某工程梁模板扣件钢管架计算书

梁模板(扣件钢管架)计算书******有限公司一期增建厂房工程；属于排架结构，由**组木工班组组织施工。高支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。因本工程梁支架高度大于8米，跨度大于18米属危险性较高的模板支撑工程，根据有关文献建议，如果仅按规范计算，架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了《施工技术》2002（3）：《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。一、参数信息1.模板支撑及构造参数梁截面宽度B(m):0.55；梁截面高度D(m):1.20立杆梁跨度方向间距La(m):1.00；立杆步距h(m):1.20；梁支撑架搭设高度H(m)：15.50；梁两侧立柱间距(m):1.98；承重架支设:多根承重立杆，方木支撑平行梁截面；板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):0.65；采用的钢管类型为Φ48×3.0；扣件连接方式:双扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数:0.80；2.荷载参数模板自重(kN/m2):0.35；钢筋自重(kN/m3):2.40；混凝土自重(kN/m3):2.50；施工均布荷载标准值(kN/m2):2.5；新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):18.0；倾倒混凝土侧压力(kN/m2):4.0；振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.03.材料参数木材品种：南方松；木材弹性模量E(N/mm2)：10000.0；木材抗弯强度设计值fm(N/mm2)：15.0；木材抗剪强度设计值fv(N/mm2)：1.6；面板类型：胶合面板；面板弹性模量E(N/mm2)：9500.0；面板抗弯强度设计值fm(N/mm2)：13.0；4.梁底模板参数梁底方木截面宽度b(mm)：50.0；梁底方木截面高度h(mm)：100.0；梁底模板支撑的间距(mm)：250.0；面板厚度(mm)：18.0；5.梁侧模板参数主楞间距(mm)：400；次楞根数：6；穿梁螺栓水平间距(mm)：500；穿梁螺栓竖向根数：1；穿梁螺栓竖向距板底的距离为：600mm；穿梁螺栓直径(mm)：M12；主楞龙骨材料：钢楞；截面类型为圆钢管48×3.0；主楞合并根数：2；次楞龙骨材料：木楞,，宽度50mm，高度100mm；二、梁模板荷载标准值计算1.梁侧模板荷载强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:其中γ--混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；t--新浇混凝土的初凝时间，可按现场实际值取，输入0时系统按200/(T+15)计算，得4.444h；T--混凝土的入模温度，取30.000℃；V--混凝土的浇筑速度，取1.500m/h；H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取0.750m；β1--外加剂影响修正系数，取1.200；β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；分别为39.662kN/m2、18.000kN/m2，取较小值18.000kN/m2作为本工程计算荷载。三、梁侧模板面板的计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。次楞（内龙骨）的根数为6根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。面板计算简图(单位：mm)1.强度计算跨中弯矩计算公式如下:其中，σ--面板的弯曲应力计算值(N/mm2)；M--面板的最大弯距(N.mm)；W--面板的净截面抵抗矩，W=40×1.8×1.8/6=21.6cm3；[f]--面板的抗弯强度设计值(N/mm2)；按以下公式计算面板跨中弯矩：其中，q--作用在模板上的侧压力，包括:新浇混凝土侧压力设计值:q1=1.2×0.4×18×0.9=7.78kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值:q2=1.4×0.4×4×0.9=2.02kN/m；q=q1+q2=7.776+2.016=9.792kN/m；计算跨度(内楞间距):l=239.8mm；面板的最大弯距M=0.1×9.792×239.82=5.63×104N.mm；经计算得到，面板的受弯应力计算值:σ=5.63×104/2.16×104=2.607N/mm2；面板的抗弯强度设计值:[f]=13N/mm2；面板的受弯应力计算值σ=2.607N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！2.