钢管计算书

模板(扣件式钢管支架)计算书
一、工程概况
二、参数信
息
1.脚手架参
数
立杆横距(m)：
1.1；
立杆纵距(m)：
1.1；
横杆步距(m)：
1.8；
支模架类型：水平钢管；板底支撑材料：方木；板底支撑间距(mm) ：40；模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度
(m):1 ；
模板支架计算高度(m)： 4.27；
采用的钢管(mm)：Ф 48×3；
扣件抗滑力系数：6；
2.荷载参数模板自重(kN/m 2)：0.35；钢筋自重(kN/m
3) ：1；混凝土自重(kN/m3)：24；施工均布荷载标准值(kN/m2)：2；
3.楼板参数
钢筋级别：三级钢HRB 400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi) ；
楼板混凝土强度等级：C30；
每层标准施工天数：8；每平米楼板截面的钢筋面积
(mm2)：1440.000；
楼板的计算宽度(m)： 5.4；
楼板的计算跨度(m)：4；楼板的计算厚度(mm)：110；
施工平均温度(℃ )：15；
4.材料参数面板类型：胶合面板；面板厚度(mm)：15；面板弹性
模量E(N/mm2)：9500；面板抗弯强度设计值f m(N/mm2)：13；木材品种：松木；木材弹性模量E(N/mm2)：10000；木材抗弯强度设计值f m(N/mm2)：17；木材抗剪强度设计值f v(N/mm 2)：1.7；
、板模板面板的验算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

强度验算要考虑混凝土、钢筋、模板的自重及施工均布荷载；挠度验算只考虑混凝土、钢筋、模板的自重荷载。

计算的原则是按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

面板计算简图
1.抗弯验算公式：σ = M/W < f σ --面板的弯曲应力计算值
(N/mm2)；M --面板的最大弯距(N.mm) ；W --面板的净截面抵抗
矩，公式：W=bh2/6
b：面板截面宽度，h：面板截面厚度计算式：W= 1100
×152/6=41250 mm3；
[f] --面板的抗弯强度设计值(N/mm2)；按以下公式计算面板跨中弯
矩：公式：M =0.1×q×l2
q -- 作用在模板上的压力线，包括：
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m) ：q1= (24+1) 1×.1 ×0.11≈3.02
kN/m；
(2)模板的自重线荷载(kN/m) ：q2= 0.35 1×.1≈0.38 kN/m ；
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN) ：q3 = 2 ×1.1=2.2 kN/m；
q = 1.2 (q×1+q2)+1.4 ×q3 = 1.2 ×(3.02+ 0.38)+1.4 2.2×≈7.17 kN/m
计算跨度(板底支撑间距)：l = 40 mm；面板的最大弯距M= 0.1 ×7.17 ×40 2=1147.52 N.mm；经计算得到，面板的受弯应力计算
值：σ =1147.52/ 41250≈0.03 N/mm2；面板的抗弯强度设计值：
[f] = 13N/mm2；
结论：面板的受弯应力计算值σ = 0.03 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值[f]= 13 N/mm2 ，满足要求！
2.挠度验算最大挠度按以下公式计算：公式：ω = 0.677
q××l4/(100 ×E×I)
q -- 作用在模板上的侧压力线荷载标准值：
q = q1+q2 = 3.02+ 0.38=3.41 kN/m；
l --计算跨度(板底支撑间距) ：l = 40 mm；
E -- 面板材质的弹性模量： E = 9500 N/mm2；
I -- 面板的截面惯性矩：
公式：I =bh3/12
计算式：I = 40 ×153/12=11250
mm4；面板的最大挠度计算值：
ω = 0.677 3×.41 ×40 4/(100 ×9500×11250)=0 mm；
面板的最大容许挠度值：[ω] = l/250 = 40 /250 =0.16 mm；结论：面板的最大挠度计算值ω = 0 mm 小于面板的最大容许挠度值[ω]= 0.16 mm，满足要求！
四、板底支撑的计算
本工程板底支撑采用方木，按照简支梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：
公式：W =B b B h2/6
计算式：W = 40×902/6=54000 mm3；公式：I = B b B h3/12
计算 3 4
= 40×90 3/12=2430000
板底支撑楞计算简图
1.荷载的计算：
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m) ：q1= (24+1) 0×.04 ×0.11=0.11
kN/m；
(2)模板的自重线荷载(kN/m) ：q2= 0.35 0×.04≈ 0.01 kN/m ；
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN) ：q3 = 2 ×0.04=0.08 kN；
q = 1.2 (q×1+q2)+1.4 ×q3 = 1.2 ×(0.11+ 0.01)+1.4 0.0×8≈
0.26 kN/m
2.强度验算：最大弯矩计算公式如下：公式：M = q×l2/8
最大弯距M = ql2/8 = 0.26 1.×12 /8≈0.04 kN.m；最大支座力N = ql = 0.26 1×.1≈ 0.29 kN ；梁底支撑最大应力计算值σ= M /W = 39446 / 54000≈0.73 N/mm2；梁底支撑的抗弯强度设计值[f]= 17
N/mm2；结论：板底支撑的最大应力计算值为0.73 N/mm2 小于板底支撑的抗弯强度设计值17 N/mm2,满足要求!
3.抗剪验算：最大剪力的计算公式如下：
公式：V = q×l/2
最大剪力：V = 0.26 1×.1 /2≈0.14 kN；截面抗剪强度必须满足：公式：τ = 3 ×V/(2 ×b×h n) ≤f v b -- 板底支撑方木截面宽度
h n --板底支撑方木截面高度板底支撑受剪应力计算值：τ = 3
1×43.44/(2 40××90)≈ 0.06 N/mm2；梁底支撑抗剪强度设计值[T] = 1.7 N/mm2；结论：板底支撑的受剪应力计算值0.06 N/mm2 小于板底支撑的抗剪强度设计值 1.7 N/mm2 ，满足要求!
4.挠度验算：最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配
的挠度和，计算公式如下：公式：ω = 5 ×q×l4/(384 ×E×I) 最大挠度计算值：
ω= 5 ×0.26 ×1100 4/(384 1×0000×2430000)≈0.2 mm；最大允许挠度[ ω]= 1100 / 250=4.4 mm；结论：板底支撑的最大挠度计算值
0.2 mm 小于板底支撑的最大允许挠度 4.4 mm,满足要求!
五、水平支撑钢管计算(支撑板底支撑) 水平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取板底支撑传递力，P = 0.29 kN；
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算变形图 (mm)
最大弯矩
M max = 0.87 kN.m ；
最大剪力 V max = 4.74 kN ；
最大变形 ωmax = 3.2508 mm ；
最大支座力 R max = 8.68 kN ；
最大应力 σ= M/W= 867.98/ 4490≈193.31 N/mm 2； 水平支撑钢管的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm 2； 水平支撑钢管的最大受弯应力计算值 193.31 N/mm2 小于水平支撑钢管的抗 弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求 !
水平支撑钢管最大剪应力按以下公式计算：
公式：τ = 2 ×V/[π×r 2-π×(r -d)2
] ≤f v
r -- 水平支撑钢管截面半径
t -- 水平支撑钢管截面壁厚水平支撑最大剪应力计算值：
τ= 2 4×739.11/(3.14 242×-3.14 (×24-3)2)≈ 22.35 N/mm2；结论：水平支撑钢管的最大受剪应力22.35 N/mm2，小于水平支撑钢管允许抗剪强度125 N/mm2,满足要求!
水平支撑钢管允许挠度：[ω]= 1100/150≈7.33 与10mm；水平支撑钢管的最大挠度 3.2508 mm，小于水平支撑钢管允许挠度7.33与10 mm,满足要求!
六、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，该工程实际的扣件承载力取值为 6 kN。

