高層住宅樓消防連廊模板支架力學(xué)計算

1、消防連廊模板支架力學(xué)計算4.1梁模板支撐架計算（按最不利工況梁的截面200mm×500mm計算） 梁模板支架剖面圖 梁模板支架平面圖A、參數(shù)信息1、 模板支撐及構(gòu)造參數(shù)(1) 梁截面寬度 B(m)：0.20；梁截面高度 D(m)：0.50；(2)(3)(4)(5) 立桿步距h(m)：1.20；板底承重立桿橫向間距或排距Lb(m)：0.90；(6)(7) 采用的鋼管類型為48×3.5；(8) 立桿承重連接方式：單扣件，考慮扣件質(zhì)量及保養(yǎng)情況，取扣件抗滑承載力折減系數(shù)：0.85；2、 荷載參數(shù)(1) 新澆混凝土重力密度(kN/m3)：24.00；(2) 模板自重(kN/m2)：

2、0.35；(3)(4) 振搗混凝土對梁底模板荷載(kN/m2)：2.0；(5) 振搗混凝土對梁側(cè)模板荷載(kN/m2)：4.0；3、 材料參數(shù)4、5、6、7、 梁底模板參數(shù)(1) 梁底方木截面寬度b(mm)：40.0；梁底方木截面高度h(mm)：80.0；(2) 梁底縱向支撐根數(shù)：2；8、 梁側(cè)模板參數(shù)B、梁側(cè)模板荷載計算按施工手冊，新澆混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力，按下列公式計算，并取其中的較小值: F=0.22t12V1/2 F=H其中 - 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3； 2- 混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取1.150。分別計算得 37.183 kN/m2、14.400 kN/

3、m2，取較小值14.400 kN/m2作為本工程計算荷載。C、梁側(cè)模板面板的計算面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗算其抗彎強度和剛度。強度驗算要考慮新澆混凝土側(cè)壓力和振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載；撓度驗算只考慮新澆混凝土側(cè)壓力。次楞的根數(shù)為3根。面板按照均布荷載作用下的兩跨連續(xù)梁計算。 面板計算簡圖(單位：mm)1、 強度計算材料抗彎強度驗算公式如下：其中 ，q - 作用在模板上的側(cè)壓力，包括：新澆混凝土側(cè)壓力設(shè)計值: q1= 1.2×0.7×14.4=12.096kN/m；振搗混凝土荷載設(shè)計值: q2= 1.4×0.7×4=3.92kN/m；2、3、4、5、 撓度驗算

4、= 0.521ql4/(100EI)=l/250 q-作用在模板上的新澆筑混凝土側(cè)壓力線荷載設(shè)計值: q = q1= 12.096N/mm； l-計算跨度: l = (500-120)/(3-1)=190mm； E-面板材質(zhì)的彈性模量: E = 9500N/mm2； I-面板的截面慣性矩: I = 70×1.8×1.8×1.8/12=34.02cm4；D、梁側(cè)模板支撐的計算1、 次楞計算次楞直接承受模板傳遞的荷載，按照均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算。次楞均布荷載按照面板最大支座力除以面板計算寬度得到：q = 3.804/0.700= 5.434kN/m本工程中，次

5、楞采用木方，寬度40mm，高度80mm，截面慣性矩I，截面抵抗矩W和彈性模量E分別為:W = 1×4×8×8/6 = 42.67cm3；I = 1×4×8×8×8/12 = 170.67cm4；E = 9000.00 N/mm2； 計算簡圖 剪力圖(kN) 彎矩圖(kN·m) 變形圖(mm)經(jīng)過計算得到最大彎矩 M = 0.266 kN·m，最大支座反力 R= 4.184 kN，最大變形 = 0.585 mm（1）次楞強度驗算（2）次楞的撓度驗算次楞的最大容許撓度值: = 700/400=1.75mm；次