挠度验算q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:q=18×0.4=7.2N/mm；l--计算跨度(内楞间距):l=239.8mm；E--面板材质的弹性模量:E=9500N/mm2；I--面板的截面惯性矩:I=40×1.8×1.8×1.8/12=19.44cm4；面板的最大挠度计算值:ω=0.677×7.2×239.84/(100×9500×1.94×105)=0.087mm；面板的最大容许挠度值:[ω]=l/250=239.8/250=0.959mm；面板的最大挠度计算值ω=0.087mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=0.959mm，满足要求！四、梁侧模板内外楞的计算1.内楞计算内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，龙骨采用1根木楞，截面宽度50mm，截面高度100mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=50×1002×1/6=83.33cm3；I=50×1003×1/12=416.67cm4；内楞计算简图（1）.内楞强度验算强度验算计算公式如下:其中，σ--内楞弯曲应力计算值(N/mm2)；M--内楞的最大弯距(N.mm)；W--内楞的净截面抵抗矩；[f]--内楞的强度设计值(N/mm2)。按以下公式计算内楞跨中弯矩：其中，作用在内楞的荷载，q=(1.2×18×0.9+1.4×4×0.9)×0.24=5.87kN/m；内楞计算跨度(外楞间距):l=400mm；内楞的最大弯距:M=0.1×5.87×400.002=9.39×104N.mm；最大支座力:R=1.1×5.87×0.4=2.583kN；经计算得到，内楞的最大受弯应力计算值σ=9.39×104/8.33×104=1.127N/mm2；内楞的抗弯强度设计值:[f]=15N/mm2；内楞最大受弯应力计算值σ=1.127N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=15N/mm2，满足要求！（2）.内楞的挠度验算其中E--面板材质的弹性模量：10000N/mm2；q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值：q=18.00×0.24=4.32N/mm；l--计算跨度(外楞间距)：l=400mm；I--面板的截面惯性矩：I=8.33×106mm4；内楞的最大挠度计算值:ω=0.677×4.32×4004/(100×10000×8.33×106)=0.009mm；内楞的最大容许挠度值:[ω]=400/250=1.6mm；内楞的最大挠度计算值ω=0.009mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=1.6mm，满足要求！2.外楞计算外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力，取内楞的最大支座力2.583kN,按照集中荷载作用下的连续梁计算。本工程中，外龙骨采用钢楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:截面类型为圆钢管48×3.0；外钢楞截面抵抗矩W=8.98cm3；外钢楞截面惯性矩I=21.56cm4；外楞计算简图外楞弯矩图(kN.m)外楞变形图(mm)（1）.外楞抗弯强度验算其中σ--外楞受弯应力计算值(N/mm2)M--外楞的最大弯距(N.mm)；W--外楞的净截面抵抗矩；[f]--外楞的强度设计值(N/mm2)。根据连续梁程序求得最大的弯矩为M=0.925kN.m外楞最大计算跨度:l=450mm；经计算得到，外楞的受弯应力计算值:σ=9.25×105/0.898×104=103.006N/mm2；外楞的抗弯强度设计值:[f]=205N/mm2；外楞的受弯应力计算值σ=103.006N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！（2）.外楞的挠度验算根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.2mm外楞的最大容许挠度值:[ω]=450/400=1.125mm；外楞的最大挠度计算值ω=0.986mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=1.125mm，满足要求！五、穿梁螺栓的计算验算公式如下:其中N--穿梁螺栓所受的拉力；A--穿梁螺栓有效面积(mm2)；f--穿梁螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；查表得：穿梁螺栓的直径:12mm；穿梁螺栓有效直径:9.85mm；穿梁螺栓栓有效面积:A=76mmm2；穿梁螺栓所受的最最大拉力:N=18×00.4×0..524==3.7733kN。穿梁螺栓最大容许许拉力值:[N]]=1770×76//1000=12..92kNN；穿梁螺栓所受的最最大拉力N=3..773kNN小于穿梁螺栓最最大容许拉力力值[N]==12.922kN，满足要求求！六、梁底模板计算算面板为受弯结构,,需要验算其其抗弯强度和和挠度。计算算的原则是按按照模板底支支撑的间距和和模板面的大大小,按支撑在底底撑上的三跨跨连续梁计算算。