高大模板支撑架设计计算绝对不改版.docx
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高大模板支撑架设计计算绝对不改版
PKPM(CMIS_2011北京版)计算
梁底支架(主楼15m跨500*1300mm梁)计算书
计算依据1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)。
计算参数:
模板支架搭设高度为12.3m,
梁截面B×D=500mm×1300mm,立杆的纵距(跨度方向)l=0.45m,立杆的步距h=1.50m,
梁底增加2道承重立杆。
面板厚度15mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度21.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。
木方78×78mm,木方剪切强度1.6N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量10000.0N/mm2。
梁底支撑顶托梁长度1.20m。
梁顶托采用双钢管48×3.0mm。
梁底承重杆按照布置间距500,200mm计算。
模板自重0.50kN/m2,混凝土钢筋自重25.50kN/m3,施工活荷载4.50kN/m2。
地基承载力标准值300kN/m2,基础底面扩展面积0.250m2,地基承载力调整系数0.40。
扣件计算折减系数取1.00。
图1梁模板支撑架立面简图
按照规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下:
由可变荷载效应控制的组合S=1.2×(25.50×1.30+0.50)+1.40×2.00=43.180kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.50×1.30+0.7×1.40×2.00=46.712kN/m2
由于永久荷载效应控制的组合S最大,永久荷载分项系数取1.35,可变荷载分项系数取0.7×1.40=0.98
采用的钢管类型为48×3.0。
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。
模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.500×1.300×0.450=14.918kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.500×0.450×(2×1.300+0.500)/0.500=1.395kN/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):
经计算得到,活荷载标准值P1=(2.500+2.000)×0.500×0.450=1.012kN
均布荷载q=1.35×14.918+1.35×1.395=22.022kN/m
集中荷载P=0.98×1.013=0.992kN
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=16.88cm3;
截面惯性矩I=12.66cm4;
计算简图
弯矩图(kN.m)
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:
变形计算受力图
变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=2.065kN
N2=7.874kN
N3=2.065kN
最大弯矩M=0.172kN.m
最大变形V=0.295mm
(1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.172×1000×1000/16875=10.193N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f],取21.00N/mm2;
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)挠度计算
面板最大挠度计算值v=0.295mm
面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!
二、梁底支撑木方的计算
(一)梁底木方计算
按照三跨连续梁计算,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=7.874/0.450=17.498kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×17.50×0.45×0.45=0.354kN.m
最大剪力Q=0.6×0.450×17.498=4.724kN
最大支座力N=1.1×0.450×17.498=8.661kN
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=79.09cm3;
截面惯性矩I=308.46cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.354×106/79092.0=4.48N/mm2
木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
(2)木方挠度计算
均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到11.328kN/m
最大变形v=0.677×11.328×450.04/(100×10000.00×.0)=0.102mm
木方的最大挠度小于450.0/250,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。
均布荷载取托梁的自重q=0.090kN/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
托梁变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.663kN.m
经过计算得到最大支座F=7.729kN
经过计算得到最大变形V=0.416mm
顶托梁的截面力学参数为
截面抵抗矩W=8.98cm3;
截面惯性矩I=21.56cm4;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.663×106/1.05/8982.0=70.30N/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=0.416mm
顶托梁的最大挠度小于500.0/400,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算
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:
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆,无需计算。
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
其中N——立杆的轴心压力设计值,它包括:
横杆的最大支座反力N1=7.73kN(已经包括组合系数)
脚手架钢管的自重N2=1.35×1.460=1.971kN
顶部立杆段,脚手架钢管的自重N2=1.35×0.225=0.304kN
非顶部立杆段N=7.729+1.971=9.699kN
顶部立杆段N=7.729+0.304=8.033kN
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49
——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
参照《扣件式规范》2011,由公式计算
顶部立杆段:
l0=ku1(h+2a)
(1)
非顶部立杆段:
l0=ku2h
(2)
k——计算长度附加系数,按照表5.4.6取值为1.217;
u1,u2——计算长度系数,参照《扣件式规范》附录C表;
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.40m;
顶部立杆段:
a=0.2m时,u1=1.649,l0=3.813m;=3813/16.0=239.058,=0.128
=8033/(0.128×423.9)=148.048N/mm2
a=0.5m时,u1=1.298,l0=3.949m;=3949/16.0=247.597,=0.120
=8033/(0.120×423.9)=157.918N/mm2
依据规范做承载力插值计算a=0.400时,=154.628N/mm2,立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
非顶部立杆段:
u2=2.089,l0=3.813m;=3813/16.0=239.089,=0.128
=9699/(0.128×423.9)=178.756N/mm2,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立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.9×1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);
Wk=0.300×1.000×0.115=0.035kN/m2
h——立杆的步距,1.50m;
la——立杆迎风面的间距,1.20m;
lb——与迎风面垂直方向的立杆间距,0.45m;
风荷载产生的弯矩Mw=0.9×1.4×0.035×1.200×1.500×1.500/10=0.012kN.m;
Nw——考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值;
顶部立杆Nw=7.729+1.4×1.460+0.9×1.4×0.012/0.450=9.732kN
非顶部立杆Nw=7.729+1.4×0.225+0.9×1.4×0.012/0.450=8.066kN
顶部立杆段:
a=0.2m时,u1=1.649,l0=3.813m;=3813/16.0=239.058,=0.128
=8066/(0.128×423.9)=151.267N/mm2
a=0.5m时,u1=1.298,l0=3.949m;=3949/16.0=247.597,=0.120
=8066/(0.120×423.9)=151.267N/mm2
依据规范做承载力插值计算a=0.400时,=151.267N/mm2,立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
非顶部立杆段:
u2=2.089,l0=3.813m;=3813/16.0=239.089,=0.128
=9732/(0.128×423.9)=181.975N/mm2,立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
六、基础承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
其中p——立杆基础底面的平均压力(kN/m2),p=N/A;p=38.80
N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN);N=9.70
A——基础底面面积(m2);A=0.25
fg——地基承载力设计值(kN/m2);fg=120.00
地基承载力设计值应按下式计算
fg=kc×fgk
其中kc——脚手架地基承载力调整系数;kc=0.40
fgk——地基承载力标准值;fgk=300.00
地基承载力的计算满足要求!
梁侧模板(主楼15m跨500*1300mm梁)计算书
一、梁侧模板基本参数
计算断面宽度500mm,高度1300mm,两侧楼板厚度120mm。
模板面板采用普通胶合板。
内龙骨布置5道,内龙骨采用40×90mm木方。
外龙骨间距600mm,外龙骨采用双钢管48mm×3.0mm。
对拉螺栓布置2道,在断面内水平间距500+400mm,断面跨度
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