6、楞的最大撓度計算值 =0.585mm 小于 次楞的最大容許撓度值 =1.75mm，滿足要求！2、 主楞計算 主楞計算簡圖 主楞彎矩圖(kN·m) 主楞變形圖(mm) 經(jīng)過計算得到最大彎矩 M= 0.282 kN·m，最大支座反力 R= 6.489 kN，最大變形 = 0.061 mm（1）主楞抗彎強度驗算（2）主楞的撓度驗算根據(jù)連續(xù)梁計算得到主楞的最大撓度為 0.061 mm主楞的最大容許撓度值: = 245/400=0.612mm；主楞的最大撓度計算值 =0.061mm 小于 主楞的最大容許撓度值 =0.612mm，滿足要求！E、梁底模板計算 I = 900×1

7、8×18×18/12 = 4.37×105mm4；底模面板計算簡圖1、 抗彎強度驗算2、3、4、 撓度驗算根據(jù)建筑施工計算手冊剛度驗算采用標準荷載，同時不考慮振動荷載作用。最大撓度計算公式如下：= 5ql4/(384EI)=l/250其中，q-作用在模板上的壓力線荷載:q =q1/1.2=11.790kN/m； l-計算跨度(梁底支撐間距): l =200.00mm； E-面板的彈性模量: E = 9500.0N/mm2；面板的最大允許撓度值: =200.00/250 = 0.800mm；面板的最大撓度計算值: = 5×14.148×2004/

8、(384×9500×4.37×105)=0.071mm；面板的最大撓度計算值: =0.071mm 小于 面板的最大允許撓度值: =0.8mm，滿足要求！F、梁底支撐的計算1、2、 荷載的計算：梁底支撐小楞的均布荷載按照面板最大支座力除以面板計算寬度得到：q=1.59/0.7=2.272kN/m3、 方木的支撐力驗算方木計算簡圖(1)(2) 方木強度驗算:計算公式如下:(3)(4) 方木抗剪驗算：截面抗剪強度必須滿足: = 3V/(2bh0)其中最大剪力: V =0.6×2.272×0.9 = 1.227 kN；方木受剪應(yīng)力計算值 = 3

9、5;1.227×1000/(2×40×80) = 0.575 N/mm2；方木抗剪強度設(shè)計值 = 1.5 N/mm2；方木的受剪應(yīng)力計算值 0.575 N/mm2 小于 方木抗剪強度設(shè)計值 1.5 N/mm2,滿足要求!(5) 方木撓度驗算:4、5、6、 支撐小橫桿的強度驗算梁底模板邊支撐傳遞的集中力：P1=RA=2.045kN梁兩側(cè)部分樓板混凝土荷載及梁側(cè)模板自重傳遞的集中力：P2=(0.700-0.200)/4×0.900×(1.2×0.120×24.000+1.4×3.000)+1.2×2×

10、;0.900×(0.500-0.120)×0.350=1.149kN 簡圖(kN·m) 剪力圖(kN) 彎矩圖(kN·m) 變形圖(mm)經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到：支座力:G、扣件抗滑移的計算:按規(guī)范表,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，扣件抗滑承載力系數(shù)0.85，該工程實際的單扣件承載力取值為6.80kN?？v向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范): R RcH、立桿的穩(wěn)定性計算:立桿的穩(wěn)定性計算公式 = N/(A)f梁兩側(cè)立桿穩(wěn)定性驗算： 根據(jù)扣件式規(guī)范，立桿計算長度lo有兩個計算公式lo=kh和lo=h+2a， 為安全計

11、，取二者間的大值，即: lo = Max1.155×1.7×1.2,1.2+2×0.05= 2.356 m； k - 計算長度附加系數(shù)，取值為：1.155 ； - 計算長度系數(shù)，參照扣件式規(guī)范表，=1.7； a - 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a=0.05m; 得到計算結(jié)果: 立桿的計算長度 lo/i = 2356.2 / 15.8 = 149 ； >>>詳細資料請見 >>>更多資料請見4.2板模板支撐架計算A、參數(shù)信息:1、 模板支架參數(shù)橫向間距或排距(m):0.70；縱距(m):0.90；步距(m):1.2