强度验算要考虑模模板结构自重重荷载、新浇浇混凝土自重重荷载、钢筋筋自重荷载和和振捣混凝土土时产生的荷荷载；挠度验验算只考虑模模板结构自重重、新浇混凝凝土自重、钢钢筋自重荷载载。本算例中，面板的的截面惯性矩矩I和截面抵抗抗矩W分别为:W=5500×18×118/6==2.977×104mm3；I=550××18×188×18/112=22.67×1105mm4；1.抗弯强度验算按以下公式进行面面板抗弯强度度验算：其中，σ---梁底模板板的弯曲应力力计算值(N/mm2)；M---计算的最大大弯矩(kN..m)；l---计算跨度(梁底支撑间间距):l=250..00mm；；q---作用在梁底底模板的均布布荷载设计值值(kN/mm)；新浇混凝土及钢筋筋荷载设计值值：q1:1.2×（224.00++2.00）×0.555×1.200×0.900=18.553kN/mm；模板结构自重荷载载：q2:1.2×0.335×0.555×0.990=0.221kN/mm；振捣混凝土时产生生的荷载设计计值：q3:1.4×2..00×0..55×0..90=1..39kN//m；q=q1++q2++q3=118.53++0.21++1.39==20.133kN/m；跨中弯矩计算公式式如下:Mmax=0..10×200.127××0.2522=0.1226kN.mm；σ=0.126××106/2.977×104=4.2335N/mmm2；梁底模面板计算应应力σ=4.2235N//mm2小于梁底模面板板的抗压强度度设计值[f]==13N/mmm2，满足要求求！2.挠度验算根据《建筑施工计计算手册》刚刚度验算采用用标准荷载，同同时不考虑振振动荷载作用用。最大挠度计算公式式如下:其中，q--作用用在模板上的的压力线荷载载:q==（(24.00+2.000)×1.2200+0..35）×0.555=17..35KN//m；l---计算跨度(梁底支撑间间距):l=250..00mm；；E---面板的弹性性模量:E==95000.0N/mmm2；面板的最大允许挠挠度值:[ω]=2550.00//250==1.0000mm；面板的最大挠度计计算值:ω=0..677×117.3533×25044/(1000×95000×2.677×105)=0.1881mm；面板的最大挠度计计算值:ω=0.1881mm小于面板的最大大允许挠度值值:[ω]=250//250=1mmm，满足要求求！七、梁底支撑木方方的计算1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土土梁自重(kN/mm)：q1=((24+2))×1.2××0.25==7.8kkN/m；(2)模板的自重重荷载(kN/mm)：q2=0.35××0.25××(2×1..2+0.555)/00.55=00.469kN/m；(3)活荷载为施施工荷载标准准值与振捣混混凝土时产生生的荷载(kN/mm)：经计算得到到，活荷载标标准值P1=(22.5+2))×0.255=1.1225kN//m；2.木方的传递集中力力验算：静荷载设计值qq=1.2××7.8000+1.2××0.4699=9.9223kN//m；活荷载设计值PP=1.4××1.1255=1.5775kN//m；荷载设计值q=9.9923+1..575==11.4498kNN/m。本工程梁底支撑采采用方木，方方木的截面惯惯性矩I和截面抵抗抗矩W分别为:W=5×10×110/6==8.333×101cm3；I=5×10×55×10/112=44.17×1102cm4；3.支撑方木验算：最大弯矩考虑为连连续梁均布荷荷载作用下的的弯矩，计算算简图及内力力、变形图如如下：弯矩图(kN.mm)剪力图(kN)变形图(mm)方木的边支座力NN1=N2==0.0055KN，中间支座座的最大支座座力N=1.5529KNN;方木最大应力计算算值：σ=0.0223×1066/833333.333=0.2881N/mmm2；方木最大剪力计算算值：T=3××1.5299×10000/(2×550×1000)=0.4459N/mmm2；方木的最大挠度：：ω=0.0033mm；方木的允许挠度：：[ω]=0..714×1103/250==2.8555mm；方木最大应力计算算值0.2881N/mmm2小于方木抗弯强强度设计值[f]==15.0000N/mmm2，满足要求求！方木受剪应力计算算值0.4559N/mmm2小于方木抗剪强强度设计值[T]==1.6000N/mmm2，满足要求求！方木的最大挠度ω=0.0033mm小于方木的最大大允许挠度[ω]=2.8555mm，满满足要求！八、梁跨度方向钢钢管的计算作用于支撑钢管的的荷载包括梁梁与模板自重重荷载，施工工活荷载等,通过方木的的集中荷载传传递。1.梁两侧支撑钢管的的强度计算：：支撑钢管按照集中中荷载作用下下的三跨连续续梁计算；集集中力P=0..005KKN.支撑钢管计算简图图支撑钢管计算弯矩矩图(kN.m))支撑钢管计算变形形图(mm)支撑钢管计算剪力力图(kN)最大弯矩Mmaax=00.002kN.m；最大变形Vmaax=0.0005mmm；最大支座力Rmmax=0.0211kN；最大应力σ=0.0022×106/(5..08×1003)=0..356NN/mm2；支撑钢管的抗压强强度设计值[f]==205NN/mm2；支撑钢管的最大应应力计算值0.3556N/mmm2小于支撑钢管的的抗压强度设设计值205N/mm22,满足要求!