梁模板门架计算书门架型号为MF1219扣件连接方式为单扣件承重架类型为门架平行与梁截面.docx
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梁模板门架计算书门架型号为MF1219扣件连接方式为单扣件承重架类型为门架平行与梁截面
施工安全计算书
计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》等规范编制。
梁段:
L1。
1--立杆;2--立杆加强杆;3--横杆;4--横杆加强杆
计算门架的几何尺寸图
一、参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):
0.25;
梁截面高度D(m):
0.75
门架型号:
MF1219;
扣件连接方式:
单扣件;
脚手架搭设高度(m):
4.00
承重架类型设置:
门架平行与梁截面;
门架横距La(m):
1.00;
门架纵距Lb(m):
1.00;
门架几何尺寸:
b(mm):
1219.00,b1(mm):
750.00,h0(mm):
1930.00,h1(mm):
1536.00,h2(mm):
100.00,步距(m):
1950.00;
加强杆的钢管类型:
φ48×3.5;
立杆钢管类型:
φ48×3.5;
2.荷载参数
模板自重(kN/m2):
0.35;
钢筋自重(kN/m3):
1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
0.0;
新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):
18.0;
倾倒混凝土侧压力(kN/m2):
2.0;
振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):
2.0
3.材料参数
木材品种:
杉木;
木材弹性模量E(N/mm2):
9000.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
11.0;
木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.4;
面板类型:
胶合面板;
钢材弹性模量E(N/mm2):
210000.0;
钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
205.0;
面板弹性模量E(N/mm2):
9500.0;
面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):
13.0;
4.梁底模板参数
梁底横向支撑类型:
方木;
梁底横向方木截面宽度(mm):
60.0
梁底横向方木截面高度(mm):
80.0
梁底纵向方木截面宽度(mm):
60.0
梁底纵向方木截面高度(mm):
80.0
梁底横向支撑间隔距离(mm):
200.0
面板厚度(mm):
18.0
5.梁侧模板参数
主楞间距(mm):
500;
次楞间距(mm):
300;
穿梁螺栓水平间距(mm):
500;
穿梁螺栓竖向间距(mm):
300;
穿梁螺栓直径(mm):
M12;
主楞龙骨材料:
木楞,,宽度60mm,高度80mm;
次楞龙骨材料:
木楞,,宽度40mm,高度60mm;
二、梁模板荷载标准值计算
1.梁侧模板荷载
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
其中γ--混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
T--混凝土的入模温度,取20.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取0.750m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.000;
β2--混凝土坍落度影响修正系数,取0.850。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别为40.549kN/m2、18.000kN/m2,取较小值18.000kN/m2作为本工程计算荷载。
三、梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾
倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
计算的原则是按照龙骨的间
距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。
面板计算简图
1.抗弯验算
其中,σ--面板的弯曲应力计算值(N/mm2);
M--面板的最大弯距(N.mm);
W--面板的净截面抵抗矩,W=50.00×1.8×1.8/6=27.00cm3;
[f]--面板的抗弯强度设计值(N/mm2);
按以下公式计算面板跨中弯矩:
其中,q--作用在模板上的侧压力,包括:
新浇混凝土侧压力设计值:
q1=1.2×0.50×18.00×0.90=9.72kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值:
q2=1.4×0.50×2.00×0.90=1.26kN/m;
q=q1+q2=9.720+1.260=10.980kN/m;
计算跨度(内楞间距):
l=300.00mm;
面板的最大弯距M=0.1×10.98×300.002=9.88×104N.mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=9.88×104/2.70×104=3.660N/mm2;
面板的抗弯强度设计值:
[f]=13.000N/mm2;
面板的受弯应力计算值σ=3.660N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=18.00×0.50=9.00N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
l=300.00mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=9500.00N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.677×9.00×300.004/(100×9500.00×2.43×105)=0.214mm;
面板的最大容许挠度值:
[ω]=l/250=300.000/250=1.200mm;
面板的最大挠度计算值ω=0.214mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=1.200mm,满足要求!