12、0；立桿上端伸出至模板支撐點長度(m):0.05；模板支架搭設(shè)高度(m):2.42；采用的鋼管(mm):48×3.5 ；板底支撐連接方式:方木支撐；立桿承重連接方式:單扣件，取扣件抗滑承載力系數(shù):0.85；2、 荷載參數(shù)3、4、5、 材料參數(shù)面板采用膠合面板，厚度為18mm；板底支撐采用方木；面板彈性模量E(N/mm2):9500；面板抗彎強度設(shè)計值(N/mm2):13；木方彈性模量E(N/mm2):9000.000；木方抗彎強度設(shè)計值(N/mm2):13.000；木方抗剪強度設(shè)計值(N/mm2):1.500；木方的間隔距離(mm):300.000；木方的截面寬度(mm):40.00

13、；木方的截面高度(mm):80.00； 板模板支架立面圖 板支架荷載計算單元B、模板面板計算:模板面板為受彎構(gòu)件,按三跨連續(xù)梁對面板進行驗算其抗彎強度和剛度模板面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：W = 90×1.82/6 = 48.6 cm3；I = 90×1.83/12 = 43.74 cm4；模板面板的按照三跨連續(xù)梁計算。面板計算簡圖1、荷載計算2、強度計算計算公式如下:M=0.1ql2其中：q=1.2×3.015+1.4×2.7= 7.398kN/m最大彎矩M=0.1×7.398×3002= 66582 N·mm

14、；面板最大應(yīng)力計算值 =M/W= 66582/48600 = 1.37 N/mm2；面板的抗彎強度設(shè)計值 f=13 N/mm2；面板的最大應(yīng)力計算值為 1.37 N/mm2 f=13 N/mm2,滿足要求!3、撓度計算C、模板支撐方木的計算:方木按照三跨連續(xù)梁計算，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=b×h2/6=4×8×8/6 = 42.67 cm3；I=b×h3/12=4×8×8×8/12 = 170.67 cm4；方木楞計算簡圖（mm）1、荷載的計算：2、強度驗算:計算公式如下:M=0.1ql2均布荷載 q = 1.

15、2 × q1+ 1.4 ×q2 = 1.2×1.005+1.4×0.9 = 2.466 kN/m；最大彎矩 M = 0.1ql2 = 0.1×2.466×0.92 = 0.2 kN·m；方木最大應(yīng)力計算值 = M /W = 0.2×106/42666.67 = 4.682 N/mm2；方木的抗彎強度設(shè)計值 f=13.000 N/mm2；方木的最大應(yīng)力計算值為 4.682 N/mm2 小于方木的抗彎強度設(shè)計值 13 N/mm2,滿足要求!3、抗剪驗算：4、撓度驗算:計算公式如下:=0.677ql4/(100EI)=l

16、/250均布荷載 q = q1 = 1.005 kN/m；最大撓度計算值 = 0.677×1.005×9004 /(100×9000×1706666.667)= 0.291 mm；最大允許撓度 =900/ 250=3.6 mm；方木的最大撓度計算值 0.291 mm 小于 方木的最大允許撓度 3.6 mm,滿足要求!D、板底支撐鋼管計算:支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算；集中荷載P取縱向板底支撐傳遞力，P1.726kN; 支撐鋼管計算簡圖 支撐鋼管計算彎矩圖(kN·m) 支撐鋼管計算變形圖(mm) 支撐鋼管計算剪力圖(kN) 最大彎矩

17、 Mmax = 0.37 kN·m ；E、扣件抗滑移的計算:按規(guī)范表,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，扣件抗滑承載力系數(shù)0.85，該工程實際的單扣件承載力取值為6.80kN。縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范): R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計值,取6.80 kN； R-縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值; 計算中R取最大支座反力,R= 4.357 kN；R < 6.80 kN , 單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求! F、模板支架立桿荷載設(shè)計值(軸力):作用于模板支架的荷載包括靜荷載和活荷載。1、 靜荷載標準值包括以