支撑钢管的最大挠挠度Vmax==0.0055mm小于1000//150与10mmm,满足要求!2.梁底支撑钢管的强强度计算：支撑钢管按照集中中荷载作用下下的三跨连续续梁计算；集集中力P=1..529KKN.支撑钢管计算简图图支撑钢管计算弯矩矩图(kN.m))支撑钢管计算变形形图(mm)支撑钢管计算剪力力图(kN)最大弯矩Mmaax=00.574kN.m；最大变形Vmaax=1.661mm；最大支座力Rmmax=6.6911kN；最大应力σ=0.5744×106/(4..49×1003)=1227.8399N/mmm2；支撑钢管的抗压强强度设计值[f]==205NN/mm2；支撑钢管的最大应应力计算值1127.8339N/mmm2小于支撑钢管的的抗压强度设设计值205N/mm22,满足要求!支撑钢管的最大挠挠度Vmax==1.61mmm小于1000//150与10mmm,满足要求!九、扣件抗滑移的的计算:按照《建筑施工扣扣件式钢管脚脚手架安全技技术规范培训训讲座》刘群群主编，P96页，双扣件件承载力设计计值取16.000kN，按照扣件件抗滑承载力力系数0.80，该工程实实际的旋转双双扣件承载力力取值为12.800kN。纵向或横向水平杆杆与立杆连接接时，扣件的的抗滑承载力力按照下式计计算(规范):R≤Rc其中Rc--扣扣件抗滑承载载力设计值,取12.800kN；R--纵向向或横向水平平杆传给立杆杆的竖向作用用力设计值；；计算中R取最大支支座反力，根根据前面计算算结果得到R=6..691kkN；R<12.880kN,,所以双扣件件抗滑承载力力的设计计算算满足要求!十、立杆的稳定性性计算:立杆的稳定性计算算公式1.梁两侧立杆稳定性性验算:其中N--立杆杆的轴心压力力设计值，它它包括：横杆的最大大支座反力：：N1=0.0021kNN；脚手架钢管管的自重：N2=1..2×0.1181×155.5=3..359kkN；楼板的混凝凝土模板的自自重：N3=1.2××(0.655/2+(11.98-00.55)//2)×1..00×0..35=0..436kkN；楼板钢筋混混凝土自重荷荷载:N4=1.2×((0.65//2+(1..98-0..55)/22)×1.000×0.0001×(22.00+224.00))=0.0332kN；N=0..021+33.359++0.4366+0.0332=3.8849kNN；φ--轴心受压立立杆的稳定系系数，由长细细比lo/i查表得到；；i--计算立杆的的截面回转半半径(cm)：i=11.59；A--立杆净截面面面积(cm2)：A=4.24；W--立杆净截面面抵抗矩(cm3)：W=44.49；σ--钢管立杆杆轴心受压应应力计算值(N//mm2)；[f]---钢管立杆抗抗压强度设计计值：[f]==205NN/mm2；lo--计算长度(m)；如果完全参照《扣扣件式规范》不不考虑高支撑撑架，按下式式计算lo=k1uh((1)k1--计算长度附附加系数，取取值为：1.1555；u---计算长度系系数，参照《扣扣件式规范》表表，u=1..7；上式的计算结果：：立杆计算长度LLo=k1uh=1.1555×1.7××1.2==2.3556m；Lo/i=23556.2//15.88=1449；由长细比lo//i的结果查表表得到轴心受受压立杆的稳稳定系数φ=0.3312；钢管立杆受压应力力计算值；σ=38488.923//(0.3112×4899)=225.2288N/mmm2；钢管立杆稳定性计计算σ=255.228N/mm22小于钢管立杆抗抗压强度的设设计值[f]=2055N/mmm2，满足要求求！如果考虑到高支撑撑架的安全因因素，适宜由由下式计算lo=k1k2((h+2a)(2))k1--计算长度度附加系数按按照表1取值1.185；k2--计算长度度附加系数，h+2a=11.4按照表2取值1.0566；上式的计算结果：：立杆计算长度LLo=k1k2(h+2a)=1.1855×1.0556×(1..2+0.11×2)==1.7552m；Lo/i=17551.9044/155.8=111；由长细比lo//i的结果查表表得到轴心受受压立杆的稳稳定系数φ=0.5509；钢管立杆受压应力力计算值；σ=38488.923//(0.5009×4244)=117.8344N/mmm2；钢管立杆稳定性计计算σ=177.834N/mm22小于钢管立杆抗抗压强度的设设计值[f]=2055N/mmm2，满足要求求！2.梁底受力最大的支支撑立杆稳定定性验算:其中N--立杆杆的轴心压力力设计值，它它包括：梁底支撑最最大支座反力力：N1=6.6691kNN；脚手架钢管管的自重：N2=1..2×0.1181×(115.5-11.2)=33.359kN；N=6..691+33.359==9.79kN；φ--轴心受压立立杆的稳定系系数，由长细细比lo/i查表得到；；i--计算立杆的的截面回转半半径(cm)：i=11.59；A--立杆净截面面面积(cm2)：A=4.24；W--立杆净截面面抵抗矩(cm3)：W=44.89；σ--钢管立杆杆轴心受压应应力计算值(N//mm2)；[f]---钢管立杆抗抗压强度设计计值：[f]==205NN/mm2；lo--计算长度(m)；如果完全参照《扣扣件式规范》不不考虑高支撑撑架，按下式式计算lo=k1uh((1)k1--计算长度附附加系数，取取值为：1.1855；u---计算长