400mmX1800mm梁模板扣件钢管高支撑架计算书

400mmX1800mm梁模板扣件钢管高支撑架计算书梁段:6KL15(7)。一、参数信息1.模板支撑及构造参数梁截面宽度 B(m)：0.40；梁截面高度 D(m)：1.80；混凝土板厚度(mm)：120.00；立杆沿梁跨度方向间距La(m)：0.90；立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m)：0.20；立杆步距h(m)：1.50；板底承重立杆横向间距或排距Lb(m)：0.90；梁支撑架搭设高度H(m)：10.80；梁两侧立杆间距(m)：0.90；承重架支撑形式：梁底支撑小楞平行梁截面方向；梁底增加承重立杆根数：0；采用的钢管类型为483.5；立杆承重连接方式：可调托座；2.荷载参数新浇混凝土重力密度(kN/m3)：24.00；模板自重(kN/m2)：0.50；钢筋自重(kN/m3):1.50；施工均布荷载标准值(kN/m2)：2.5；新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2)：43.2；振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2)：2.0；振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2)：4.0；3.材料参数木材品种：云南松；木材弹性模量E(N/mm2)：10000.0；木材抗压强度设计值fc(N/mm)：12.0；木材抗弯强度设计值fm(N/mm2)：13.0；木材抗剪强度设计值fv(N/mm2)：1.5；面板材质：胶合面板；面板厚度(mm)：18.00；面板弹性模量E(N/mm2)：6000.0；面板抗弯强度设计值fm(N/mm2)：13.0；4.梁底模板参数梁底方木截面宽度b(mm)：70.0；梁底方木截面高度h(mm)：70.0；梁底模板支撑的间距(mm)：150.0；5.梁侧模板参数次楞间距(mm)：300；主楞竖向根数：5；穿梁螺栓直径(mm)：M14；穿梁螺栓水平间距(mm)：600；主楞到梁底距离依次是：300mm，600mm，900mm，1200mm，1550mm；主楞材料：圆钢管；直径(mm)：48.00；壁厚(mm)：3.50；主楞合并根数：2；次楞材料：木方；宽度(mm)：70.00；高度(mm)：70.00；二、梁侧模板荷载计算按施工手册，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值: F=0.22t12V1/2 F=H其中 - 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3； t - 新浇混凝土的初凝时间，按200/(T+15)计算，得5.714h； T - 混凝土的入模温度，取20.000； V - 混凝土的浇筑速度，取1.500m/h； H - 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取1.800m； 1- 外加剂影响修正系数，取1.200； 2- 混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。分别计算得 50.994 kN/m2、43.200 kN/m2，取较小值43.200 kN/m2作为本工程计算荷载。三、梁侧模板面板的计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。 面板计算简图(单位：mm)1.强度计算材料抗弯强度验算公式如下: M/W f其中，W - 面板的净截面抵抗矩，W = 1681.81.8/6=90.72cm3； M - 面板的最大弯矩(Nmm)； - 面板的弯曲应力计算值(N/mm2)； f - 面板的抗弯强度设计值(N/mm2)；按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算：Mmax = 0.1q1l2+0.117q2l2其中 ，q - 作用在模板上的侧压力，包括：新浇混凝土侧压力设计值: q1= 1.21.6843.2=87.091kN/m；振捣混凝土荷载设计值: q2= 1.41.684=9.408kN/m；计算跨度: l = 300mm；面板的最大弯矩 M = 0.187.0913002 + 0.117 9.4083002 = 8.83105Nmm；面板的最大支座反力为：N=1.1q1l+1.2q2l=1.187.0910.3+1.29.4080.3=32.127kN；经计算得到，面板的受弯应力计算值: = 8.83105 / 9.07104=9.7N/mm2；面板的抗弯强度设计值: f = 13N/mm2；面板的受弯应力计算值 =9.7N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 f=13N/mm2，满足要求！ 2.挠度验算=0.677ql4/(100EI)l/250 q-作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值: q=87.091N/mm； l-计算跨度: l = 300mm； E-面板材质的弹性模量: E = 6000N/mm2； I-面板的截面惯性矩: I = 1681.81.81.8/12=81.65cm4；面板的最大挠度计算值: = 0.67787.0913004/(10060008.16105) = 0.975 mm；面板的最大容许挠度值: = l/250 =300/250 = 1.2mm；面板的最大挠度计算值 =0.975mm 小于 面板的最大容许挠度值 =1.2mm，满足要求！