屋檐悬挑结构钢管楼板模板支架计算书

厦门安养中心屋檐悬挑结构支架及模板计算书浙江八达建设集团2023年12月10日一、工程概况1.1根本概况厦门安养中心位于厦门市黄厝，景州乐园西南侧。工程规模：总建筑面积25682.868㎡，其中：南组团会所建筑面积15030.39㎡，其中地下室4464㎡；框架结构体系，地下1层，层高4.15m，地上4层，一层层高6.3m，二～四层层高3.9m，建筑高度17.1m。1.2主要结构概况1、南组团会所屋檐结构为悬臂结构如下列图：我部考虑在已有的4层楼板上悬挑I16型工字钢，并在其上搭设钢管支架，作为屋檐结构砼施工的支撑体系，工字钢悬挑长度为2.7m，锚固端长度为4.05m，工字钢的锚固端依靠与楼板锚固的两处φ16圆钢受力，屋檐结构的悬挑长度为2.1m，每米的砼体积为0.378m2×1m=0.378m3,每米的砼荷载为25.10KN/M3×0.378m3=9.488KN。二、计算依据〔1〕《建筑施工模板平安技术标准》〔JGJ162-2023〕、《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术标准》〔JGJ130-2001〕、《建筑结构荷载标准》〔GB50009-2001〕、《《混凝土结构工程施工质量验收标准》〔GB50204-2002〕、《混凝土泵送施工技术规程》〔JGJ/T10-95〕、《现浇钢筋混凝土〔屋面〕板及砌筑墙体的设计与施工技术规程》〔DBJ13-20-1999〕；〔2〕《建筑施工平安检查标准》〔JGJ59-99〕、《建筑施工高处作业平安技术标准》〔JGJ80-91〕、《施工现场临时用电平安技术标准》〔JGJ46-2005〕、《工程建设标准强制性条文〔房屋建筑局部〕》2023年版、《建设工程施工重大危险源辨识与监控技术规程》〔DBJ13-91-2007〕；《施工技术》2002.3.；《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用平安》(杜荣军)。三、计算参数设模板支架搭设高度为4.0m，立杆的纵距b=1.50m，立杆的横距l=0.75m，立杆的步距h=1.80m。面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。木方50×100mm，间距300mm，剪切强度1.6N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9500.0N/mm2。梁顶托采用100×100mm木方。模板自重0.30kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3，施工活荷载3.00kN/m2。扣件计算折减系数取1.00。图1楼板支撑架立面简图图2楼板支撑架荷载计算单元采用的钢管类型为48×3.0。四、模板面板计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。静荷载标准值q1=25.100×0.110×1.500+0.300×1.500=4.592kN/m活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×1.500=4.500kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=150.00×1.80×1.80/6=81.00cm3；I=150.00×1.80×1.80×1.80/12=72.90cm4；(1)抗弯强度计算f=M/W<[f]其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；M——面板的最大弯距(N.mm)；W——面板的净截面抵抗矩；[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；M=0.100ql2其中q——荷载设计值(kN/m)；经计算得到M=0.100×(1.20×4.592+1.40×4.500)×0.300×经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.106×1000×1000/81000=1.312N/mm2面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!(2)抗剪计算[可以不计算]T=3Q/2bh<[T]其中最大剪力Q=0.600×(1.20×4.592+1.4×4.500)×0.300=2.126kN截面抗剪强度计算值T=3×2126.0/(2×1500.000×18.000)=0.118N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2抗剪强度验算T<[T]，满足要求!(3)挠度计算v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250面板最大挠度计算值v=0.677×4.592×3004/(100×6000×729000)=0.058mm面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!五、模板支撑木方的计算木方按照均布荷载计算。1.荷载的计算(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.100×0.110×0.300=0.828kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12=0.300×0.300=0.090kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值q2=(1.000+2.000)×0.300=0.900kN/m静荷载q1=1.20×0.828+1.20×0.090=1.102kN/m活荷载q2=1.40×0.900=1.260kN/m计算单元内的木方集中力为(1.260+1.102)×1.500=3.543kN2.木方的计算按照三跨连续梁计算，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，计算公式如下:均布荷载q=3.543/1.500=2.362kN/m最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.36×1.50×最大剪力Q=0.6×1.500×2.362=2.126kN最大支座力N=1.1×1.500×2.362=3.897kN木方的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3；I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4；(1)木方抗弯强度计算抗弯计算强度f=0.531×106/83333.3=6.38N/mm2木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!(2)木方抗剪计算[可以不计算]最大剪力的计算公式如下:Q=0.6ql截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh<[T]截面抗剪强度计算值T=3×2126/(2×50×100)=0.638N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2木方的抗剪强度计算满足要求!(3)木方挠度计算均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到0.918kN/m最大变形v=0.677×0.918×1500.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.795mm木方的最大挠度小于1500.0/250,满足要求!六、托梁的计算托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。集中荷载取木方的支座力P=3.897kN均布荷载取托梁的自重q=0.096kN/m。托梁计算简图托梁弯矩图(kN.m)托梁剪力图(kN)变形的计算按照标准要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：托梁变形计算受力图托梁变形图(mm)经过计算得到最大弯矩经过计算得到最大支座F=10.816kN经过计算得到最大变形V=0.144mm顶托梁的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3；I=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4；(1)顶托梁抗弯强度计算抗弯计算强度f=0.750×106/166666.7=4.50N/mm2顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!(2)顶托梁抗剪计算[可以不计算]截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh<[T]截面抗剪强度计算值T=3×6882/(2×100×100)=1.032N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2顶托梁的抗剪强度计算满足要求!(3)顶托梁挠度计算最大变形v=0.144mm顶托梁的最大挠度小于1500.0/250,满足要求!七、扣件抗滑移的计算纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。八、模板支架荷载标准值(立杆轴力)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=0.107×4.000=0.428kN(2)模板的自重(kN)：NG2=0.300×1.500×0.750=0.338kN(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=25.100×0.110×1.500×0.750=3.106kN经计算得到，静荷载标准值NG=(NG1+NG2+NG3)=3.872kN。2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×1.500×0.750=3.375kN3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.20NG+1.40NQ九、立杆的稳定性计算不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式其中N——立杆的轴心压力设计值，N=9.37kN——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；i——计算立杆的截面回转半径(cm)；i=1.60A——立杆净截面面积(cm2)；A=4.24W——立杆净截面抵抗矩(cm3)；W=4.49——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2)；[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；l0——计算长度(m)；如果完全参照《扣件式标准》，由公式(1)或(2)计算l0=k1uh(1)l0=(h+2a)(2)k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.155；u——计算长度系数，参照《扣件式标准》表；u=1.700a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.30m；公式(1)的计算结果：l0=1.155×1.700×1.80=3.534m=3534/16.0=221.586=0.149=9371/(0.149×424)=148.585N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!公式(2)的计算结果：l0=1.800+2×0.300=2.400m=2400/16.0=150.470=0.308=9371/(0.308×424)=71.773N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!如果考虑到高支撑架的平安因素，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取值为1.000；公式(3)的计算结果：l0=1.155×1.000×(1.800+2×0.300)=2.772m=2772/16.0=173.793=0.238=9371/(0.238×424)=93.013N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!十、悬挑梁的受力计算悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算悬出端C受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。悬臂单跨梁计算简图水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4，截面模量(抵抗矩)