四、梁侧模板内外楞的计算
1.内楞计算
内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,龙骨采用木楞,截面宽度40mm,截面高度60mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=40×60×60/6=24.00cm3;
I=40×60×60×60/12=72.00cm4;
内楞计算简图
(1).内楞强度验算
强度验算计算公式如下:
其中,σ--内楞弯曲应力计算值(N/mm2);
M--内楞的最大弯距(N.mm);
W--内楞的净截面抵抗矩;
[f]--内楞的强度设计值(N/mm2)。
按以下公式计算内楞跨中弯矩:
其中,作用在内楞的荷载,q=(1.2×18.000×0.90+1.4×2.000×0.90)×0.300/1=6.59kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距):
l=500mm;
内楞的最大弯距:
M=0.1×6.59×500.002=1.65×105N.mm;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=1.65×105/2.40×104=6.863N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值:
[f]=11.000N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值σ=6.863N/mm2内楞的抗弯强度设计值小于[f]=11.000N/mm2,满足要求!
(2).内楞的挠度验算
其中E--面板材质的弹性模量:
9000.00N/mm2;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=18.00×0.30/1=5.40N/mm;
l--计算跨度(外楞间距):
l=500.00mm;
I--面板的截面惯性矩:
E=7.20×105N/mm2;
内楞的最大挠度计算值:
ω=0.677×5.40×500.004/(100×9000.00×7.20×105)=0.353mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ω]=2.000mm;
内楞的最大挠度计算值ω=0.353mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=2.000mm,满足要求!
2.外楞计算
外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,外龙骨采用木楞,截面宽度60mm,截面高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=60×80×80/6=64.00cm3;
I=60×80×80×80/12=256.00cm4;
外楞计算简图
(1).外楞抗弯强度验算
其中σ--外楞受弯应力计算值(N/mm2)
M--外楞的最大弯距(N.mm);
W--外楞的净截面抵抗矩;
[f]--外楞的强度设计值(N/mm2)。
最大弯矩M按下式计算:
其中,作用在外楞的荷载:
P=(1.2×18.00×0.90+1.4×2.00×0.90)×0.50×0.30/1=3.29kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距):
l=300mm;
外楞的最大弯距:
M=0.175×3294.000×300.000=1.73×105N.mm
经计算得到,外楞的受弯应力计算值:
σ=1.73×105/6.40×104=2.702N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值:
[f]=11.000N/mm2;
外楞的受弯应力计算值σ=2.702N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=11.000N/mm2,满足要求!
(2).外楞的挠度验算
其中E--外楞的弹性模量,其值为9000.00N/mm2;
p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
p=18.00×0.50×0.30/1=2.70KN;
l--计算跨度(拉螺栓间距):
l=300.00mm;
I--面板的截面惯性矩:
I=2.56×106mm4;
外楞的最大挠度计算值:
ω=1.146×2.70×103×300.003/(100×9000.00×2.56×106)=0.036mm;
外楞的最大容许挠度值:
[ω]=1.200mm;
外楞的最大挠度计算值ω=0.036mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=1.200mm,满足要求!
五、穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
其中N--穿梁螺栓所受的拉力;
A--穿梁螺栓有效面积(mm2);
f--穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170.000N/mm2;
查表得:
穿梁螺栓的直径:
12mm;
穿梁螺栓有效直径:
9.85mm;
穿梁螺栓有效面积:
A=76mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力:
N=18.000×0.500×0.300×2=5.400kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值:
[N]=170.000×76/1000=12.920kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力N=5.400kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.920kN,满足要求!
