承插型盘扣式钢管支架计算书.docx
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承插型盘扣式钢管支架计算书.docx
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承插型盘扣式钢管支架计算书
10、模板支架设计及计算
10.1地下室顶板支架计算(板厚200mm):
计算依据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)。
一、计算参数:
模板支架搭设高度为4.8m,
立杆的纵距b=1.20m,立杆的横距l=1.20m,立杆的步距h=1.20m。
面板厚度18mm剪切强度1.4N/mm2抗弯强度15.0N/mm2弹性模量
6000.0N/mm4
木方50x100mm间距250mm剪切强度1.6N/mm2抗弯强度13.0N/mm2弹性模量9500.0N/mm4
梁顶托采用双钢管48X3.5mm
模板自重0.35kN/m2,混凝土钢筋自重25.00kN/m3,施工活荷载3.00kN/m2
扣件计算折减系数取1.00。
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图1
楼板支撑架立面简图
匚杆
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图2楼板支撑架荷载计算单元
二、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.000X0.200X1.200+0.350X1.200=6.420kN/m
活荷载标准值q2=(2.000+1.000)X1.200=3.600kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=120.00X1.80X1.80/6=64.80cm3;
I=120.00X1.80X1.80X1.80/12=58.32cm4;
(1)抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f――面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的净截面抵抗矩;
[f]――面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2
M=0.100ql2
其中q荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100X(1.20X6.420+1.4X3.600)X0.250X0.250=0.080kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.080X1000X
1000/64800=1.229N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600X(1.20X6.420+1.4X3.600)X0.250=1.912kN
截面抗剪强度计算值T=3X1912.0/(2X1200.000X18.000)=0.133N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677X6.420X2504/(100X6000X
583200)=0.049mm
面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!
、模板支撑木方的计算
木方按照均布荷载下连续梁计算。
1.荷载的计算
⑴钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.000X0.200X0.250=1.250kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.350X0.250=0.088kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值q2=(1.000+2.000)X0.250=0.750kN/m静荷载qi=1.20X1.250+1.20X0.088=1.605kN/m
活荷载q2=1.40X0.750=1.050kN/m
2.木方的计算
按照三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载q=3.186/1.200=2.655kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1X2.66X1.20X1.20=0.382kN.m
最大剪力Q=0.6X1.200X2.655=1.912kN
最大支座力N=1.1X1.200X2.655=3.505kN
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.00X10.00X10.00/6=83.33cm3;
I=5.00X10.00X10.00X10.00/12=416.67cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.382X106/83333.3=4.59N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算[可以不计算]
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3X1912/(2X50X100)=0.573N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到1.338kN/m
最大变形v=0.677X1.338X1200.04/(100X9500.00X
4166666.8)=0.474mm
木方的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
四、托梁的计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方的支座力P=
3.505kN;均布荷载取托梁的自重q=0.092kN/m。
3.50kN03r50kN0kNi03N03r5akN03N0kN0kNi03r5akN03r50kN0kN
托梁计算简图
2.063
1.663
托梁弯矩图(kN.m)
77882
4.1
324.30
-0.790.77
8.831
5.305.28
1.781.75
9.8179
6.296.26
2.762.74
0.770.79
1i
2.742.76_
6.266.29_
9.7981
1.751.78
|5.285^0
4.304.3
8.8182
77823
托梁剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
1.771r77kN7kN7kN71N77kN7kN71N77kN71N77kN7kN71N77kN7kN
0.09k
1/7
N/m
厂\E
1200
1200
托梁变形计算受力图
托梁变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=2.063kN.m
经过计算得到最大支座F=18.623kN
经过计算得到最大变形V2.018mm
顶托梁的截面力学参数为截面抵抗矩W=10.16cm3;截面惯性矩
I=24.38cm4;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=2.063X106/1.05/10160.0=193.38N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁挠度计算:
最大变形v=2.018mm
顶托梁的最大挠度小于1200.0/400,满足要求!
