扣件式脚手架计算书.doc

扣件式钢管支架楼板模板安全计算书一、计算依据1、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ13020232、建筑施工脚手架安全技术统一标准GB51210-20233、建筑施工模板安全技术规范JGJ162-20234、建筑施工临时支撑结构技术规范JGJ300-20235、冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-20235、混凝土结构设计规范GB50010-20236、建筑结构荷载规范GB50009-20237、钢结构设计规范GB50017-2023二、计算参数基本参数计算依据建筑施工脚手架安全技术统一标准GB51210-2023楼板厚度h(mm)350楼板边长L(m)8楼板边宽B(m)1.8模板支架高度H(m）3.3主楞布置方向平行于楼板长边立杆纵向间距la(m)0.9立杆横向间距lb(m)0.8水平杆步距h1(m)1.1次楞间距a(mm)300次楞悬挑长度a1(mm)200主楞悬挑长度b1(mm)200结构表面规定表面外露立杆自由端高度h0(mm)500剪刀撑(含水平）布置方式普通型架体底部布置类型垫板材料参数面板类型覆面木胶合板面板规格12mm(克隆、山樟平行方向)面板E(N/mm2)11500面板fm(N/mm2)31主楞类型圆钢管主楞规格483.5主楞合并根数1次楞类型矩形木楞次楞规格4090次楞合并根数/钢管类型483.5荷载参数可调托座承载力允许值(kN)30地基承载力特性值fak(kPa)/架体底部垫板面积A(m2)0.2模板（不含支架）自重标准值G1k(kN/m2)0.2新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m3)24钢筋自重标准值G3k(kN/m3)1.1施工荷载标准值Qk(kN/m2)2脚手架上震动、冲击物体自重QDK(kN/m2)0.5计算震动、冲击荷载时的动力系数1.35脚手架安全等级2级脚手架结构重要性系数01是否考虑风荷载是省份、城市四川(省)绵阳市(市)地面粗糙度类型C类指有密集建筑群的城市市区基本风压值Wo(kN/m2)0.2沿风荷载方向架体搭设的跨数n6模板支撑架顶部竖向栏杆围挡的高度Hm(mm)1000模板支撑架顶部模板高度Hb(mm)700模板荷载传递方式可调托座简图：（图1）平面图（图2）纵向剖面图1（图3）横向剖面图2三、面板验算根据建筑施工模板安全技术规范5.2.1，按简支跨进行计算，取b=1m宽板带为计算单元。Wm=bh2/6=1000122/6=24000mm3I=bh3/12=1000123/12=144000mm4由可变荷载控制的组合：q1=1.2G1k+(G2k+G3k)hb+1.4(Qk+QDK)b=1.2(0.2+(24+1.1)350/1000)1+1.4(2+1.350.5)1=14.527kN/m由永久荷载控制的组合：q2=1.35G1k+(G2k+G3k)hb+1.40.7(Qk+QDK)b=1.35(0.2+(24+1.1)350/1000)1+1.40.7(2+1.350.5)1=14.751kN/m取最不利组合得：q=maxq1,q2=max(14.527,14.751)=14.751kN/m（图4）面板计算简图1、强度验算（图5）面板弯矩图Mmax=0.166kNm=0Mmax/W=10.166106/24000=6.915N/mm2f=31N/mm2满足规定2、挠度验算qk=(G1k+(G3k+G2k)h)b=(0.2+(24+1.1)350/1000)1=8.985kN/m（图6）挠度计算受力简图（图7）挠度图=0.572mm=300/400=0.75mm满足规定四、次楞验算次楞计算跨数的假定需要符合工程实际的情况，此外还需考虑次楞的两端悬挑情况。由可变荷载控制的组合：q1=1.2(G1k+(G3k+G2k)h)a+1.4(Qk+QDK)a=1.2(0.2+(24+1.1)350/1000)300/1000+1.4(2+1.350.5)300/1000=4.358kN/m由永久荷载控制的组合：q2=1.35(G1k+(G3k+G2k)h)a+1.40.7(Qk+QDK)a=1.35(0.2+(24+1.1)350/1000)300/1000+1.40.7(2+1.350.5)300/1000=4.425kN/m取最不利组合得：q=maxq1,q2=max(4.358,4.425)=4.425kN/m（图8）次楞计算简图1、强度验算（图9）次楞弯矩图(kNm)Mmax=0.266kNm=0Mmax/W=10.266106/(54103)=4.917N/mm2f=15N/mm2满足规定2、抗剪验算（图10）次楞剪力图(kN)Vmax=1.991kNmax=0VmaxS/(Ib0)=11.99110340.5103/(243104410)=0.83N/mm2=2N/mm2满足规定3、挠度验算挠度验算荷载记录，qk=(G1k+(G3k+G2k)h)a=(0.2+(24+1.1)350/1000)300/1000=2.696kN/m（图11）挠度计算受力简图（图12）次楞变形图(mm)max=0.239mm=0.81000/400=2mm满足规定4、支座反力根据力学求解计算可得：Rmax=3.762kNRkmax=2.291kN五、主楞验算主楞计算跨数的假定需要符合工程实际的情况，此外还需考虑主楞的两端悬挑情况。