六、梁底模板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。
计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
1.抗弯强度验算
计算公式如下:
其中,M--面板计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(梁底支撑间距):
l=200.000mm;
q--作用在模板上的压力线荷载,它包括:
新浇混凝土及钢筋荷载设计值
q1:
1.2×(24.000+1.500)×0.750×0.250×0.90=5.164kN/m;
模板结构自重荷载:
q2:
1.2×0.350×0.250×0.90=0.095kN/m
振捣混凝土时产生的荷载设计值
q3:
1.4×2.000×0.250×0.90=0.630kN/m;
q=q1+q2+q3=5.164+0.095+0.630=5.888kN/m;
面板的最大弯距:
M=0.1×5.888×200.0002=23553.000N.mm;
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中,σ--面板承受的应力(N/mm2);
M--面板计算最大弯距(N.mm);
W--面板的截面抵抗矩
b:
面板截面宽度,h:
面板截面厚度;
W=0.250×103×18.0002/6=13500.000mm3;
f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:
σ=M/W=23553.000/13500.000=1.745N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:
σ=1.745N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
根据《建筑施工计算手册》钢度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:
q=((24.0+1.50)×0.750+0.35)×0.25=4.87N/mm;
l--计算跨度(梁底支撑间距):
l=200.00mm;
E--面板的弹性模量:
E=9500.0N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=25.000×1.8003/12=12.150cm4;
面板的最大允许挠度值:
[ω]=200.0/250=0.800mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.677×4.869×200.04/(100×9500.0×1.22×105)=0.045mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.045mm小于面板的最大允许挠度值:
[ω]=0.800mm,满足要求!
七、梁底纵、横向支撑计算
(一)、梁底横向支撑计算
本工程梁底横向支撑采用方木60.000mm×80.000mm。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1:
=(24.000+1.500)×0.750×0.200=3.825kN/m;
(2)模板的自重荷载(kN/m):
q2:
=0.350×(2×0.750+0.250)/0.250×0.200=0.210kN/m
(3)活荷载为振捣混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值
P1:
=2.000×0.200=0.400kN;
均布荷载设计值:
q=1.2×3.825×0.90+1.2×0.210×0.90=4.358kN/m;
集中荷载设计值:
P=1.4×0.400×0.90=0.504kN;
均布荷载标准值:
q=3.825+0.210=4.035kN/m;
2.抗弯强度验算:
最大弯矩计算公式如下:
其中,M--计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(门架宽度);l=1219.000mm;
q--作用在模板上的均布荷载设计值;q=4.358kN/m
p--作用在模板上的集中荷载设计值;p=0.504kN
a--计算简图a段长度;a=(1.219-0.250)/2=0.485m
c--计算简图c段长度;c=0.250m
最大弯距:
M=4.358×0.250×(0.485×1.219-0.250)/8+0.504×1.219/4=0.200kN.m;
按以下公式进行梁底横向支撑抗弯强度验算:
其中,σ--梁底横向支撑承受的应力(N/mm2);
M--梁底横向支撑计算最大弯距(N.mm);
W--梁底横向支撑的截面抵抗矩
b:
板底横向支撑截面宽度,h:
板底横向支撑截面厚度;
W=60.000×80.0002/6=64000.000mm3
f--梁底横向支撑截面的抗弯强度设计值(N/mm2);f=11.000N/mm2;
梁底横向支撑截面的最大应力计算值:
σ=M/W=0.200×106/64000.000=3.125N/mm2;
木方的最大应力计算值3.125N/mm2小于木方抗弯强度设计值11.000N/mm2,满足要求!
3.抗剪强度验算
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力:
V=4.358×0.250/2+0.504/2=1.341kN;
梁底横向支撑受剪应力计算值T=3×1.341×103/(2×60.000×80.000)=0.419N/mm2;
梁底横向支撑抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2;
梁底横向支撑的受剪应力计算值:
T=0.419N/mm2小于木方抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2,满足要求!
4.挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载最不利分配的挠度,计算公式如下:
其中,ω--计算最大挠度(N.mm);
l--计算跨度(门架宽度);l=1219.000mm;
q--作用在模板上的均布荷载标准值;q=4.035kN/m
E--梁底横向支撑弹性模量;E=9000.000N/mm2
I--梁底横向支撑截面惯性矩;I=2560000.000mm4
梁底横向支撑最大挠度计算值ω=4.035×250×(8×12193-4×2502×1219+2503)/(384×9000×2560000)=1.616mm;
梁底横向支撑的最大允许挠度[ω]=1219.000/250=4.876mm;
梁底横向支撑的最大挠度计算值:
ω=1.616mm小于梁底横向支撑的最大允许挠度[ω]=4.876mm,满足要求!
