地下室頂板扣件式鋼管模板支架計(jì)算書

地下室頂板扣件式鋼管模板支架計(jì)算書計(jì)算依據(jù)1《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2001）。計(jì)算依據(jù)2《施工技術(shù)》2002.3.《扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計(jì)和使用安全》(杜榮軍)。模板支架搭設(shè)高度為5.4米，搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距b=0.80米，立桿的橫距l(xiāng)=0.80米，立桿的步距h=1.50米。圖1樓板支撐架立面簡圖圖2樓板支撐架荷載計(jì)算單元采用的鋼管類型為48×3.5。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。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=25.000×0.180×0.800+0.350×0.800=3.880kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=(2.000+1.000)×0.800=2.400kN/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:W=80.00×1.80×1.80/6=43.20cm3；I=80.00×1.80×1.80×1.80/12=38.88cm4；(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)；——面板的最大彎距(N.mm)；W——面板的凈截面抵抗矩；——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×(1.2×3.880+1.4×2.400)×0.300×0.300=0.072kN.m經(jīng)計(jì)算得到面板抗彎強(qiáng)度計(jì)算值f=0.072×1000×1000/43200=1.670N/mm2面板的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算f<[f],滿足要求!(2)抗剪計(jì)算[可以不計(jì)算]T=3Q/2bh<[T]其中最大剪力Q=0.600×(1.2×3.880+1.4×2.400)×0.300=1.443kN截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值T=3×1443.0/(2×800.000×18.000)=0.150N/mm2截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[T]=1.40N/mm2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=0.677×3.880×3004/(100×6000×388800)=0.091mm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下連續(xù)梁計(jì)算。1.荷載的計(jì)算(1)鋼筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.000×0.180×0.300=1.350kN/m(2)模板的自重線荷載(kN/m)：q12=0.350×0.300=0.105kN/m(3)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=(1.000+2.000)×0.300=0.900kN/m靜荷載q1=1.20×1.350+1.20×0.105=1.746kN/m活荷載q2=1.4×0.900=1.260kN/m2.木方的計(jì)算按照三跨連續(xù)梁計(jì)算，最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和，計(jì)算公式如下:均布荷載q=2.405/0.800=3.006kN/m最大彎矩M=0.1ql2=0.1×3.01×0.80×0.80=0.192kN.m最大剪力Q=0.6×0.800×3.006=1.443kN最大支座力N=1.1×0.800×3.006=2.645kN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:W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3；I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4；(1)木方抗彎強(qiáng)度計(jì)算抗彎計(jì)算強(qiáng)度f=0.192×106/83333.3=2.31N/mm2木方的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于13.0N/mm2,滿足要求!(2)木方抗剪計(jì)算[可以不計(jì)算]最大剪力的計(jì)算公式如下: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=3×1443/(2×50×100)=0.433N/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)算最大變形v=0.677×1.455×800.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.102mm木方的最大撓度小于800.0/250,滿足要求!三、板底支撐鋼管計(jì)算橫向支撐鋼管計(jì)算橫向支撐鋼管按照集中荷載作用下的連續(xù)梁計(jì)算。集中荷載P取木方支撐傳遞力。2.65kN2.65kN2.65kN2.65kN2.65kN2.65kN2.65kN2.65kN2.65kNAB800800800支撐鋼管計(jì)算簡圖0.5730.480支撐鋼管彎矩圖(kN.m)0.0490.903支撐鋼管變形圖(mm)3.973.973.693.691.601.601.321.321.051.051.051.051.321.321.601.603.693.693.973.97支撐鋼管剪力圖(kN)經(jīng)過連續(xù)梁的計(jì)算得到最大彎矩Mmax=0.573kN.m最大變形vmax=0.903mm最大支座力Qmax=7.660kN抗彎計(jì)算強(qiáng)度f=0.573×106/5080.0=112.77N/mm2支撐鋼管的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度小于800.0/150與10mm,滿足要求!