18、下內(nèi)容：2、3、 活荷載為施工荷載標準值與振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載?；詈奢d標準值 NQ = (3+2 ) ×0.7×0.9 = 3.15 kN；4、 立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ = 7.375 kN；G、立桿的穩(wěn)定性計算:根據(jù)扣件式規(guī)范，立桿計算長度L0有兩個計算公式L0=kuh和L0=h+2a，為安全計，取二者間的大值，即L0=max1.155×1.7×1.2，1.2+2×0.05=2.356； k - 計算長度附加系數(shù)，取1.155； - 考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計算長度系數(shù)，取1.7； a - 立桿

19、上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a = 0.05 m；得到計算結(jié)果：立桿計算長度 L0=2.356；L0 / i = 2356.2 / 15.8=149 ；由長細比 lo/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.312 ；鋼管立桿受壓應(yīng)力計算值；=7375.006/(0.312×489) = 48.339 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 48.339 N/mm2 f= 174.25 N/mm2，滿足要求！4.3施工腳手架計算A、參數(shù)信息:1、 腳手架參數(shù)(1)(2) 連接；2、 活荷載參數(shù)施工均布荷載(kN/m2):3.000；腳手架用途:結(jié)構(gòu)腳手架；3、 風荷載參

20、數(shù)(1) 本工程地處上海，基本風壓0.55 kN/m2；(2) 風荷載高度變化系數(shù)z，計算連墻件強度時取1.25，計算立桿穩(wěn)定性時取1.25；(3) 風荷載體型系數(shù)s 為0.78；4、 靜荷載參數(shù)B、大橫桿的計算:按照扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)第條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。1、 均布荷載值計算 圖1 大橫桿設(shè)計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設(shè)計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2、 強度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合。

21、跨中最大彎距計算公式如下:3、4、5、6、 撓度驗算:最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：C、小橫桿的計算:根據(jù)JGJ130-2001第條規(guī)定，小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值作為小橫桿集中荷載，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。1、 荷載值計算大橫桿的自重標準值：p1= 0.038×1.4 = 0.054 kN；腳手板的自重標準值：P2=0.35×0.95×1.4/(2+1)=0.155 kN；活

22、荷載標準值：Q=3×0.95×1.4/(2+1) =1.330 kN；集中荷載的設(shè)計值: P=1.2×(0.054+0.155)+1.4 ×1.33 = 2.113 kN；小橫桿計算簡圖2、 強度驗算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標準值最不利分配的彎矩和；均布荷載最大彎矩計算公式如下:3、4、5、6、7、 撓度驗算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設(shè)計值最不利分配的撓度和；小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下:qmax = 5ql4/384EID、扣件抗滑力的計算:按規(guī)范表,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00

23、kN，扣件抗滑承載力系數(shù)0.85，該工程實際的單扣件承載力取值為6.80kN。縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計值,取6.80 kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值；大橫桿的自重標準值: P1 = 0.038×1.4×2/2=0.054 kN；小橫桿的自重標準值: P2 = 0.038×0.95/2=0.018 kN；腳手板的自重標準值: P3 = 0.35×0.95×1.4/2=0.233 kN；活荷載標準值:

24、Q = 3×0.95×1.4 /2 = 1.995 kN；荷載的設(shè)計值: R=1.2×(0.054+0.018+0.233)+1.4×1.995=3.159 kN；R < 6.80 kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求! E、腳手架立桿荷載的計算: 作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內(nèi)容： NQ = 3×0.95×1.4×2/2 = 3.99 kN；考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值為 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×2.634+ 0.85

25、×1.4×3.99= 7.909 kN；不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值為 N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×2.634+1.4×3.99=8.747kN； >>>詳細資料請見 >>>更多資料請見F、立桿的穩(wěn)定性計算: 風荷載標準值按照以下公式計算 Wk=0.7z·s·0其中 立桿的軸心壓力設(shè)計值 ：N = 7.909 kN；不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 = N/(A) f立桿的軸心壓力設(shè)計值 ：N = N'= 8.747kN；計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.5