五、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算:
R 其中Rc――扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;R――纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆,无需计算。 六、模板支架荷载标准值(立杆轴力) 作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容: (1)脚手架的自重(kN): NG1=0.149X4.800=0.715kN (2)模板的自重(kN): NG2=0.350X1.200X1.200=0.504kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3=25.000X0.200X1.200X 1.200=7.200kN 经计算得到,静荷载标准值NG=(NG1+NG2+NG3)=8.419kN 2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。 经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)X1.200X1.200=4.320kN 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式: N=1.20NG+1.40NQ 七、立杆的稳定性计算 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为: 其中N立杆的轴心压力设计值,N=16.15kN i计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm; A立杆净截面面积,A=4.890cm2 W――立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3; [f]――钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2; a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,a=0.30m; h——最大步距,h=1.20m; l0——计算长度,取1.200+2X0.300=1.800m; …——由长细比,为1800/16=114; L-I——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比10/i查表得到0.497; 经计算得到>=16150/(0.497X489)=66.498N/mm2; 不考虑风荷载时立杆的稳定性计算><[f],满足要求! 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为: 期M 风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式 MW=1.4Wklal02/8-Prl0/4 风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力Pr计算公式 Pr=5X1.4Wklal0/16 其中Wk――风荷载标准值(kN/m2); Wk=0.7X0.300X1.200X0.600=0.216kN/m2 h立杆的步距,1.20m; la立杆迎风面的间距,1.20m; lb与迎风面垂直方向的立杆间距,1.20m; 风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力Pr=5X1.4X0.216X1.200X1.800/16=0.204kN.m; 风荷载产生的弯矩Mw=1.4X0.216X1.200X1.800X1.800/8=0.055kN.m; Nw考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值; Nw=1.2X8.419+0.9X1.4X4.320+0.9X1.4X0.055/1.200=15.604kN 经计算得到>=15604/(0.497X489)+55000/5080=74.010N/mm2; 考虑风荷载时立杆的稳定性计算,<[f],满足要求! 风荷载作用下的内力计算: 架体中每个节点的风荷载转化的集中荷载w =0.216X1.200X1.200=0.311kN 节点集中荷载w在立杆中产生的内力wv=1.200/1.200X0.31仁0.311kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力ws=(1.200X1.200+1.200X1.200)1/2/1.200X0.311=0.440kN 支撑架的步数n=4;节点集中荷载w在立杆中产生的内力和为 0.440+(4.000-1)X0.440=1.760kN;节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和为4.000X0.311=1.244kN 架体自重为0.715kN;节点集中荷载w在立杆中产生的内力和小于扣件的抗滑承载力8kN,满足要求! 节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和大于架体自重: 不满足要求! 八、楼板强度的计算 (1)、计算楼板强度说明 验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取4.50m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。 宽度范围内配筋3级钢筋,配筋面积As=2700.0mm2fy=360.0N/mm2。 板的截面尺寸为bXh=4500mX200mm截面有效高度h0=180mm 按照楼板每7天浇筑一层,所以需要验算7天、10天、15天...的承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下: 丄屯匸 第2层倖左匚 =l=p J*•1L ◎ 纵距 1: g 宀二d亠44a. (2)、计算楼板混凝土7天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边4.50m,短边4.50X1.00=4.50m, 楼板计算范围内摆放4X4排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。 第2层楼板所需承受的荷载为 q=1X1.20X(0.35+25.00X0.20)+ 1X1.20X(0.72X4X4/4.50/4.50)+ 1.40X(2.00+1.00)=11.30kN/m2 计算单元板带所承受均布荷载q=4.50X11.30=50.84kN/m 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax=0.0513Xql2=0.0513X50.84X4.502=52.81kN.m 按照混凝土的强度换算得到7天后混凝土强度达到48.30%,C35.0混凝土强度近似等效为C16.9。 混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=8.11N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度: 屯=Asfy/bh0fcm=2700.00X360.00/(4500.00X180.00X 8.11)=0.15 查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 Js=0.139 此层楼板所能承受的最大弯矩为: M仁・sbh02fcm=0.139X4500.000X180.0002X8.1X 10-6=164.4kN.m 结论: 由于£Mi=164.45=164.45>Mmax=52.81 所以第7天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。 第2 层以下的模板支撑可以拆除。 10.2地下室墙体计算 取墙高为4800mm采用PE60系列的组合钢模板,横向背楞采用双©48钢管,间距为600mm竖向背楞采用双©48钢管,间距为700mm对拉螺杆双向间距600X700mm对拉螺杆采用M14 混凝土自重(丫c)为24kN/m3,强度等级C35,坍落度为14〜16cm,采用导管卸料,浇筑速度为1.2m/h,混凝土温度取20E,用插入式振捣器振捣。 荷载设计值: A.混凝土侧压力: 1、混凝土侧压力标准值: F1=0.22丫ct0B1B2V1/2=0.22X24X7X1.2X1.15X1.21/2=32.59kN/m2 F2=ycH=24X4.26=102.24kN/m2 取两者中小值,即F1=32.59kN/m2, 2、混凝土侧压力设计值: F=32.59X1.2X0.85=33.24kN/m2 倾倒混凝土时产生的水平荷载 查表为2kN/m2 荷载设计值为2X1.4X0.85=2.38kN/m2 F'=33.24+2.38=35.62kN/m2 B.面板验算 查表得6015模板(S=3mm得截面特征: A=24.56cm2Ix=58.87cm4 wx=13.02cm3,考虑到模板的实际尺寸,取计算模型为三跨连续梁,取三跨连续结构计算。 将面均布荷载化为线均布荷载,取1m宽板带计算, a.荷载计算 q2=33.24X0.6=19.944kN/m2(用于验算挠度),
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