碗扣式支架计算书
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碗扣式脚手架支撑计算书
编制依据:
支撑架的计算依据《木结构设计规范》(GB50005-2008)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《建筑施工计算手册》江正荣著、(GB50017-2003)等规范编制。
一、综合说明
本工程模板支撑架高在5.0米范围内,按5.0米高计算,为确保施工安全,编制本专项施工方案。
二、搭设方案
(一)基本搭设参数
模板支架高H为5.0m,立杆步距h(上下1水平杆轴线间的距离)取1.8m,立杆纵距l a取1.50m,横距l b取1.50m。立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的自由长度a取0.1m。整个支架的简图如下所示。
模板底部的方木,截面宽100mm,高100mm,布设间距0.4m。
(二)材料及荷载取值说明
本支撑架使用Φ48×3钢管,钢管壁厚不得小于3mm,钢管上严禁打孔;采用的扣件,不得发生破坏。
模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重,以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。
三、板模板支架的强度、刚度及稳定性验算
荷载首先作用在板底模板上,按照"底模→底模方木/钢管→横向水平钢管→可调托座→立杆→基础"的传力顺序,分别进行强度、刚度和稳定性验算。其中,取与底模方木平行的方向为纵向。
(一)板底模板的强度和刚度验算
模板按三跨连续梁计算,如图所示:
(1)荷载计算,按单位宽度折算为线荷载。此时,
模板的截面抵抗矩为:w=1000×182/6=5.40×104mm3;
模板自重标准值:x1=0.3×1=0.3kN/m;
新浇混凝土自重标准值:x2=0.20×24×1=4.8kN/m;
板中钢筋自重标准值:x3=0.20×1.1×1=0.22kN/m;
施工人员及设备活荷载标准值:x4=1×1=1kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=2×1=2kN/m。
以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底
模的荷载设计值为:
g1=(x1+x2+x3)×1.35=(0.3+4.8+0.22)×1.35=7.182kN/m;
q1=(x4+x5)×1.4=(1+2)×1.4=4.2kN/m;
对荷载分布进行最不利布置,最大弯矩取跨中弯矩和支座弯矩的较大值。
跨中最大弯矩计算简图
跨中最大弯矩计算公式如下:
M1max=0.08g1l c2+0.1q1l c2=0.08×7.182×0.42+0.1×4.2×0.42=0.1592kN·m
支座最大弯矩计算简图
支座最大弯矩计算公式如下:
M2max=-0.1g1l c2-0.117q1l c2=-0.1×7.182×0.42-0.117×4.2×0.42=-0.1935kN·m;
经比较可知,荷载按照图2进行组合,产生的支座弯矩最大。M max=0.1935kN·m;
(2)底模抗弯强度验算
取Max(M1max,M2max)进行底模抗弯验算,即
σ=0.1935×106/(5.40×104)=3.583N/mm2
底模面板的受弯强度计算值σ=3.583N/mm2小于抗弯强度设计值f m=15N/mm2,满足要求。
(3)底模抗剪强度计算。
荷载对模板产生的剪力为
Q=0.6g1l c+0.617q1l c=0.6×7.182×0.4+0.617×4.2×0.4=2.76kN;
按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算:
τ=3×3899.97/(2×1000×18)=0.325N/mm2;
所以,底模的抗剪强度τ=0.325N/mm2小于抗剪强度设计值f v=1.4N/mm2满足要求。
(4)底模挠度验算
模板弹性模量E=6000N/mm2;
模板惯性矩I=1000×183/12=4.86×105mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,底模的总的变形按照下面的公式计算:
ν=0.652mm;
底模面板的挠度计算值ν=0.652mm小于挠度设计值[v]=Min(400/150,10)mm,满足要求。
(二)底模方木的强度和刚度验算
按三跨连续梁计算
(1)荷载计算
模板自重标准值:x1=0.3×0.4=0.12kN/m;
新浇混凝土自重标准值:x2=0.20×24×0.4=1.92kN/m;
板中钢筋自重标准值:x3=0.20×1.1×0.4=0.088kN/m;
施工人员及设备活荷载标准值:x4=1×0.4=0.4kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=2×0.4=0.8kN/m;
以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:
g2=(x1+x2+x3)×1.35=(0.12+1.92+0.088)×1.35=2.87kN/m;
q2=(x4+x5)×1.4=(0.4+0.8)×1.4=1.68kN/m;
支座最大弯矩计算简图
支座最大弯矩计算公式如下:
M max=-0.1×g2×la2-0.117×q2×la2=-0.1×2.87×1.52-0.117×1.68×1.52=-1.09kN·m;
(2)方木抗弯强度验算
方木截面抵抗矩W=bh2/6=100×1002/6=16.667×104mm3;
σ=1.09×106/(16.667×104)=6.54N/mm2;
底模方木的受弯强度计算值σ=6.54N/mm2小于抗弯强度设计值f m=13N/mm2,满足要求。
(3)底模方木抗剪强度计算
荷载对方木产生的剪力为
Q=0.6g2l a+0.617q2l a=0.6×2.87×1.5+0.617×1.68×1.5=4.14kN;
按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算:
τ=0.621N/mm2;
所以,底模方木的抗剪强度τ=0.621N/mm2小于抗剪强度设计值f v=1.3N/mm2满足要求。
(4)底模方木挠度验算
方木弹性模量E=9000N/mm2;
方木惯性矩I=200×1003/12=16.667×106mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,