碗扣鋼管計算

1、碗扣鋼管樓板模板支架計算書依據(jù)規(guī)范:建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規(guī)范JGJ166-2008建筑施工模板安全技術規(guī)范JGJ 162-2008建筑結(jié)構荷載規(guī)范GB50009-2012鋼結(jié)構設計規(guī)范GB50017-2003混凝土結(jié)構設計規(guī)范GB50010-2010建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-2011建筑施工木腳手架安全技術規(guī)范JGJ 164-2008計算參數(shù):鋼管強度為205.0 N/mm2，鋼管強度折減系數(shù)取1.00。模板支架搭設高度為3.6m，立桿的縱距 b=1.20m，立桿的橫距 l=1.20m，立桿的步距 h=1.50m。面板厚度15mm，剪切強度1.4N/mm2，抗彎強度15.

2、0N/mm2，彈性模量6000.0N/mm2。木方35×80mm，間距300mm，木方剪切強度1.6N/mm2，抗彎強度15.0N/mm2，彈性模量9000.0N/mm2。梁頂托采用95×95mm木方。模板自重0.20kN/m2，混凝土鋼筋自重25.10kN/m3。傾倒混凝土荷載標準值0.00kN/m2，施工均布荷載標準值2.50kN/m2。 圖1 樓板支撐架立面簡圖 圖2 樓板支撐架荷載計算單元采用的鋼管類型為48×3.0。鋼管慣性矩計算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距計算采用 W=(D4-d4)/32D。一、模板面板計算面板為受彎結(jié)構,需要驗算其抗彎強度

3、和剛度。模板面板的按照三跨連續(xù)梁計算。靜荷載標準值 q1 = 25.100×0.200×1.200+0.200×1.200=6.264kN/m活荷載標準值 q2 = (0.000+2.500)×1.200=3.000kN/m面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:本算例中，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: 截面抵抗矩 W = bh2/6 = 120.00×1.50×1.50/6 = 45.00cm3； 截面慣性矩 I = bh3/12 = 120.00×1.50×1.50×1.50/12 = 33.75

4、cm4；式中：b為板截面寬度，h為板截面高度。(1)抗彎強度計算 f = M / W < f其中 f 面板的抗彎強度計算值(N/mm2)； M 面板的最大彎距(N.mm)； W 面板的凈截面抵抗矩； f 面板的抗彎強度設計值，取15.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷載設計值(kN/m)；經(jīng)計算得到面板抗彎強度計算值 f = 0.105×1000×1000/45000=2.343N/mm2面板的抗彎強度驗算 f < f,滿足要求!(2)抗剪計算 T = 3Q/2bh < T其中最大剪力 Q=0.600×(1.20×6

5、.264+1.4×3.000)×0.300=2.109kN截面抗剪強度計算值 T=3×2109.0/(2×1200.000×15.000)=0.176N/mm2截面抗剪強度設計值 T=1.40N/mm2面板抗剪強度驗算 T < T，滿足要求!(3)撓度計算 v = 0.677ql4 / 100EI < v = l / 250面板最大撓度計算值 v = 0.677×6.264×3004/(100×6000×337500)=0.170mm面板的最大撓度小于300.0/250,滿足要求!二、模板支撐

6、木方的計算木方按照均布荷載計算。1.荷載的計算(1)鋼筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.100×0.200×0.300=1.506kN/m(2)模板的自重線荷載(kN/m)： q12 = 0.200×0.300=0.060kN/m(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(kN/m)：經(jīng)計算得到，活荷載標準值 q2 = (2.500+0.000)×0.300=0.750kN/m靜荷載 q1 = 1.20×1.506+1.20×0.060=1.879kN/m活荷載 q2 = 1.40×0.750=1.0

