扣件式脚手架计算方案

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》JGJ130-20112、 《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-20163、 《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-20084、 《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-20135、 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-20025、 《混凝土结构设计规范》GB50010-20106、 《建筑结构荷载规范》GB50009-20127、 《钢结构设计规范》GB50017-2003二、 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》GB51210-2016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l(m)0.9立杆横向间距lb(m)0.8 a 水平杆步距h(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结构表面要求表面外露立杆自由端高度h(mm)500剪刀撑(含水平)布置方式普通型U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/mmA2)11500面板f(N/mmA2)31主楞类型圆钢管 m 主楞规格中48x3.5主楞合并根数1次楞类型矩形木楞次楞规格40x90次楞合并根数/钢管类型中48x3.5何载参数可调托座承载力容许值(kN)30地基承载力特征值f,(kPa)/架体底部垫板面积A(mA2)0.2ak模板(不含支架)自重标准值G,(kN/mA2)0.2

新浇筑混凝土自重标准值G~(kN/mA3)24钢筋自重标准值G3k(kN/mA3)1.12k' '施工荷载标准值Qk(kN/mA2)2脚手架上震动、冲击物体自重Qg(kN/mA2)0.5计算震动、冲击荷载时的动力系数K1.35DK脚手架安全等级2级脚手架结构重要性系数Y01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W(kN/mA2)0.2沿风荷载方向架体搭设的跨数n6 o ; 模板支撑架顶部竖向栏杆围挡的高度H(mm)1000模板支撑架顶部模板高度Hb(mm)700 m ; 模板荷载传递方式可调托座(图1)平面图简图：(图2)纵向剖面图1简图：(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。W=bh2/6=1000x122/6=24000mm3mI=bh3/12=1000x123/12=144000mm4由可变荷载控制的组合：q1=1.2[G1k+(G2k+G3k)h]b+1.4(Qk+KQDK)b=1.2x(0.2+(24+1.1)x350/1000)x1+1.4x(2+1.35x0.5)x1=14.527kN/m由永久荷载控制的组合：q2=1.35[G1k+(G2k+G3k)h]b+1.4 X 0.7(Qk+ KQDK)b=1.35x(0.2+(24+1.1)x350/1000)x1+1.4x0.7x(2+1.35x0.5)x1=14.751kN/m取最不利组合得：q=max[q1，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=0.166kN・mo=YXM/W=1x0.166x106/24000=6.915N/mm2W[f]=31N/mm20max满足要求2、 挠度验算qk=(G1k+(G3k+G2k)xh)xb=(0.2+(24+1.1)x350/1000)x1=8.985kN/m(图6)挠度计算受力简图(图7)挠度图v=0.572mmW[v]=300/400=0.75mm满足要求四、 次楞验算次楞计算跨数的假定需要符合工程实际的情况，另外还需考虑次楞的两端悬挑情况。由可变荷载控制的组合：q]=1.2x(Gik+(G3k+G2k)xh)xa+1.4x(Qk+ KQDK)xa=1.2x(0.2+(24+1.1)x350/1000)x300/1000+1.4x(2+1.35x0.5)x300/1000=4.358kN/m由永久荷载控制的组合：q2=1.35x(G1k+(G3k+G2k)xh)xa+1.4x0.7x(Qk+ KQDK)xa=1.35x(0.2+(24+1.1)x350/1000)x300/1000+1.4x0.7x(2+1.35x0.5)x300/1000=4.425kN/m取最不利组合得：q=max[q],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(kN・m)Mmax=0.266kN-mo=Y0XMmax/W=1x0.266x106/(54x103)=4.917N/mm2W[f]=15N/mm2满足要求2、 抗剪验算(图10)次楞剪力图(kN)Vmax=1.991kNTmax=Y0XVmaxS/(Ib0)=1x1.991x103x40.5x103/(243x104x4x10)=0.83N/mm2W[T]=2N/mm2满足要求3、 挠度验算挠度验算荷载统计，qk=(G1k+(G3k+G2k)xh)xa=(0.2+(24+1.1)x350/1000)x300/1000=2.696kN/m.：... . (图11)挠度计算受力简图(图12)次楞变形图(mm)Vmax=0.239mmW[v]=0.8X1000/400=2mm满足要求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，另外还需考虑主楞的两端悬挑情况。主楞所承受的荷载主要为次楞传递来的集中力，另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=1.2x37.65/1000=0.045kN/m精心整理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(kN・m)Mmax=1.007kN-mo=YoXMmax/W=1x1.007x106/(5.08x1000)=198.142N/mm2<[f]=205N/mm2满足要求2、 抗剪验算(图16)主楞剪力图(kN)Vmax=6.989kNTmax=Y0XQmaxS/(Ib0)=1x6.989x1000x3.473x103/(12.19x104x0.7x10)=28.446N/mm2W[T]=120N/mm2满足要求3、 挠度验算(图17)主楞变形图(mm)Vma=0.999mmW[v]=0.9X103/400=2.25mm满足要求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,N]/2按JGJ130-2011附录C取用l01=k|i](h1+2a)=1x1.358x(1.1+2x500/1000)=2.853ml02=k^2h1=1x2.523x1.1=2.775m取两值中的大值1=max(l1)=max(2.853,2.775)=2.853m0 '01,027 ..