1、地下室模板碗扣钢管高支撑架计算书PKPM楼板模板碗扣钢管高支撑架计算书依据规范: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JGJ 162-2008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JGJ 164-2008计算参数:钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。模板支架搭设高度为6.0m，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15m
2、m，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。木方4080mm，间距250mm，木方剪切强度1.6N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量10000.0N/mm2。梁顶托采用8080mm木方。模板自重0.50kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3，施工活荷载2.50kN/m2。扣件计算折减系数取1.00。 图 楼板支撑架立面简图 图 楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元采用的钢管类型为483.5。钢管惯性矩计算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W=(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
3、度。模板面板的按照三跨连续梁计算。静荷载标准值 q1 = 25.1000.1600.900+0.5000.900=4.064kN/m活荷载标准值 q2 = (0.000+2.500)0.900=2.250kN/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 = 90.001.501.50/6 = 33.75cm3； I = 90.001.501.501.50/12 = 25.31cm4；(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
4、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(1.204.064+1.402.250)0.2500.250=0.050kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.05010001000/33750=1.487N/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(1.204.064+1.42.250)0.250=1.204kN截面抗剪强度计算值 T=31204.0/(2900.00015.000)=0.134N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.4
5、0N/mm2面板抗剪强度验算 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 = 0.6774.0642504/(1009000253125)=0.047mm面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!二、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 = 25.1000.1600.250=1.004kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.5000.250=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
6、到，活荷载标准值 q2 = (2.500+0.000)0.250=0.625kN/m静荷载 q1 = 1.201.004+1.200.125=1.355kN/m活荷载 q2 = 1.400.625=0.875kN/m计算单元内的木方集中力为(0.875+1.355)0.900=2.007kN2.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 = 2.007/0.900=2.230kN/m最大弯矩 M = 0.1ql2=0.12.230.900.90=0.181kN.m最大剪力 Q=0.60.9002.230=1.204kN最大支座力 N=1.10.9002.230=2.208kN木方
7、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: W = 4.008.008.00/6 = 42.67cm3； I = 4.008.008.008.00/12 = 170.67cm4；(1)木方抗弯强度计算抗弯计算强度 f = M/W =0.181106/42666.7=4.23N/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=31204/(24080)=0.564N/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
8、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)得到q=1.129kN/m最大变形v=0.677ql4/100EI=0.6771.129900.04/(10010000.001706667.0)=0.294mm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= 2.208kN均布荷载取托梁的自重 q= 0.061kN/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
9、算结果如下： 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= 0.722kN.m经过计算得到最大支座 F= 8.830kN经过计算得到最大变形 V= 0.614mm顶托梁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: W = 8.008.008.00/6 = 85.33cm3； I = 8.008.008.008.00/12 = 341.33cm4；(1)顶托梁抗弯强度计算抗弯计算强度 f = M/W =0.722106/85333.3=8.46N/mm2顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!(2)顶托梁抗剪计算截面抗剪强度必须满足: T = 3
10、Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=35490/(28080)=1.287N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.60N/mm2顶托梁的抗剪强度计算满足要求!(3)顶托梁挠度计算 最大变形 v =0.614mm顶托梁的最大挠度小于900.0/250,满足要求!四、立杆的稳定性计算荷载标准值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)脚手架钢管的自重(kN)： NG1 = 0.1666.000=0.995kN钢管的自重计算参照扣件式规范附录A 满堂架自重标准值，设计人员可根据情况修改。(2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.5000.9000.900=
11、0.405kN(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 25.1000.1600.9000.900=3.253kN经计算得到，静荷载标准值 NG = (NG1+NG2+NG3) = 4.653kN。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+0.000)0.9000.900=2.025kN3.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 = 8.42kN i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58c
12、m； 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=0.50m； h 最大步距，h=1.20m； l0 计算长度，取1.200+20.500=2.200m； 由长细比，为2200/16=139； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到0.353；经计算得到=8418/(0.353489)=48.769N/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： 风荷载设计值产生的
13、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=51.4Wklal0/16其中 Wk 风荷载标准值(kN/m2)； Wk=uzusw0 = 0.3001.0001.040=0.312kN/m2 h 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=51.40.3120.9002.200/16=0.270kN.m；风荷载产生的弯矩 Mw=1.40.3120.9002.2002.200/8-0.2702.200/4=
14、0.089kN.m； Nw 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值； Nw=1.24.653+0.91.42.025+0.91.40.089/0.900=8.260kN经计算得到=8260/(0.353489)+89000/5080=63.651N/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 =0.3120.9001.200=0.337kN节点集中荷载w在立杆中产生的内力 wv=1.200/0.9000.337=0.449kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力 ws=(1.2001.200+0.9000.900)1/2/0.9000.337=0.562kN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0.562+(4.000-1)0.562=2.246kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和为4.0000.449=1.797kN架体自重为0.995kN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!