(二)、梁底纵向支撑计算
本工程梁底纵向支撑采用方木60.000mm×80.000mm。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN):
p1:
=(24.000+1.500)×0.750×0.250×0.200/2=0.478kN;
(2)模板的自重荷载(kN):
p2:
=0.350×(2×0.750+0.250)×0.200/2=0.061kN
(3)活荷载为振捣混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值
P3:
=2.000×0.250×0.200/2=0.050kN;
经计算得到,活荷载标准值
集中荷载设计值:
P=1.2×(0.478+0.061)+1.4×0.050=0.717kN;
2.抗弯强度及挠度验算:
梁底纵向支撑,按集中荷载三跨连续梁计算(附计算简图):
梁底纵向支撑计算简图
梁底纵向支撑梁弯矩图(kN.m)
梁底纵向支撑梁剪力图(kN)
梁底纵向支撑梁变形图(mm)
最大弯矩:
M=0.344kN.m
最大剪力:
V=3.931kN
最大变形(挠度):
ω=0.046mm
按以下公式进行梁底纵向支撑抗弯强度验算:
其中,σ--梁底纵向支撑承受的应力(N/mm2);
M--梁底纵向支撑计算最大弯距(N.mm);
W--梁底纵向支撑的截面抵抗矩:
b:
板底纵向支撑截面宽度,h:
板底纵向支撑截面厚度;
W=60.000×80.0002/6=64000.000mm3
[f]--梁底纵向支撑截面的抗弯强度设计值(N/mm2)[f]=11.000N/mm2;
[w]--最大容许挠度(mm)[w]=1219.000/250=4.876mm;
梁底纵向支撑截面的最大应力计算值:
σ=M/W=0.344×106/64000.000=5.380N/mm2
木方的最大应力计算值5.380N/mm2小于木方抗弯强度设计值11.000N/mm2,满足要求!
梁底纵向支撑的最大挠度计算值:
ω=0.046mm小于梁底横向支撑的最大允许挠度[ω]=4.876mm,满足要求!
3.抗剪强度验算
截面抗剪强度必须满足:
梁底纵向支撑受剪应力计算值T=3×3.931×103/(2×60.000×80.000)=1.228N/mm2;
梁底纵向支撑抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2;
梁底纵向支撑的受剪应力计算值1.228N/mm2小于木方抗剪强度设计值1.400N/mm2,满足要求!
八、门架荷载计算
1.静荷载计算
静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架自重产生的轴向力NGK1(kN/m)
门架的每跨距内,每步架高内的构配件及其重量分别为:
门架MF12191榀0.224kN
交叉支撑2副2×0.040=0.080kN
连接棒2个2×0.165=0.330kN
锁臂2副2×0.184=0.368kN
合计1.002kN
经计算得到,每米高脚手架自重合计NGk1=0.514kN/m。
(2)加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力NGK2(kN/m)
剪刀撑采用Φ48×3.5mm钢管,按照5步4跨设置
剪刀撑与水平面夹角:
α=arctg((4×1.95)/(5×1.00))=57.34
每米脚手架高中剪刀撑自重:
2×37.632×10-3×(5×1.000)/cosα/(4×1.950)=0.089kN/m;
水平加固杆采用Φ48×3.5mm钢管,按照5步4跨设置,每米脚手架高中水平加固杆自重:
37.632×10-3×(5×1.000)/(4×1.950)=0.024kN/m;
每跨内的直角扣件4个,旋转扣件4个,每米高的扣件自重:
(4×0.0135+4×0.0145)/1.950=0.057kN/m;
每米高的附件重量为0.010kN/m;
经计算得到,每米高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计NGk2=0.124kN/m;
(3)梁钢筋混凝土、模板及梁底支撑等产生的轴向力NGK3(kN)
1)钢筋混凝土梁自重(kN):
(24.000+1.500)×0.250×0.750×1.000=4.781kN;
2)模板的自重荷载(kN):
0.350×(2×0.750+0.250)×1.000=0.612kN;
经计算得到,梁钢筋混凝土、模板及梁底支撑等产生的轴向力合计NGk3=5.394kN/m;
静荷载标准值总计为NG=(NGK1+NGK2)×4.000+NGk3=7.943kN;
2.活荷载计算
活荷载为振捣混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值
NQ=2.000×0.250×1.000=0.500k
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- 模板 计算 书门架 型号 MF1219 扣件 连接 方式 承重 类型 平行 截面