碗扣钢管计算1

安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品碗扣钢管楼板模板支架计算书依据规范:《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《钢结构设计规范》GB50017-2003《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ164-2008计算参数:钢管强度为205.0N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。模板支架搭设高度为3.6m，立杆的纵距b=1.20m，立杆的横距l=1.20m，立杆的步距h=1.50m。面板厚度15mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。木方35×80mm，间距300mm，木方剪切强度1.6N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。梁顶托采用95×95mm木方。模板自重0.20kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3。倾倒混凝土荷载标准值0.00kN/m2，施工均布荷载标准值2.50kN/m2。安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品图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φ48×3.0。钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64，抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。一、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=25.100×0.200×1.200+0.200×1.200=6.264kN/m安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品活荷载标准值q2=(0.000+2.500)×1.200=3.000kN/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:截面抵抗矩W=bh2/6=120.00×1.50×1.50/6=45.00cm3；截面惯性矩I=bh3/12=120.00×1.50×1.50×1.50/12=33.75cm4；式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。(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×(1.20×6.264+1.40×3.000)×0.300×0.300=0.105kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.105×1000×1000/45000=2.343N/mm2面板的抗弯强度验算f[f],满足要求!(2)抗剪计算T=3Q/2bh[T]其中最大剪力Q=0.600×(1.20×6.264+1.4×3.000)×0.300=2.109kN截面抗剪强度计算值T=3×2109.0/(2×1200.000×15.000)=0.176N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2面板抗剪强度验算T[T]，满足要求!安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品(3)挠度计算v=0.677ql4/100EI[v]=l/250面板最大挠度计算值v=0.677×6.264×3004/(100×6000×337500)=0.170mm面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!二、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=25.100×0.200×0.300=1.506kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12=0.200×0.300=0.060kN/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=(2.500+0.000)×0.300=0.750kN/m静荷载q1=1.20×1.506+1.20×0.060=1.879kN/m活荷载q2=1.40×0.750=1.050kN/m计算单元内的木方集中力为(1.050+1.879)×1.200=3.515kN2.木方的计算按照三跨连续梁计算，计算公式如下:均布荷载q=P/l=3.515/1.200=2.929kN/m安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.93×1.20×1.20=0.422kN.m最大剪力Q=0.6ql=0.6×1.200×2.929=2.109kN最大支座力N=1.1ql=1.1×1.200×2.929=3.867kN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:截面抵抗矩W=bh2/6=3.50×8.00×8.00/6=37.33cm3；截面惯性矩I=bh3/12=3.50×8.00×8.00×8.00/12=149.33cm4；式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。(1)木方抗弯强度计算抗弯计算强度f=M/W=0.422×106/37333.3=11.30N/mm2木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!(2)木方抗剪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=3×2109/(2×35×80)=1.130N/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)木方挠度计算挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值，均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距)安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品得到q=1.566kN/m最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×1.566×1200.04/(100×9000.00×1493333.0)=1.636mm木方的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!三、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=3.867kN均布荷载取托梁的自重q=0.087kN/m。1200120012003.87kN3.87kN3.87kN3.87kN3.87kN3.87kN3.87kN3.87kN3.87kN3.87kN3.87kN3.87kN0.09kN/mAB托梁计算简图1.6121.926托梁弯矩图(kN.m)6.186.172.302.271.591.625.485.519.389.397.797.773.913.880.010.013.883.917.777.799.399.385.515.481.621.592.272.306.176.18托梁剪力图(kN)变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：1200120012002.07kN2.07kN2.07kN2.07kN2.07kN2.07kN2.07kN2.07kN2.07kN2.07kN2.07kN2.07kN0.09kN/mAB托梁变形计算受力图安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品1.6660.113托梁变形图(mm)经过计算得到最大弯矩M=1.926kN.m经过计算得到最大支座F=17.175kN经过计算得到最大变形V=1.666mm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:截面抵抗矩W=bh2/6=9.50×9.50×9.50/6=142.90cm3；截面惯性矩I=bh3/12=9.50×9.50×9.50×9.50/12=678.76cm4；式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。(1)顶托梁抗弯强度计算抗弯计算强度f=M/W=1.926×106/142895.8=13.48N/mm2顶托梁的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!(2)顶托梁抗剪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=3×9390/(2×95×95)=1.561N/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)顶托梁挠度计算安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品最大变形v=1.666mm顶托梁的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!四、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=0.151×3.600=0.544kN(2)模板的自重(kN)：NG2=0.200×1.200×1.200=0.288kN(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=25.100×0.200×1.200×1.200=7.229kN经计算得到，静荷载标准值NG=(NG1+NG2+NG3)=8.060kN。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=(2.500+0.000)×1.200×1.200=3.600kN安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品3.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五、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为：其中N——立杆的轴心压力设计值，N=14.71kNi——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；A——立杆净截面面积，A=4.239cm2；W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3；[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.20m；h——最大步距，h=1.50m；l0——计算长度，取1.500+2×0.200=1.900m；λ——由长细比，为1900/16=119；φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.458；经计算得到σ=14712/(0.458×424)=75.780N/mm2；不考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ[f],满足要求!考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品MW=1.4Wklal02/8-Prl0/4风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力Pr计算公式Pr=5×1.4Wklal0/16其中Wk——风荷载标准值(kN/m2)；Wk=uz×us×w0=0.300×0.650×0.241=0.047kN/m2h——立杆的步距，1.50m；la——立杆迎风面的间距，1.20m；lb——与迎风面垂直方向的立杆间距，1.20m；风荷载产生的内外排立杆间横杆的支撑力Pr=5×1.4×0.047×1.200×1.900/16=0.047kN.m；风荷载产生的弯矩Mw=1.4×0.047×1.200×1.900×1.900/8-0.047×1.900/4=0.013kN.m；Nw——考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；Nw=1.2×8.060+0.9×1.4×3.600+0.9×1.4×0.013/1.200=14.222kN经计算得到σ=14222/(0.458×424)+13000/4491=75.933N/mm2；考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ[f],满足要求!风荷载作用下的内力计算架体中每个节点的风荷载转化的集中荷载w=0.047×1.200×1.500=0.085kN节点集中荷载w在立杆中产生的内力wv=1.500/1.200×0.085=0.106kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力ws=(1.500×1.500+1.200×1.200)1/2/1.200×0.085=0.135kN支撑架的步数n=2节点集中荷载w在立杆中产生的内力和为0.135+(2.000-1)×0.135=0.271kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和为2.000×0.106=0.211kN架体自重为0.544kN节点集中荷载w在斜杆中产生的内力和小于架体自重,满足要求!安全设施计算软件(2012)PKPM软件出品六、楼板强度的计算