24中 模板支架计算书
模板支架计算书
模板支架的计算依据《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》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
一、参数信息:
1. 脚手架参数
横向间距或排距(m):1.00;纵距(m):1.00;步距(m):1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;脚手架搭设高度(m):3.30; 采用的钢管(mm):Φ48×3.0 ;
扣件连接方式:双扣件,取扣件抗滑承载力系数:0.80;
板底支撑连接方式:方木支撑;
2. 荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):24.000; 楼板浇筑厚度(m):0.10;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.000;
3. 楼板参数
钢筋级别:三级钢HRB 400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi);楼板混凝土标号:C30; 每层标准施工天数:8;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):156000.000; 计算楼板的宽度(m):5.75;计算楼板的厚度(m):0.10;
计算楼板的长度(m):3.35;施工平均温度(℃):20.000;
4. 木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):10000.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):15.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm):2.000;木方的间隔距离(mm):300.000;
木方的截面宽度(mm):40.00;木方的截面高度(mm):80.00;
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图2 楼板支撑架荷载计算单元
二、模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:
W=4.000×8.000×8.000/6 = 42.67 cm3;
I=4.000×8.000×8.000×8.000/12 = 170.67 cm4;
方木楞计算简图
1. 荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q 1= 24.000×0.300×0.100 = 0.720 kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q 2= 0.350×0.300 = 0.105 kN/m ;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
p 1 = (2.000 + 2.000)×1.000×0.300 = 1.200 kN;
2. 强度验算:
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 = 1.2 × (q1 + q2) = 1.2×(0.720 + 0.105) = 0.990 kN/m;
集中荷载 p = 1.4×1.200=1.680 kN;
最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.680×1.000 /4 + 0.990×1.0002/8 = 0.544 kN ;
最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.680/2 +0.990×1.000/2 = 1.335 kN ; 方木最大应力计算值 σ= M /W = 0.544×106/42666.67 = 12.744 N/mm2; 方木的抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;
方木的最大应力计算值为 12.744 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13.0 N/mm2, 满足要求!
3. 抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
Q = ql/2 + P/2
截面抗剪强度必须满足:
T = 3Q/2bh
其中最大剪力: Q = 0.990×1.000/2+1.680/2 = 1.335 kN;
方木受剪应力计算值 T = 3 ×1.335×103/(2 ×40.000×80.000) = 0.626 N/mm2;
方木抗剪强度设计值 [T] = 2.000 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.626 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 2.000 N/mm2,满足要求!
4. 挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
均布荷载 q = q1 + q2 = 0.825 kN/m;
集中荷载 p = 1.200 kN;
最大挠度计算值 V= 5×0.825×1000.04 /(384×10000.000×1706666.667) +1200.000×1000.03 /( 48×10000.000×1706666.7) = 2.094 mm;
最大允许挠度 [V]=1000.000/ 250=4.000 mm;
方木的最大挠度计算值 2.094 mm 小于 方木的最大允许挠度 4.000 mm,满足要求!
三、板底支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P 取纵向板底支撑传递力,P = 0.990×1.000 + 1.680 = 2.670 kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
支撑钢管计算变形图(kN.m)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩 Mmax = 0.899 kN.m ;
最大变形 Vmax = 2.598 mm ;
最大支座力 Qmax = 9.710 kN ;
最大应力 σ= 200.177 N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205.000 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 200.177 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2, 满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150与10 mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,
双扣件承载力设计值取16.00kN ,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
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(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值, 取12.80 kN;
R-------纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 计算中R 取最大支座反力,R= 9.710 kN;
R
五、模板支架立杆荷载标准值(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 = 0.129×3.300 = 0.426 kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.350×1.000×1.000 = 0.350 kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 = 24.000×0.100×1.000×1.000 = 2.400 kN;
静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.176 kN;
2. 活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
活荷载标准值 NQ = (2.000+2.000 ) ×1.000×1.000 = 4.000 kN;
3. 不考虑风荷载时, 立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ = 9.411 kN;
六、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
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 9.411 kN;
σ---- 轴心受压立杆的稳定系数, 由长细比 Lo /i 查表得到;
i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.59 cm;
A ---- 立杆净截面面积(cm2) :A = 4.24 cm2;
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3) :W=4.49 cm3;
σ-------- 钢管立杆受压应力计算值 (N/mm2) ;
[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.000 N/mm2;
L0---- 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》,由下式计算
l0 = h+2a
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.100 m ;
得到计算结果:
立杆计算长度 L0 = h + 2a = 1.500+2×0.100 = 1.700 m ;
L0 / i = 1700.000 / 15.900=107.000 ;
由长细比 lo /i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.537 ;
钢管立杆受压应力计算值;σ=9411.236/(0.537×424.000) = 41.334 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ= 41.334 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f]= 205.000 N/mm2,满足要求!