四、梁侧模板支撑的计算1.次楞计算次楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的多连续梁计算。次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：q=32.127/(1.800-0.120)=19.123kN/m本工程中，次楞采用木方，宽度70mm，高度70mm，截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:W = 1777/6 = 57.17cm3；I = 17777/12 = 200.08cm4；E = 10000.00 N/mm2； 计算简图 剪力图(kN) 弯矩图(kNm) 变形图(mm)经过计算得到最大弯矩 M = 0.183 kNm，最大支座反力 R= 6.437 kN，最大变形 = 0.055 mm(1)次楞强度验算强度验算计算公式如下: = M/Wf经计算得到，次楞的最大受弯应力计算值 = 1.83105/5.72104 = 3.2 N/mm2；次楞的抗弯强度设计值: f = 13N/mm2；次楞最大受弯应力计算值 = 3.2 N/mm2 小于 次楞的抗弯强度设计值 f=13N/mm2，满足要求！(2)次楞的挠度验算次楞的最大容许挠度值: = 350/400=0.875mm；次楞的最大挠度计算值 =0.055mm 小于 次楞的最大容许挠度值 =0.875mm，满足要求！2.主楞计算主楞承受次楞传递的集中力，取次楞的最大支座力6.437kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，主楞采用圆钢管，直径48mm，壁厚3.5mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = 25.078=10.16cm3；I = 212.187=24.37cm4；E = 206000.00 N/mm2； 主楞计算简图 主楞计算剪力图(kN) 主楞计算弯矩图(kNm) 主楞计算变形图(mm)经过计算得到最大弯矩 M = 0.869 kNm，最大支座反力 R= 14.322 kN，最大变形 = 0.412 mm(1)主楞抗弯强度验算 = M/Wf经计算得到，主楞的受弯应力计算值: = 8.69105/1.02104 = 85.6 N/mm2；主楞的抗弯强度设计值: f = 205N/mm2；主楞的受弯应力计算值 =85.6N/mm2 小于 主楞的抗弯强度设计值 f=205N/mm2，满足要求！(2)主楞的挠度验算根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为 0.412 mm主楞的最大容许挠度值: = 600/400=1.5mm；主楞的最大挠度计算值 =0.412mm 小于 主楞的最大容许挠度值 =1.5mm，满足要求！五、穿梁螺栓的计算验算公式如下:NN= fA其中 N - 穿梁螺栓所受的拉力； A - 穿梁螺栓有效面积 (mm2)； f - 穿梁螺栓的抗拉强度设计值，取170 N/mm2； 穿梁螺栓型号: M14 ；查表得： 穿梁螺栓有效直径: 11.55 mm； 穿梁螺栓有效面积: A = 105 mm2；穿梁螺栓所受的最大拉力: N =14.322 kN。穿梁螺栓最大容许拉力值: N = 170105/1000 = 17.85 kN；穿梁螺栓所受的最大拉力 N=14.322kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 N=17.85kN，满足要求！六、梁底模板计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。本算例中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 4001818/6 = 2.16104mm3； I = 400181818/12 = 1.94105mm4；1.抗弯强度验算按以下公式进行面板抗弯强度验算： = M/Wf新浇混凝土及钢筋荷载设计值：q1: 1.2(24.00+1.50)0.401.80=22.032kN/m；模板结构自重荷载设计值：q2:1.20.500.40=0.240kN/m；施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值：q3: 1.4(2.00+2.50)0.40=2.520kN/m；最大弯矩计算公式如下:Mmax=0.1(q1+ q2)l2+0.117q3l2= 0.1(22.032+0.24)1502+0.1172.521502=5.67104Nmm； =Mmax/W=5.67104/2.16104=2.6N/mm2；梁底模面板计算应力 =2.6 N/mm2 小于 梁底模面板的抗弯强度设计值 f=13N/mm2，满足要求！2.挠度验算根据建筑施工计算手册刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。最大挠度计算公式如下：= 0.677ql4/(100EI)=l/250其中，q-作用在模板上的压力线荷载:q =q1+q2=22.032+0.240=22.272kN/m； l-计算跨度(梁底支撑间距): l =150.00mm； E-面板的弹性模量: E = 6000.0N/mm2；面板的最大允许挠度值: =150.00/250 = 0.600mm；面板的最大挠度计算值: = 0.67722.2721504/(10060001.94105)=0.065mm；面板的最大挠度计算值: =0.065mm 小于 面板的最大允许挠度值: =0.6mm，满足要求！