主楞所承受的荷载重要为次楞传递来的集中力，此外还需考虑主楞自重，主楞自重标准值为gk=37.65/1000=0.038kN/m自重设计值为：g=1.2gk=1.237.65/1000=0.045kN/m则主楞强度计算时的受力简图如下：（图13）主楞挠度计算时受力简图则主楞挠度计算时的受力简图如下：（图14）主楞挠度计算时受力简图1、抗弯验算（图15）主楞弯矩图(kNm)Mmax=1.007kNm=0Mmax/W=11.007106/(5.081000)=198.142N/mm2f=205N/mm2满足规定2、抗剪验算（图16）主楞剪力图(kN)Vmax=6.989kNmax=0QmaxS/(Ib0)=16.98910003.473103/(12.191040.710)=28.446N/mm2=120N/mm2满足规定3、挠度验算（图17）主楞变形图(mm)max=0.999mm=0.9103/400=2.25mm满足规定4、支座反力计算立杆稳定验算要用到强度验算时的支座反力，故：Rzmax=12.164kN六、立杆验算1、长细比验算验算立杆长细比时取k=1,1、2按JGJ130-2023附录C取用l01=k1(h1+2a)=11.358(1.1+2500/1000)=2.853ml02=k2h1=12.5231.1=2.775m取两值中的大值l0=max(l01,l02)=max(2.853,2.775)=2.853m=l0/i=2.8531000/(1.5810)=180.538=210满足规定2、立杆稳定性验算(顶部立杆段)1=l01/i=2.8531000/(1.5810)=180.538根据1查JGJ130-2023附录A.0.6得到=0.219A不考虑风荷载根据建筑施工脚手架安全技术统一标准（GB51210）中6.2.11条规定应分别对由可变荷载控制的组合和由永久荷载控制的组合分别计算荷载，并取最不利荷载组合参与最终的立杆稳定的验算。由可变控制的组合：N1=1.2G1k+(G2k+G3k)hlalb+1.4(Qk+QDK)lalb=1.2(0.2+(24+1.1)3500.001)0.90.8+1.4(2+1.350.5)0.90.8=10.459kN由永久荷载控制的组合：N2=1.35G1k+(G2k+G3k)hlalb+1.40.7(Qk+QDK)lalb=1.35(0.2+(24+1.1)3500.001)0.90.8+1.40.7(2+1.350.5)0.90.8=10.621kNN=max(N1，N2)=max(10.459,10.621)=10.621kN0N/(A)= 110.6211000/(0.219(4.89100)=99.211N/mm2f=205N/mm2满足规定B考虑风荷载在风荷载作用下会产生立杆的附加轴力并对立杆产生弯矩的影响，但是这种影响最大的部位在架体底部，对于顶部立杆段的影响可以不予计算风荷载影响。3、立杆稳定性验算(非顶部立杆段)2=l02/i=2.7751000/(1.5810)=175.652根据1查JGJ130-2023附录A.0.6得到=0.231A不考虑风荷载由可变控制的组合：N3=1.2G1k+(G2k+G3k)hlalb+1.2Hgk+1.4(Qk+QDK)lalb=1.2(0.2+(24+1.1)3500.001)0.90.8+1.23.30.176+1.4(2+1.350.5)0.90.8=11.156kN由永久荷载控制的组合：N4=1.35G1k+(G2k+G3k)hlalb+1.35Hgk+1.40.7(Qk+QDK)lalb=1.35(0.2+(24+1.1)3500.001)0.90.8+1.353.30.176+1.40.7(2+1.350.5)0.90.8=11.404kNN=max(N3，N4)=max(11.156,11.404)=11.404kN0N/(A)=111.4041000/(0.231(4.89100)=101.09N/mm2f=205N/mm2满足规定B考虑风荷载根据建筑结构荷载规范（GB50009）中8.2.1条、8.2.2条，风压高度变化系数可按以下规定取用：当计算模板支撑架竖向围挡（模板）的风荷载标准值mk和计算模板支撑架架体风荷载标准值fk时，z均取架体顶部离地面高度的风压高度变化系数，小于5m时按5m高取值。查询建筑结构荷载规范（GB50009）表8.2.1得：架体顶部离地面高度的风压高度变化系数z=0.65风荷载在模板工程施工中有影响的三种工况：工况1、钢筋未绑扎，只有支撑架体和底模；风荷载对架体重要是倾覆影响，对立杆附加轴力影响不是主导工况。工况2、钢筋绑扎完毕，模板侧模安装完毕；风荷载对架体重要是倾覆影响，对立杆附加轴力影响不是主导工况。工况3、混凝土浇筑完毕时；风荷载重要对立杆附加轴力有影响，风荷载对架体的倾覆影响不是主导工况。