7、50kN/m計算單元內(nèi)的木方集中力為(1.050+1.879)×1.200=3.515kN2.木方的計算按照三跨連續(xù)梁計算，計算公式如下:均布荷載 q = P/l = 3.515/1.200=2.929kN/m最大彎矩 M = 0.1ql2最大剪力 Q=0.6ql = 0.6×1.200×2.929=2.109kN最大支座力 N=1.1ql = 1.1×1.200×2.929=3.867kN木方的截面力學參數(shù)為本算例中，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: 截面抵抗矩 W = bh2/6 = 3.50×8.00×8.00/6

8、= 37.33cm3； 截面慣性矩 I = bh3/12 = 3.50×8.00×8.00×8.00/12 = 149.33cm4；式中：b為板截面寬度，h為板截面高度。(1)木方抗彎強度計算抗彎計算強度 f = M/W =0.422×106/37333.3=11.30N/mm2木方的抗彎計算強度小于15.0N/mm2,滿足要求!(2)木方抗剪計算最大剪力的計算公式如下: Q = 0.6ql截面抗剪強度必須滿足: T = 3Q/2bh < T截面抗剪強度計算值 T=3×2109/(2×35×80)=1.130N/mm2

9、截面抗剪強度設計值 T=1.60N/mm2木方的抗剪強度計算滿足要求!(3)木方撓度計算撓度計算按照規(guī)范要求采用靜荷載標準值，均布荷載通過變形受力計算的最大支座力除以木方計算跨度(即木方下小橫桿間距)得到q=1.566kN/m最大變形v=0.677ql4/100EI=0.677×1.566×1200.04/(100×9000.00×1493333.0)=1.636mm木方的最大撓度小于1200.0/250,滿足要求!三、托梁的計算托梁按照集中與均布荷載下多跨連續(xù)梁計算。集中荷載取木方的支座力 P= 3.867kN均布荷載取托梁的自重 q= 0.087kN

10、/m。 托梁計算簡圖 托梁彎矩圖(kN.m) 托梁剪力圖(kN)變形的計算按照規(guī)范要求采用靜荷載標準值，受力圖與計算結(jié)果如下： 托梁變形計算受力圖 托梁變形圖(mm)經(jīng)過計算得到最大支座 F= 17.175kN經(jīng)過計算得到最大變形 V= 1.666mm頂托梁的截面力學參數(shù)為本算例中，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: 截面抵抗矩 W = bh2/6 = 9.50×9.50×9.50/6 = 142.90cm3； 截面慣性矩 I = bh3/12 = 9.50×9.50×9.50×9.50/12 = 678.76cm4；式中：b為板截面寬度，h為

11、板截面高度。(1)頂托梁抗彎強度計算抗彎計算強度 f = M/W =1.926×106/142895.8=13.48N/mm2頂托梁的抗彎計算強度小于15.0N/mm2,滿足要求!(2)頂托梁抗剪計算截面抗剪強度必須滿足: T = 3Q/2bh < T截面抗剪強度計算值 T=3×9390/(2×95×95)=1.561N/mm2截面抗剪強度設計值 T=1.60N/mm2頂托梁的抗剪強度計算滿足要求!(3)頂托梁撓度計算 最大變形 v =1.666mm頂托梁的最大撓度小于1200.0/250,滿足要求!四、模板支架荷載標準值(立桿軸力)作用于模板支架

12、的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。1.靜荷載標準值包括以下內(nèi)容：(1)腳手架的自重(kN)： NG1 = 0.151×3.600=0.544kN(2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.200×1.200×1.200=0.288kN(3)鋼筋混凝土樓板自重(kN)： NG3 = 25.100×0.200×1.200×1.200=7.229kN經(jīng)計算得到，靜荷載標準值 NG = (NG1+NG2+NG3)= 8.060kN。2.活荷載為施工荷載標準值與振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載。經(jīng)計算得到，活荷載標準值 NQ = (2.500+0.000

13、)×1.200×1.200=3.600kN3.不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 N = 1.20NG + 1.40NQ五、立桿的穩(wěn)定性計算不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式為： 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N = 14.71kN i 計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm； A 立桿凈截面面積，A=4.239cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3； f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2； a 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度，a=0.20m； h 最大步距，h=1.50m； l0 計算長度，取1.5