26、8 cm；計算長度附加系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)表得 ： k = 1.155 ；計算長度系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)表得 ： = 1.5 ；計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 3.118 m；長細比: L0/i = 197 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.186立桿凈截面面積 ： A = 4.89 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值 ：f =0.85×205=174.25N/mm2（0.85為

27、鋼管強度折減系數(shù)）；考慮風荷載時4.4懸挑架主梁、橫梁及支撐桿受力計算A、參數(shù)信息:1.主梁及橫梁構(gòu)造參數(shù)(1) 主梁平鋪在建筑物樓面上，平面間距1.4m。(2) 主梁建筑物外懸挑長度:4m；建筑物內(nèi)錨固長度:2m。(1)(2)(3) 主梁截面類型:工字鋼，主梁規(guī)格:18號工字鋼。(4) 橫梁截面類型:槽鋼，橫梁規(guī)格:12.6號槽鋼。3.立桿作用主梁上的力序號 主梁上的力大小(kN) 作用點離墻距離(m)1 8.747 3.92 8.747 2.953 18.782 2.74 18.782 1.85 18.782 0.94.支撐桿參數(shù)(1) 主梁下面采用支桿與建筑物聯(lián)結(jié)，支桿采用18號槽鋼。(

28、2) 支桿共點布置，與墻支點垂直距離為2.8m；支撐距離墻長度(m):2.55。B、12.6#槽鋼橫梁受力計算（以最不利工況計算）：取N=9.391KN(1) 計算簡圖：(2) 支座反力：(3) 彎矩：。(4) 撓度：式中：E彈性模量，查表得：E =2.06×105N/mm2；I截面慣性矩，查表得：I =391cm4； 小于型鋼支架受彎構(gòu)件的允許撓度值，滿足要求。C、 18#工字鋼主梁受力計算（按最不利工況計算）：排架傳遞在主梁上的力為：F3=F4=F5=9.391KN×2=18.782KN（立桿與橫梁共同傳遞）施工腳手架傳遞在主梁上的力為：F1=F2=8.747 KN（按

29、最不利工況計算）1、 計算簡圖主梁受力簡圖主梁計算簡圖主梁剪力圖(kN)主梁彎矩圖(kN·m)主梁變形圖(mm)2、 主梁支座反力及最大彎矩計算（按照懸臂連續(xù)梁計算）：(1) 主梁的截面慣性矩I=1660cm4，截面抵抗矩W=185cm3，截面積A=30.6cm2；(2) 主梁重量m=24.1kg/m。max=Mmax/W+N/A f式中 Mmax - 截面承受最大彎矩值，Mmax=18.417kN·m； W - 主梁凈截面模量，W=185cm3； - 截面塑性發(fā)展系數(shù)，=1.05； N - 主梁的軸力，N=57.13kN； A - 主梁截面積，A=30.6cm2； f -

30、 鋼材的抗彎強度設(shè)計值，f=205N/mm2；經(jīng)計算得出：max=18.417×106/(1.05×185000)+57.13×103/3060=113.481N/mm2<f=215N/mm2主梁的正應(yīng)力計算值max=113.481N/mm2小于鋼材抗彎強度設(shè)計值f=205N/mm2，滿足要求。3、 主梁整體穩(wěn)定性：D、18#槽鋼斜撐桿計算：1、 斜撐桿受力計算(1) 斜撐桿產(chǎn)生的支座力：R2=62.73；(2) 斜撐桿的軸力為：RD1=R2/sin1=62.73/sin47.68°=84.84kN；2、 斜撐桿強度計算3、4、5、 斜撐桿穩(wěn)定性計算：式中：lo計算長度， i槽鋼截面回轉(zhuǎn)半徑，cm； ；小于型鋼受壓構(gòu)件的允許長細比，滿足要求。小于鋼材抗壓、抗彎強度設(shè)計值，滿足要求。6、 斜撐桿焊