七、梁底支撑木方的计算1.荷载的计算(1)钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m)： q1 = 1.2(24+1.5)1.80.15+0.50.15(21.68+0.4)/ 0.4=9.108 kN/m；(2)施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m)： q2 = 1.4(2.5+2)0.15=0.945 kN/m；均布荷载设计值 q = 9.108+0.945 = 10.053 kN/m；梁两侧楼板荷载以集中荷载的形式传递，其设计值： p=0.151.20.1224.00+1.4(2.50+2.00)(0.90-0.40)/4=0.183kN2.支撑方木验算本工程梁底支撑采用方木，方木的截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为：W=777/6 = 5.72101 cm3；I=7777/12 = 2.00102 cm4；E= 10000 N/mm2；计算简图及内力、变形图如下： 简图(kNm) 剪力图(kN) 弯矩图(kNm) 变形图(mm)方木的支座力:N1=N2=2.194 kN；最大弯矩：M= 0.741kNm最大剪力：V= 2.194 kN方木最大正应力计算值 ： =M/W=0.741106 /5.72104=13 N/mm2；方木最大剪应力计算值 ： =3V/(2bh0)=32.1941000/(27070)=0.672N/mm2；方木的最大挠度： =1.633 mm；方木的允许挠度: =0.9001000/250=3.600 mm；方木最大应力计算值 12.969 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 f=13.000 N/mm2，满足要求！方木受剪应力计算值 0.672 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 fv=1.500 N/mm2，满足要求！方木的最大挠度 =1.633 mm 小于 方木的最大允许挠度 =3.600 mm，满足要求！八、梁跨度方向托梁的计算作用于托梁的荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。托梁采用：钢管(双钢管) :483.5；W=10.16 cm3；I=24.38 cm4；1.梁两侧托梁的强度计算托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中力P= 2.194 kN. 托梁计算简图 托梁计算弯矩图(kNm) 托梁计算变形图(mm) 托梁计算剪力图(kN)最大弯矩 Mmax = 1.152 kNm ；最大变形 max = 1.292 mm ；最大支座力 Rmax = 14.441 kN ；最大应力 =M/W= 1.152106 /(10.16103 )=113.4 N/mm2；托梁的抗弯强度设计值 f=205 N/mm2；托梁的最大应力计算值 113.4 N/mm2 小于 托梁的抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!托梁的最大挠度max=1.292mm小于900/150与10 mm,满足要求!九、立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式 = N/(A)f1.梁两侧立杆稳定性验算其中 N - 立杆的轴心压力设计值，它包括：纵向钢管的最大支座反力： N1 =14.441kN；脚手架钢管的自重： N2 = 1.20.15349.0=1.657kN；N =0.9(N1+N2)= 0.9(14.441+1.657)=14.488kN； - 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； A - 立杆净截面面积(cm2)： A = 4.89； W - 立杆净截面抵抗矩(cm3)：W = 5.08； - 钢管立杆轴心受压应力计算值(N/mm2)； f - 钢管立杆抗压强度设计值：f =205N/mm2； lo - 计算长度(m)；满堂支撑架立杆的计算长度按下式计算，取整体稳定计算结果最不利值:顶部立杆段： l0 = k1(h+2a)；非顶部立杆段：l0 = k2h； k- 满堂支撑架立杆计算长度附加系数，按扣件式规范表5.4.6采用：K=1.185； h- 步距：h=1.5m； a - 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.2 m； 1、2 - 考虑满堂支撑架整体稳定因素的单杆计算长度系数，普通型构造按扣件式规范附录C表C-2、C-4采用：1=1.54，2=1.951；立杆的计算长度计算结果最不利值:顶部立杆段： l0 = 1.1851.54(1.5+20.2)=3.467m；非顶部立杆段：l0 = 1.1851.9511.5=3.468m；取l0 =3.468m， Lo/i=3468/15.8=219由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.152 ；钢管立杆的最大应力计算值 ；=14488/(0.152489) = 194.92 N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值 = 194.92 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！