一方面计算风荷载对立杆附加轴力的影响，根据建筑施工脚手架安全技术统一标准（GB51210）中6.2.15条，当计算模板支撑架竖向栏杆围挡（模板）的风荷载标准值mk时，封闭栏杆（含安全网）体型系数s=1.0，模板体型系数取1.3。封闭栏杆（含安全网）的风荷载标准值为mk1=sz0=10.650.2=0.13kN/m2封闭栏杆（含安全网）的风荷载为Fwk1=la(Hm-Hb)mk1=0.9(1000-700)/10000.13=0.035kN侧模的风荷载标准值为mk2=sz0=1.30.650.2=0.169kN/m2侧模的风荷载标准值为Fwk2=laHbmk2=0.9700/10000.169=0.106kN则Fwk=Fwk1+Fwk2=0.035+0.106=0.142kN当计算模板支撑架体风荷载标准值fk时，为了计算架体的体型系数须根据建筑结构荷载规范（GB50009-2023）表8.3.1中第33项规定n榀桁架相关计算，其中的取值需根据架体挡风系数=1.2(la+h+0.325lah)48.3/(lah)=1.2(0.9+1.1+0.3250.91.1)0.0483/(0.91.1)=0.136以及lb/la=0.8/0.9=0.889查表得到=0.938为。根据建筑结构荷载规范（GB50009-2023）表8.3.1中第37项b规定得到扣件式钢管的体型系数可以取为s1=1.2s=stw=st(1-n)/(1-)=s1(1-n)/(1-)=1.20.136(1-0.9386)/(1-0.938)=0.84则fk=sz0=0.840.650.2=0.109kN/m2故qwk=lafk=0.90.109=0.098kN/m模板支撑架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值：MTk=0.5H2qwk+HFwk=0.53.320.098+3.30.142=1.002kNm则立杆最大附加轴力标准值为：Nwk=6nMTk/(n+1)(n+2)B=6nMTk/(n+1)(n+2)nlb=661.002/(6+1)(6+2)60.8)=0.134kN模板支撑架由风荷载产生的弯矩标准值为：Mwk=lastz0h2/10=0.91.20.1360.650.21.12/10=0.002kNm模板支撑架由风荷载产生的弯矩设计值为：Mw=1.40.6Mwk=1.40.60.002=0.002kNm根据建筑施工脚手架安全技术统一标准（GB51210）中6.2.11条规定应分别对由可变荷载控制的组合和由永久荷载控制的组合分别计算荷载，并取最不利荷载组合参与最终的立杆稳定的验算。第一种情况由可变控制的组合：N5=1.2G1k+(G2k+G3k)hlalb+1.2Hgk+1.4(Qk+Qk)lalb+0.6Nwk=1.2(0.2+(24+1.1)3500.001)0.90.8+1.23.30.176+1.4(2+1.350.5)0.90.8+0.60.134)=11.268kN由永久荷载控制的组合：N6=1.35G1k+(G2k+G3k)hlalb+1.35Hgk+1.40.7(Qk+Qk)lalb+0.6Nwk=1.35(0.2+(24+1.1)3500.001)0.90.8+1.353.30.176+1.4(0.7(2+1.350.5)0.90.8+0.60.134)=11.517kNN=max（N5，N6）=max(11.268,11.517)=11.517kN0N/(A) =111.5171000/(0.2314.89100)=102.089N/mm2f=205N/mm2满足规定第二种情况由可变控制的组合：N7=1.2G1k+(G2k+G3k)hlalb+1.2Hgk+1.4(Qk+Qk)lalb=1.2(0.2+(24+1.1)3500.001)0.90.8+1.23.30.176+1.4(2+1.350.5)0.90.8=11.156kN由永久荷载控制的组合：N8=1.35G1k+(G2k+G3k)hlalb+1.35Hgk+1.40.7(Qk+Qk)lalb=1.35(0.2+(24+1.1)3500.001)0.90.8+1.353.30.176+1.40.7(2+1.350.5)0.90.8=11.404kNN=max（N7，N8）=max(11.156,11.404)=11.404kN0N/(A)+0Mw/W=111.4041000/(0.2314.89100)+10.0021000/5.08=101.472N/mm2f=205N/mm2满足规定七、可调托座验算按上节计算可知，可调托座受力N=12.164kNN=30kN满足规定八、架体抗倾覆验算根据建筑施工脚手架安全技术统一标准（GB51210）中6.2.17条规定，我们计算抗倾覆时按最不利工况考虑，即架体上无集中堆放物料，抗倾覆力矩仅考虑模板支架及附件自重和顶部模板等物料自重。则抗倾覆判断公式如下：架体自重：GZ=Hgk=3.30.176=0.58kN因：GZ /(lalb)+G1k=0.58/(0.90.8)+0.2=1.006kN/m230MTk/(nlb)2la=311.002/(60.8)20.9)=0.145kN/m2故：GZ/(lalb)+G1k30MTk/(nlb)2la满足规定