扣件钢管支架计算书

        模板支架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

        模板支架搭设高度为16米，

集装箱处的立杆计算：

        搭设尺寸为：对于放置集装箱位置，立杆的纵距 b=1.00米，立杆的横距 l=1.00米，立杆的步距 h=1.00米。

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48×3.5。

     一、模板支架荷载标准值(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：

       集装箱处：

        (1)集装箱的自重(N)：

            N = 8.5t×1000×9.8N/kg=83300N，集装箱尺寸为6m×2.4m=14.4m2

            则集中在立杆上NG1=83300N/14.4m2=5784N/m2

        (2)立杆、木楞及施工荷载(N)：

            N = 1.5t×1000×9.8N/kg=14700N，集装箱尺寸为6m×2.4m=14.4m2

            则集中在立杆上NG1=14700N/14.4m2=1020.83N/m2

        经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2 =6804.83N/m2。

        2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

       活荷载已经考虑到施工荷载里面

        3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

                         N = 1.2NG + 1.4NQ

                           =1.2×6804.83N/m2

                           =8165.8N/m2

    二、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 (kN)；N = 8165.8 N

        　　  —— 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 = 1.58

        　　 A —— 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.

        　　 W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08

        　　  —— 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] = 215N/mm2；

        　　 l0 —— 计算长度 (m)；

        如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算 

                l0 = k1uh                    (1)

                l0 = (h+2a)                 (2)

        　　 k1 —— 计算长度附加系数，取值为1.155；

        　　 u —— 计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u = 1.70

        　　 a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.10m；

本条件下，l0 = k1uh=1.155×1.7×1.0=1.9635m=196.35cm

          l0/i=196.35/1.58=124.27，查表得=0.428； =8165.8/0.428*4=39 N/mm2

        计算结果： = 39N/mm2，立杆的稳定性计算  < [f],满足要求!

所以从立杆稳定性看，满足要求。

三、支撑木楞的计算

支撑木楞布置在集装箱下部，放置在顶托上面，木楞型号选用80×80，TC13等级木材。

        木楞按照简支梁计算，截面力学参数为

        本算例中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

            W =8.00×8.00×8.00/6 = 85.33cm3；

            I = 8.00×8.00×8.00×8.00/12 = 341.33cm4；

                            方木楞计算简图

        1.荷载的计算

        综合荷载 (kN/m)：

            q = 6804.83N/m2×1m=6804.83N/m

        2.强度计算

        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 = 1.2×6804.83= 8165.8N/m

最大弯矩：

得Mmax=8.1658×1×1/8=1.02KN/m

截面应力=Mmax/W

        截面应力 =1.02×106/85333.3=11.95N/mm2

        木材TCL13的计算强度为13.0N/mm2     计算强度小于13.0N/mm2,木楞布置满足要求!

        3.抗剪计算

        最大剪力的计算公式如下:

                                Q = ql/2 + P/2

        截面抗剪强度必须满足:

T = 3Q/2bh < [T]

        其中最大剪力 Q=1.000×8.1658/2=4.0829kN

        　　截面抗剪强度计算值 T=3×4083/(2×80×80)=0.957N/mm2

        　　截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2

        方木的抗剪强度计算满足要求!

铁锭处的立杆计算：

        搭设尺寸为：对于放置铁锭位置，立杆的纵距 b=0.5米，立杆的横距 l=0.5米，立杆的步距 h=1.00米。

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48×3.5。

     一、模板支架荷载标准值(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：

           铁锭及其他综合的自重(N)：

            N = 5t×1000×9.8N/kg=49000N，铁锭放置位置尺寸为1.5m×1.5m=2.25m2

            则集中在立杆上NG1=49000N/2.25m2=21777.7N/m2

       2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

       活荷载已经考虑到施工荷载里面

        3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

                         N = 1.2NG + 1.4NQ

                           =1.2×21777.7/m2

                           =26133N/m2

    二、立杆的稳定性计算:

一根立杆的支撑范围为0.5m×0.5m=0.25 m2

        在该范围内，N=26133 ×0.25 m2=6533N

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 (kN)；N = 6533 N

        　　  —— 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 = 1.58

        　　 A —— 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.

        　　 W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08

        　　  —— 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] = 215N/mm2；

        　　 l0 —— 计算长度 (m)；

        如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算 

                l0 = k1uh                    (1)

                l0 = (h+2a)                 (2)

        　　 k1 —— 计算长度附加系数，取值为1.155；

        　　 u —— 计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u = 1.70

        　　 a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.10m；

本条件下，l0 = k1uh=1.155×1.7×1.0=1.9635m=196.35cm

          l0/i=196.35/1.58=124.27，查表得=0.428； =6533/0.428*4=31.21 N/mm2

        计算结果： = 31.21N/mm2，立杆的稳定性计算  < [f],满足要求!