人=l0/i=2.853x1000/(1.58x10)=180.538W["=210满足要求2、 立杆稳定性验算(顶部立杆段)人]=101/i=2.853x1000/(1.58x10)=180.538根据气查JGJ130-2011附录A.0.6得到9=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：N=1.2x[G+(G+G,)xh]x1xl+1.4(Q+kO)x1xl1 1k2k3k b k DK bab ab精心整理=1.2x(0.2+(24+1.1)x350x0.001)x0.9x0.8+1.4x(2+1.35x0.5)x0.9x0.8=10.459kN由永久荷载控制的组合：N=1.35x[G+(G+G)xh]xlxl+1.4x0.7x(Q+KQ)xlxl1k2k3k ah k DKabIJx. RQR aU lx. aU=1.35x(0.2+(24+1.1)x350x0.001)x0.9x0.8+1.4x0.7x(2+1.35x0.5)x0.9x0.8=10.621kNN=max(N],N2)=max(10.459,10.621)=10.621kNY0xN/SA)=1x10.621x1000/(0.219x(4.89x100))=99.211N/mm2Wf=205N/mm2满足要求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)人2=l02/i=2.775x1000/(1.58x10)=175.652根据人]查JGJ130-2011附录A.0.6得到9=0.231A不考虑风荷载由可变控制的组合：N=1.2x[G+(G+G)xh]xlxl+1.2xHxg+1.4(Q+KQ)xlxl1k2k3k ah ^k k DKahQ IJx. RQR aU R lx. aU=1.2x(0.2+(24+1.1)x350x0.001)x0.9x0.8+1.2x3.3x0.176+1.4x(2+1.35x0.5)x0.9x0.8=11.156kN由永久荷载控制的组合：N=1.35x[G+(G+G)xh]xlxl+1.35xHxg+1.4x0.7x(Q+KQ)xlxl1k2k3k ah k k DKah， IJx. RQR aU R lx. au=1.35x(0.2+(24+1.1)x350x0.001)x0.9x0.8+1.35x3.3x0.176+1.4x0.7x(2+1.35x0.5)x0.9x0.8=11.404kNN=max(N3，N4)=max(11.156,11.404)=11.404kNY0xN/(9A)=1x11.404x1000/(0.231x(4.89x100))=101.09N/mm2Wf=205N/mm2满足要求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。成和计算模板支撑架架体风荷载标准值。爪时，巴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巴=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；风荷载对架体主要是倾覆影响，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；风荷载对架体主要是倾覆影响，对立杆附加轴力影响不是主导工况。工况3、混凝土浇筑完成时；风荷载主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。首先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)中条，当计算模板支撑架竖向栏杆围挡(模板)的风荷载标准值。成时，封闭栏杆(含安全网)体型系数氏=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①成.,」尸0=1x0.65x0.2=0.13kN/m2页脚内容精心整理封闭栏杆(含安全网)的风荷载为Fwki=laX(Hm-Hb)x®mki=0.9x(1000-700)/1000x0.13=0.035kN侧模的风荷载标准值为Gmk2=|is|iz%=1.3x0.65x0.2=0.169kN/m2侧模的风荷载标准值为Fwk2=laxHbxsmk2=0.9x700/1000x0.169=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。反时，为了计算架体的体型系数须根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)表8.3.1中第33项规定n棉桁架相关计算，其中n的取值需根据架体挡风系数Q=1.2x(l+h+0.325xlxh)x48.3/(lxh)=1.2x(0.9+1.1+0.325x0.9x1.1)x0.0483/(0.9x1.1)=0.136以及l/l=0.8/0.9=0.889查表得a a a ba到n=0.938为。根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)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/「1.2『stw=^stx(1-nn)/(1-n)=iis1xqx(1-nn)/(1-n)=1.2x0.136x(1-0.9386)/(1-0.938)=0.84则sfk=)is|iz%=0.84x0.65x0.2=0.109kN/m2故qwk=laxsfk=0.9x0.109=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=0.5xH2xqwk+HxFwk=0.5x3.32x0.098+3.3x0.142=1.002kN・m则立杆最大附加轴力标准值为：Nwk=6nxMTk/[(n+1)(n+2)B]=6nxMTk/[(n+1)(n+2)nlb]=6x6x1.002/((6+1)x(6+2)x6x0.8)=0.134kN模板支撑架由风荷载产生的弯矩标准值为：M=lxuxux®xh2/10=0.9x1.2x0.136x0.65x0.2x1.12/10=0.002kN・mwkastz0模板支撑架由风荷载产生的弯矩设计值为：Mw=1.4x0.6xMwk=1.4x0.6x0.002=0.002kN・m根据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》(GB51210)中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：N=1.2x[G,+(G+G,)xh]xlxl+1.2xHxg+1.4x[(Q+KQ)xlxl+0.6xN,]< 1-IVx 2k'」匀h Ok 匀h wk」1k2k3k ab k k kab wk=1.2x(0.2+(24+1.1)x350x0.001)x0.9x0.8+1.2x3.3x0.176+1.4x((2+1.35x0.5)x0.9x0.8+0.6x0.134)=11.268kN由永久荷载控制的组合：N=1.35x[G+(G+G,)xh]xlxl+1.35xHxg+1.4x[0.7x(Q+KQ)xlxl+0.6xN11k2k3kab k kkab wk=1.35x(0.2+(24+1.1)x350x0.001)x0.9x0.8+1.35x3.3x0.176+1.4x(0.7x(2+1.35x0.5)x0.9x0.8+0.6x0.134)=11.517kNN=max(N5,N6)=max(11.268,11.517)=11.517kNY0xN/(9A)=1x11.517x1000/(0.231x4.89x100)=102.089N/mm2<f=205N/mm2满足要求第二种情况精心整理由可变控制的组合：N=1.2x[G+(G+G)xh]xlxl+1.2xHxg+1.4x(Q+KQ)xlxl1k2k3k b k kkb/ 3 ab ab=1.2x(0.2+(24+1.1)