钢管落地卸料平台计算书.doc

钢管落地卸料平台计算书

酒泉市2010年廉租住房10号工程； 工程建设地点:；属于结构； 地上0层； 地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天。
本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由张成礼担任项目经理，担任技术负责人。
扣件式钢管落地平台的计算依照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等编制。
支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架，对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏，使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。本计算书编写还参考了《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》一文。

一、参数信息:
1.基本参数
立杆横向间距或排距la(m):0.75，立杆步距h(m)：1.45；
立杆纵向间距lb(m):0.65，平台支架计算高度H(m)：9.00；
立杆上端伸出至模板支撑点的长度a(m):0.10，平台底钢管间距离(mm)：500.00；
钢管类型:Φ48×3.5，扣件连接方式：单扣件，取扣件抗滑承载力系数:0.80；
2.荷载参数
脚手板自重(kN/m2):0.300；
栏杆自重(kN/m):0.150；
材料堆放最大荷载(kN/m2):1.600；
施工均布荷载(kN/m2):4.800；
3.地基参数
地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kPa):115.00；
立杆基础底面面积(m2):0.20；地基承载力调整系数:0.40。
二、纵向支撑钢管计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面几何参数为
截面抵抗矩 W = 5.08 cm3；
截面惯性矩 I = 12.19cm4；

纵向钢管计算简图
1.荷载的计算：
(1)脚手板与栏杆自重(kN/m)：
q11 = 0.15 + 0.3×0.5 = 0.3 kN/m；
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m)：
q12 = 1.6×0.5 = 0.8 kN/m；
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：
p1 = 4.8×0.5 = 2.4 kN/m
2.强度验算:
依照《规范》5.2.4规定，纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。
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；
最大弯矩计算公式如下:
M = 0.1q1l2+0.117q2l2
最大支座力计算公式如下:
N = 1.1q1l + 1.2q2l
均布荷载：q1 = 1.2 × q11+ 1.2 × q12 = 1.2×0.3+ 1.2×0.8 = 1.32 kN/m；
均布活载：q2 = 1.4×2.4 = 3.36 kN/m；
最大弯距 Mmax = 0.1×1.32×0.652 + 0.117 ×3.36×0.652 = 0.222 kN·m ；
最大支座力 N = 1.1×1.32×0.65 + 1.2×3.36×0.65 = 3.565 kN；
最大应力 σ = Mmax / W = 0.222×106 / (5080) = 43.674 N/mm2；
纵向钢管的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2；
纵向钢管的计算应力 43.674 N/mm2 小于 纵向钢管的抗压设计强度 205 N/mm2，满足要求！
3.挠度验算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度；
计算公式如下:
ν = 5ql4/384EI
均布恒载:
q = q11 + q12 = 1.1 kN/m；
均布活载：
p = 2.4 kN/m；
ν = (0.677 ×1.1+0.990×2.4)×6504/(100×2.06×105×121900)=0.222 mm；
纵向钢管的最大挠度为 0.222 mm 小于 纵向钢管的最大容许挠度 750/150与10 mm，满足要求！
三、横向支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；
集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力，P =3.565 kN；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图(kN·m)

支撑钢管计算变形图(mm)

支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩 Mmax = 0.354 kN·m ；
最大变形 νmax = 0.283 mm ；
最大支座力 Qmax = 5.01 kN ；
最大应力 σ= 69.754 N/mm2 ；
横向钢管的计算应力 69.754 N/mm2 小于 横向钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！
支撑钢管的最大挠度为 0.283 mm 小于 支撑钢管的最大容许挠度 650/150与10 mm，满足要求！
四、扣件抗滑移的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为0.80kN。
R ≤Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN；
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 5.01 kN；
R < 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、模板支架立杆荷载标准值(轴力)计算:
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容：
(1)脚手架的自重(kN)：
NG1 = 0.132×9 = 1.188 kN；
(2)栏杆的自重(kN)：
NG2 = 0.15×0.75 = 0.112 kN；
(3)脚手板自重(kN)：
NG3 = 0.3×0.65×0.75 = 0.146 kN；
(4)堆放荷载(kN)：
NG4 = 1.6×0.65×0.75 = 0.78 kN；
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 2.227 kN；
2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
经计算得到，活荷载标准值 NQ = 4.8×0.65×0.75 = 2.34 kN；
3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ = 1.2×2.227+ 1.4×2.34 = 5.948 kN；
六、立杆的稳定性验算:
立杆的稳定性计算公式:
σ = N/φAKH ≤ [f]
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 5.948 kN；
φ ------- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到；
i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.58 cm；
A ---- 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.89 cm2；
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3；
σ------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)；
[f] ---- 钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205 N/mm2；
KH ----高度调整系数：KH=1/(1+0.005×(9-4))=0.976；
L0 ---- 计算长度 (m)；
如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算
l0 = k1μh (1)
l0 = h+2a (2)
k1---- 计算长度附加系数，取值为1.167；
μ ---- 计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；μ= 1.7；
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.1 m；
公式(1)的计算结果：
立杆计算长度 L0 = k1μh = 1.167×1.7×1.45 = 2.877 m；
L0/i = 2876.655 / 15.8 = 182 ；
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.216 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =5948.1 /( 0.216×489 )= 56.314 N/mm2；
钢管立杆稳定性验算 σ = 56.314 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
公式(2)的计算结果：
L0/i = 1650 / 15.8 = 104 ；
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.558 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =5948.1 /( 0.558×489 )= 21.799 N/mm2；
钢管立杆稳定性验算 σ = 21.799 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算
l0 = k1k2(h+2a) (3)
k2 -- 计算长度附加系数，按照表2取值1.017 ；
公式(3)的计算结果：
L0/i = 1958.284 / 15.8 = 124 ；
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.428 ；
钢管立杆受压应力计算值 ； σ =5948.1 /( 0.428×489 )= 28.42 N/mm2；
钢管立杆稳定性验算 σ = 28.42 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，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，否则容易存在安全隐患。

以上表参照 杜荣军: 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
七、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p ≤fg
地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 46 kPa；
其中，地基承载力标准值：fgk= 115 kPa ；
脚手架地基承载力调整系数：kc = 0.4 ；
立杆基础底面的平均压力：p = N/A =29.74 kPa ；
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 5.95 kN；
基础底面面积 ：A = 0.2 m2 。
p=29.74 kPa ≤ fg=46 kPa 。地基承载力满足要求！