所以从立杆稳定性看，满足要求。

三、支撑槽钢的计算

先试选用木楞进行计算

支撑木楞布置在铁锭下部，放置在顶托上面，木楞型号选用80×80，TC13等级木材。

        木楞按照简支梁计算，截面力学参数为

        本算例中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

            W =8.00×8.00×8.00/6 = 85.33cm3；

            I = 8.00×8.00×8.00×8.00/12 = 341.33cm4；

                            方木楞计算简图

        1.荷载的计算

        综合荷载 (kN/m)：

            q =21777.7N/m2×1m=21777.7N/m

        2.强度计算

        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 = 1.2×21777.7= 26133N/m

最大弯矩：

得Mmax=26.133×0.5×0.5/8=6.53KN/m

截面应力=Mmax/W

        截面应力 =6.53×106/85333.3=76.52N/mm2

        木材TCL13的计算强度为13.0N/mm2     计算强度大于13.0N/mm2,木楞布置不满足要求!

所以试选用工字钢I12.6

       强度计算

        Wx=77.4cm3

        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 = 1.2×21777.7= 26133N/m

最大弯矩：

得Mmax=26.133×0.5×0.5/8=6.53KN/m

截面应力=Mmax/W

        截面应力 =6.53×106/77400=84.36N/mm2

        Q235钢的计算强度为215N/mm2     计算强度小于于215N/mm2,I12.6布置满足要求!

    3.抗剪计算

        最大剪力的计算公式如下:

                                Q = ql/2 + P/2

        截面抗剪强度必须满足:

T = VS/Itw < [T]

        其中最大剪力 Q=0.5×26.133/2=6.533kN

        　　截面抗剪强度计算值 T=6533×44.2×103/（488×104×8.4）=7.04N/mm2

        　　截面抗剪强度设计值 [T]=125N/mm2

        工字钢的抗剪强度计算满足要求!

附件：

　　3．1 钢管

　　3．1．1 脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T 12793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T 3092）中规定的3号普通钢管，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T 700）中Q235－A级钢的规定。

　　3．1．2 脚手架钢管的尺寸应按表3.1.2采用。每根钢管的最大质量不应大于25kg，宜采用φ48×3.5钢管。

　　脚手架钢管尺寸（mm） 表3.1.2

　　3．1．3 钢管的尺寸和表面质量应符合下列规定：

　　（1） 新、旧钢管的尺寸、表面质量和外形应分别符合本规范第8.1.1、8.1.2条的规定；

　　（2） 钢管上严禁打孔。

　　3．2 扣件

　　3．2．1 扣件式钢管脚手架应采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB 15831）的规定；采用其它材料制作的扣件，应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。

　　3．2．2 脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时，不得发生破坏。

　钢管截面特性 表B

　　附录C Q235－A钢轴心受压构件的稳定系数

　　稳定系数φ表 表C

　　续表39

　　注：当λ＞250时，φ=7320/λ2

支架布置方案

1、每根立杆底部应设置垫板或垫木；垫板厚度不得小于50mm。

2、立杆顶部设置可调支托.U形支托与楞梁两侧间如有间隙，必须契紧。螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm。螺杆外径与立柱钢管内劲的间隙不得大于3mm，安装时应保证上下同心。

3、在集装箱位置立杆纵横两方向建筑为1m，在铁锭位置纵横两方向间距0.5m，立杆建筑在两处步距均为1m；立杆长度不够应采用错位对接，不得采用搭接形式，且对接接头沿竖向错开的距离不宜小于5mm，各接头中心距主节点不宜大于步距1/3。

4、在立杆底距离地面200mm高处，沿纵横水平方向应按纵下横上程序设扫地杆。可调支托底部的立杆顶端应沿顶端沿纵横向设置一道水平拉杆。

5、在最顶步距两道水平杆中间加设一道水平拉杆。

6、当立柱底部不在同一高度时，高出的纵向扫地杆应向低处延伸不少于2跨，高低差不得大于1m，立柱距边坡上边沿不得小于0.5m。

7、严禁将上段的钢管立柱与下段钢管立柱错开固定在水平立杆上。

8、在外侧周围设置由下到上的竖向连续式剪刀撑；纵横两方向每隔4m设置由下到上的竖向连续式剪刀撑，宽度等同于架体宽度，夹角宜为45-60度。

9、由于横向宽度小，应在架体四周设置斜向支撑，该支撑与架体之间应用水平杆延伸连接。

10、集装箱位置的木楞为80mm*80mm木楞，放置在U形托上面。木楞上面应密铺方木及模板。

11、铁锭位置支撑楞为I12.6工字钢，工字钢上部密布方木及模板。

12、详图