水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范
5.2.5):
R ≤Rc
Rc --扣件抗滑承载力设计值,取6 kN；
R -- 水平杆传给扣件的最大竖向作用力计算值；
计算中R取最大支座反力，根据前面计算结果得到R= 8.68 kN；扣件数量计算：8.68/6≈ 2
七、模板支架立杆承受的荷载标准值(轴力) 立杆承受的荷载包括
扣件传递的荷载以及模板支架的自重荷载。

(1) 扣件传递的荷载(kN) ：
N G1 = R = 8.68 kN；
(2) 模板支架的自重(kN) ：
N G2 = {4.27+ (1.1/2+1.1/2) [(4.27×\1.8)+1 ]} 0.03×3+ 5
0×.0135≈0.32 kN；
N = N G1+1.2 ×N G2 = 8.68+1.2 0.×32≈9.06 kN ；
八、立杆的稳定性计算按下式计算其稳定性：公式：σ =
N/(φ×A0)
N --立杆的轴心压力设计值：N＝9.06 kN ；
φ --轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l o/i 查表得到；
i --计算立杆的截面回转半径(cm)：i = 10.78；
A0 --立杆净截面面积(cm2)：A0 = 4.24；
W --立杆净截面抵抗矩(mm3)：W = 4490；
σ --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] =205.00 N/mm2；
l o --计算长度(m),支架高度未超过4米参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，按下式计算l o=h+2a
h --立杆步距(m) ；
a -- 模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度，由于模板的搭设方式决定了该值为0；
上式的计算结果：
立杆计算长度Lo = 1800mm；
长细比λ= L o/i = 1800 / 15.9≈113 ；
由长细比l o/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=
0.496；钢管立杆受压应力计算值；σ= 9061.42 /(0.496
42×4)≈43.09 N/mm2；结论：钢管立杆稳定性计算σ = 43.09 N/mm2 小于钢管立杆抗压强度的设计值[f] = 205.00 N/mm2 ，满足要求！。