碗扣钢管楼板模板支架计算书

安全设施计算软件(2014)PKPM软件出品碗扣钢管楼板模板支架计算书依据规范:《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《钢结构设计规范》GB50017-2003《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ164-2008计算参数:钢管强度为205.0N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。模板支架搭设高度为4.5m，立杆的纵距b=0.90m，立杆的横距l=0.90m，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/mm2。木方33×88mm，间距250mm，木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。梁顶托采用双钢管φ48×2.8mm。模板自重0.50kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3。倾倒混凝土荷载标准值2.00kN/m2，施工均布荷载标准值2.50kN/m2。安全设施计算软件(2014)PKPM软件出品图1楼板支撑架立面简图图2楼板支撑架荷载计算单元采用的钢管类型为φ48×2.8。钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64，抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。一、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=25.500×0.300×0.900+0.500×0.900=7.335kN/m安全设施计算软件(2014)PKPM软件出品活荷载标准值q2=(2.000+2.500)×0.900=4.050kN/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:截面抵抗矩W=bh2/6=90.00×1.80×1.80/6=48.60cm3；截面惯性矩I=bh3/12=90.00×1.80×1.80×1.80/12=43.74cm4；式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。(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=0.100×(1.20×7.335+1.40×4.050)×0.250×0.250=0.090kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.090×1000×1000/48600=1.861N/mm2面板的抗弯强度验算f[f],满足要求!(2)抗剪计算T=3Q/2bh[T]其中最大剪力Q=0.600×(1.20×7.335+1.4×4.050)×0.250=2.171kN截面抗剪强度计算值T=3×2171.0/(2×900.000×18.000)=0.201N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2面板抗剪强度验算T[T]，满足要求!安全设施计算软件(2014)PKPM软件出品(3)挠度计算v=0.677ql4/100EI[v]=l/250面板最大挠度计算值v=0.677×7.335×2504/(100×6000×437400)=0.074mm面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!二、模板支撑木方的计算木方按照均布荷载计算。1.荷载的计算(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.500×0.300×0.250=1.913kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12=0.500×0.250=0.125kN/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=(2.500+2.000)×0.250=1.125kN/m静荷载q1=1.20×1.913+1.20×0.125=2.445kN/m活荷载q2=1.40×1.125=1.575kN/m计算单元内的木方集中力为(1.575+2.445)×0.900=3.618kN2.木方的计算按照三跨连续梁计算，计算公式如下:均布荷载q=P/l=3.618/0.900=4.020kN/m安全设施计算软件(2014)PKPM软件出品最大弯矩M=0.1ql2=0.1×4.02×0.90×0.90=0.326kN.m最大剪力Q=0.6ql=0.6×0.900×4.020=2.171kN最大支座力N=1.1ql=1.1×0.900×4.020=3.980kN木方的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:截面抵抗矩W=bh2/6=3.30×8.80×8.80/6=42.59cm3；截面惯性矩I=bh3/12=3.30×8.80×8.80×8.80/12=187.41cm4；式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。(1)木方抗弯强度计算抗弯计算强度f=M/W=0.326×106/42592.0=7.65N/mm2木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!(2)木方抗剪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=3×2171/(2×33×88)=1.121N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2木方的抗剪强度计算满足要求!(3)木方挠度计算挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值，均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距)安全设施计算软件(2014)PKPM软件出品得到q=2.037kN/m最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×2.037×900.04/(100×9000.00×1874048.0)=0.537mm木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!三、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=3.980kN均布荷载取托梁的自重q=0.075kN/m。托梁计算简图托梁弯矩图(kN.m)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：托梁变形计算受力图9009009003.98kN3.98kN3.98kN3.98kN3.98kN3.98kN3.98kN3.98kN3.98kN3.98kN3.98kN0.07kN/mAB1.1381.3006.116.102.122.101.881.905.885.909.889.886.005.992.011.991.992.015.996.009.889.885.905.881.901.882.102.126.106.119009009002.02kN2.02kN2.02kN2.02kN2.02kN2.02kN2.02kN2.02kN2.02kN2.02kN2.02kN0.07kN/mAB安全设施计算软件(2014)PKPM软件出品托梁变形图(mm)经过计算得到最大弯矩M=1.299kN.m经过计算得到最大支座F=15.883kN经过计算得到最大变形V=0.897mm顶托梁的截面力学参数为截面抵抗矩W=8.50cm3；截面惯性矩I=20.39cm4；(1)顶托梁抗弯强度计算抗弯计算强度f=M/W=1.299×106/1.05/8496.0=145.62N/mm2顶托梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!(2)顶托梁挠度计算最大变形v=0.897mm顶托梁的最大挠度小于900.0/400,满足要求!四、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=0.133×4.450=0.590kN0.8970.067安全设施计算软件(2014)PKPM软件出品(2)模板的自重(kN)：NG2=0.500×0.900×0.900=0.405kN(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=25.500×0.300×0.900×0.900=6.197kN经计算得到，静荷载标准值NG=(NG1+NG2+NG3)=7.192kN。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=(2.500+2.000)×0.900×0.900=3.645kN3.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五、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=13.73kNi——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；A——立杆净截面面积，A=3.974cm2；安全设施计算软件(2014)PKPM软件出品W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.248cm3；[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=0.50m；h——最大步距，h=1.20m；l0——计算长度，取1.200+2×0.500=2.200m；λ——由长细比，为2200/16=137；φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.363；经计算得到σ=13733/(0.363×397)=95.316N/mm2；不考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ[f],满足要求!考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：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=5×1.4Wklal0/16其中Wk——风荷载标准值(kN/m2)；Wk=uz×us×w0=0.400×0.650×0.241=0.063kN/m2h——立杆的步距，1.20m；la——立杆迎风面的间距，0.90m；lb——与迎风面垂直方向的立杆间距，0.90m；风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力Pr=5×1.4×0.063×0.900×2.200/16=0.054kN.m；风荷载产生的弯矩Mw=1.4×0.063×0.900×2.200×2.200/8-0.054×2.200/4=0.018kN.m；Nw——考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；Nw=1.2×7.192+0.9×1.4×3.645+0.9×1.4×0.018/0.900=13.248kN经计算得到σ=13248/(0.363×397)+18000/4248=95.743N/mm2；安全设施计算软件(2014)PKPM软件出品考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ[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=0.063×0.900×1.200=0.068kN节点集中荷载w在立杆中产生的内力wv=1.200/0.900×0.068=0.090kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力ws=(1.200×1.200+0.900×0.900)1/2/0.900×0.068=0.113kN支撑架的步数n=3节点集中荷载w在立杆中产生的内力和为0.113+(3.000-1)×0.113=0.338kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和为3.000×0.090=0.271kN架体自重为0.590kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和小于架体自重,满足要求!六、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8.40m，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=7560.0mm2，fy=360.0N/mm2。板的截面尺寸为b×h=8400mm×300mm，截面有效高度h0=280mm。按照楼板每5天浇筑一层，所以需要验算5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：安全设施计算软件(2014)PKPM软件出品2.计算楼板混凝土5天的强度是否满足承载力要求楼板计算长边8.40m，短边8.40×1