四、扣件抗滑移的計(jì)算縱向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算:R ≤Rc其中Rc——扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.0kN；R——縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；計(jì)算中R取最大支座反力，R=7.66kN單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!R≤8.0kN時(shí)，可采用單扣件；8.0kN<R12.0kN時(shí)，應(yīng)采用雙扣件；R>12.0kN時(shí)，應(yīng)采用可調(diào)托座。五、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=0.129×5.400=0.697kN(2)模板的自重(kN)：NG2=0.350×0.800×0.800=0.224kN(3)鋼筋混凝土樓板自重(kN)：NG3=25.000×0.180×0.800×0.800=2.880kN經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值NG=NG1+NG2+NG3=3.801kN。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=(1.000+2.000)×0.800×0.800=1.920kN3.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+1.4NQ六、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)算公式其中N——立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=7.25kN——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比l0/i查表得到；i——計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑(cm)；i=1.58——立桿凈截面面積(cm2)；A=4.89W——立桿凈截面抵抗矩(cm3)；W=5.08——鋼管立桿抗壓強(qiáng)度計(jì)算值(N/mm2)；——鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，[f]=205.00N/mm2；l0——計(jì)算長度(m)；如果完全參照《扣件式規(guī)范》，由公式(1)或(2)計(jì)算l0=k1uh(1)l0=(h+2a)(2)k1——計(jì)算長度附加系數(shù)，按照表1取值為1.155；u——計(jì)算長度系數(shù)，參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3；u=1.700a——立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長度；a=0.30m；公式(1)的計(jì)算結(jié)果：l0=1.155×1.700×1.50=2.945m=2645/15.8=146.408=0.207=7249/(0.207×489)=71.503N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計(jì)<[f],滿足要求!公式(2)的計(jì)算結(jié)果：l0=1.500+2×0.300=2.100m=2100/15.8=132.911=0.386=7249/(0.386×489)=38.362N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算<[f],滿足要求!如果考慮到高支撐架的安全因素，適宜由公式(3)計(jì)算l0=k1k2(h+2a)(3)k2——計(jì)算長度附加系數(shù)，按照表2取值為1.007；公式(3)的計(jì)算結(jié)果：l0=1.155×1.007×(1.500+2×0.300)=2.442m=2342/15.8=144.587=0.294=7249/(0.294×489)=50.387N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計(jì)<[f],滿足要求!七、樓板強(qiáng)度的計(jì)算1.計(jì)算樓板強(qiáng)度說明驗(yàn)算樓板強(qiáng)度時(shí)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(nèi)配筋2級(jí)鋼筋，配筋面積As=2700.0mm2，fy=300.0N/mm2。板的截面尺寸為b×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(yàn)算5天、10天、15天...的承載能力是否滿足荷載要求，其計(jì)算簡圖如下：2.計(jì)算樓板混凝土5天的強(qiáng)度是否滿足承載力要求樓板計(jì)算長邊4.50m，短邊4.50×1.00=4.50m，樓板計(jì)算范圍內(nèi)擺放6×6排腳手架，將其荷載轉(zhuǎn)換為計(jì)算寬度內(nèi)均布荷載。第2層樓板所需承受的荷載為q=1×1.20×(0.35+25.00×0.18)+1×1.20×(0.70×6×6/4.50/4.50)+1.4×(2.00+1.00)=11.51kN/m2計(jì)算單元板帶所承受均布荷載q=4.50×11.51=51.78kN/m板帶所需承擔(dān)的最大彎矩按照四邊固接雙向板計(jì)算Mmax=0.0513×ql2=0.0513×51.78×4.502=53.79kN.m驗(yàn)算樓板混凝土強(qiáng)度的平均氣溫為15.00℃，查溫度、齡期對(duì)混凝土強(qiáng)度影響曲線得到5天后混凝土強(qiáng)度達(dá)到48.30%，C30.0混凝土強(qiáng)度近似等效為C14.5?；炷翉澢箟簭?qiáng)度設(shè)計(jì)值為fcm=7.20N/mm2則可以得到矩形截面相對(duì)受壓區(qū)高度：Asfy/bh0fcm=2700.00×300.00/(4500.00×180.00×7.20)=0.14查表得到鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面抗彎能力計(jì)算系數(shù)為s=0.130此層樓板所能承受的最大彎矩為：M1=sbh02fcm=0.130×4500.000×180.0002×7.2×10-6=136.5kN.m結(jié)論：由于Mi=136.47=136.47>Mmax=53.79第10天以后的各層樓板強(qiáng)度和足以承受以上樓層傳遞下