.00kN,雙扣件取12.00kN； R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；計算中R取最大支座反力，R=12.50kN選用單扣件，抗滑承載力的設計計

16、算不滿足要求，建議可以考慮雙扣件或調整立桿縱距或排距!五、模板支架荷載標準值(立桿軸力)作用于模板支架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。1.靜荷載標準值包括以下內容：(1)腳手架的自重(kN)： NG1 = 0.122×6.600=0.807kN(2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.200×0.600×0.600=0.072kN(3)鋼筋混凝土樓板自重(kN)： NG3 = 25.100×0.800×0.600×0.600=7.229kN考慮0.9的結構重要系數(shù)，經(jīng)計算得到靜荷載標準值 NG = 0.9×(NG1+NG

17、2+NG3)= 7.297kN。2.活荷載為施工荷載標準值與振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載?？紤]0.9的結構重要系數(shù)，經(jīng)計算得到活荷載標準值 NQ = 0.9×(2.500+0.000)×0.600×0.600=0.810kN3.不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 N = 1.35NG + 0.98NQ六、立桿的穩(wěn)定性計算不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式為： 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N = 10.65kN i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.59cm； A 立桿凈截面面積，A=4.501cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.729cm3；

18、f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2； a 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度，a=0.40m； h 最大步距，h=1.20m； l0 計算長度，取1.200+2×0.400=2.000m； 長細比，為2000/15.9=126 <150 長細比驗算滿足要求! 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 查表得到0.424；經(jīng)計算得到=10645/(0.424×450)=55.821N/mm2；不考慮風荷載時立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式為： 風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW依據(jù)模板規(guī)范計

19、算公式5.2.5-15: MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10其中 Wk 風荷載標準值(kN/m2)； Wk=uz×us×w0 = 0.300×1.250×0.600=0.225kN/m2 h 立桿的步距，1.20m； la 立桿迎風面的間距，0.60m； lb 與迎風面垂直方向的立桿間距，0.60m；風荷載產(chǎn)生的彎矩 Mw=0.9×0.9×1.4×0.225×0.600×1.200×1.200/10=0.022kN.m； Nw 考慮風荷載時，立桿的軸心壓力最大值，

20、參照模板規(guī)范公式5.2.5-14； Nw=1.2×7.297+0.9×1.4×0.810+0.9×0.9×1.4×0.022/0.600=9.819kN經(jīng)計算得到=9819/(0.424×450)+22000/4729=56.151N/mm2；考慮風荷載時立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!七、樓板強度的計算1.計算樓板強度說明驗算樓板強度時按照最不利考慮,樓板的跨度取4.50m，樓板承受的荷載按照線均布考慮。寬度范圍內配筋2級鋼筋，配筋面積As=2700.0mm2，fy=300.0N/mm2。板的截面尺寸為 b

21、15;h=4500mm×200mm，截面有效高度 h0=180mm。按照樓板每5天澆筑一層，所以需要驗算5天、10天、15天.的承載能力是否滿足荷載要求，其計算簡圖如下： 2.計算樓板混凝土5天的強度是否滿足承載力要求樓板計算長邊4.50m，短邊4.50×1.00=4.50m，樓板計算范圍內擺放8×8排腳手架，將其荷載轉換為計算寬度內均布荷載。第2層樓板所需承受的荷載為 q=1×1.35×(0.20+25.10×0.80)+ 1×1.35×(0.81×8×8/4.50/4.50)+ 0.98&#

22、215;(0.00+2.50)=33.27kN/m2計算單元板帶所承受均布荷載q=4.50×33.27=149.72kN/m板帶所需承擔的最大彎矩按照四邊固接雙向板計算 Mmax=0.0513×ql2=0.0513×149.72×4.502=155.53kN.m 按照混凝土的強度換算得到5天后混凝土強度達到48.30%，C40.0混凝土強度近似等效為C19.3?；炷翉澢箟簭姸仍O計值為fcm=9.27N/mm2則可以得到矩形截面相對受壓區(qū)高度： = Asfy/bh0fcm = 2700.00×300.00/(4500.00×180.00×9.27)=0.11查表得到鋼筋混凝土受彎構件正截面抗彎能力計算系數(shù)為 s=0.104此層樓板所能承受的最大彎矩為： M1=sbh02fcm = 0.104×4500.000×180.0002×9.3×10-6=140.6kN.m結論：由于Mi = 140.62=140.62 < Mmax=155.53所以第5天以后的樓板樓板強度和不足以承受以上樓層傳遞下來的荷載。第2層以下的模板支撐必須保存。3.計算樓板混凝土10天的強度是否滿足承載力要求樓板計算長邊