14、00+2×0.200=1.900m； 由長細比，為1900/16=119； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 查表得到0.458；經(jīng)計算得到=14712/(0.458×424)=75.780N/mm2；不考慮風荷載時立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式為： 風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW計算公式 MW=1.4Wklal02/8-Prl0/4風荷載產(chǎn)生的內(nèi)外排立桿間橫桿的支撐力 Pr計算公式 Pr=5×1.4Wklal0/16其中 Wk 風荷載標準值(kN/m2)； Wk=uz×us×w0 =

15、 0.300×0.650×0.241=0.047kN/m2 h 立桿的步距，1.50m； la 立桿迎風面的間距，1.20m； lb 與迎風面垂直方向的立桿間距，1.20m；風荷載產(chǎn)生的內(nèi)外排立桿間橫桿的支撐力 Pr=5×1.4×0.047×1.200×1.900/16=0.047kN.m；風荷載產(chǎn)生的彎矩 Mw=1.4×0.047×1.200×1.900×1.900/8-0.047×1.900/4=0.013kN.m； Nw 考慮風荷載時，立桿的軸心壓力最大值； Nw=1.2

16、5;8.060+0.9×1.4×3.600+0.9×1.4×0.013/1.200=14.222kN經(jīng)計算得到=14222/(0.458×424)+13000/4491=75.933N/mm2；考慮風荷載時立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!風荷載作用下的內(nèi)力計算架體中每個節(jié)點的風荷載轉(zhuǎn)化的集中荷載 w =0.047×1.200×1.500=0.085kN節(jié)點集中荷載w在立桿中產(chǎn)生的內(nèi)力 wv=1.500/1.200×0.085=0.106kN節(jié)點集中荷載w在斜桿中產(chǎn)生的內(nèi)力 ws=(1.500×1

17、.500+1.200×1.200)1/2/1.200×0.085=0.135kN支撐架的步數(shù) n=2節(jié)點集中荷載w在立桿中產(chǎn)生的內(nèi)力和為0.135+(2.000-1)×0.135=0.271kN節(jié)點集中荷載w在斜桿中產(chǎn)生的內(nèi)力和為2.000×0.106=0.211kN架體自重為0.544kN節(jié)點集中荷載w在斜桿中產(chǎn)生的內(nèi)力和小于架體自重,滿足要求!六、樓板強度的計算1.計算樓板強度說明驗算樓板強度時按照最不利考慮,樓板的跨度取4.50m，樓板承受的荷載按照線均布考慮。寬度范圍內(nèi)配筋3級鋼筋，配筋面積As=2430.0mm2，fy=360.0N/mm2。板

18、的截面尺寸為 b×h=4500mm×180mm，截面有效高度 h0=160mm。按照樓板每10天澆筑一層，所以需要驗算10天、20天、30天.的承載能力是否滿足荷載要求，其計算簡圖如下： 2.計算樓板混凝土10天的強度是否滿足承載力要求樓板計算長邊4.50m，短邊4.50×1.00=4.50m，樓板計算范圍內(nèi)擺放4×4排腳手架，將其荷載轉(zhuǎn)換為計算寬度內(nèi)均布荷載。第2層樓板所需承受的荷載為 q=1×1.20×(0.20+25.10×0.20)+ 1×1.20×(0.54×4×4/4.50/4.50)+ 1.40×(0.00+2.50)=10.28kN/m2計算單元板帶所承受均布荷載q=4.50×10.28=46.26kN/m板帶所需承擔的最大彎矩按照四邊固接雙向板計算 Mmax=0.0513×ql2=0.0513×46.26×4.502 按照混凝土的強度換算得到10天后混凝土強度達到69.10%，C40.0混凝土強度近似等效為C27.6?；炷翉澢箟簭姸仍O計值為fcm=13.17N/mm2則可以得到矩形截面相對受