水塔腳手架記模板計算書

1、第十四章 計算書14.1、腳手架計算書鋼管腳手架計算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范（JGJ130-2001）。計算腳手架為4排架，以雙排架為模型進行驗算。相關參數(shù)如下：結構施工腳手架，架搭設高度32m；改為35m立桿為單立管。立桿縱距l(xiāng)a1m、立桿橫距l(xiāng)b0.9m、立桿步距h1.5m，內排架距支筒200mm；大橫桿在小橫桿上面；鋼管類型Ø48×3.5，每米立桿承受的結構自重標準值0.1291 kN/m，抗壓、抗拉和抗拉強度設計值取205N/mm2；連墻件為2步3跨；腳手板為50mm木板，同時鋪設2層，同時施工2層；施工均布活荷載標準值3kN/m2，腳手板自重標準值

2、0.35 kN/m2，安全網(wǎng)自重取0.005 kN/m2，欄桿、擋腳板自重取0.14 kN/m基本風壓0.3 kN/m2，風壓高度變化系數(shù)取1.42，風荷載體型系數(shù)取1.12，無雪荷載；對接扣件（抗滑）承載力設計值3.2kN，直角扣件、旋轉扣件（抗滑）承載力設計值8kN，底座（抗壓）承載力設計值40kN，地基承載力標準值取160kpa?？紤]到現(xiàn)場扣件為舊扣件，扣件抗滑承載力系數(shù)取0.8；縱、橫向水平桿容許撓度l/150與10mm；受壓、受拉構件容許長細比：立桿210，橫向斜撐、剪刀撐的壓桿250，拉桿350。1、荷載計算大橫桿的自重標準值：P1=0.038 kN/m ；腳手板的自重標準值：P2

3、=0.35×0.9/3=0.105 kN/m ；活荷載標準值： Q=3×0.9/3=0.9kN/m；靜荷載的設計值：q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172 kN/m；活荷載的設計值：q2=1.4×0.9=1.26 kN/m；2、縱向水平桿驗算2.1強度驗算必須滿足大橫桿設計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)大橫桿設計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)跨中和支座最大彎距分別按計算簡圖組合?？缰凶畲髲澗嘤嬎愎饺缦拢?跨中最大彎距為M1max=0.08×0.172×12+0.10×1.26×

4、;12 =0.14 kN.m；支座最大彎距計算公式如下： 支座最大彎距為M2max= -0.10×0.172×12-0.117×1.26×12 -0.165kN.m；選擇支座彎矩進行強度驗算：= 0.165×106/5080=32.48 N/mm2；縱向水平桿的最大彎曲應力為= 32.48 N/mm2 大橫桿的抗壓強度設計值205 N/mm2，滿足要求。2.2撓度驗算：最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下： 其中：靜荷載標準值：q1= P1+P2=0.038+0.105=0.143kN/m； 活荷載標準值：q2= Q =0

5、.9 kN/m；最大撓度計算值為：= 0.677×0.143×10004/(100×2.06×105×121900)+0.990×0.9×10004/(100×2.06×105×121900) = 0.393 mm；縱向水平桿的最大撓度0.393mm大橫桿的最大容許撓度 1000/1506.67 mm與10 mm，滿足要求。3、橫向水平桿驗算橫向水平桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，縱向水平桿在橫向水平桿的上面。用縱向水平桿支座的最大反力計算值作為橫向水平桿集中荷載，在最不利荷載布置下計算橫向水平

6、桿的最大彎矩和變形。3.1荷載值計算大橫桿的自重標準值：p1= 0.038×1 = 0.038 kN；腳手板的自重標準值：P2=0.35×0.9×1/3=0.105 kN；活荷載標準值：Q=3×0.9×1/3=0.9 kN；集中荷載的設計值：P=1.2×(0.038+0.105)+1.4×0.9 = 1.432 kN；計算簡圖3.2強度驗算最大彎矩考慮為橫向水平桿自重均布荷載與縱向水平桿集中荷載的標準值最不利分配的彎矩之和；均布荷載最大彎矩計算公式如下： Mqmax = 1.2×0.038×0.92/8

7、= 0.005 kN.m；集中荷載最大彎矩計算公式如下： Mpmax = 1.432×0.9/3 = 0.43kN.m；最大彎矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.435 kN.m；最大應力計算值 = M / W = 0.435×106/5080=85.49 N/mm2 ；橫向水平桿的最大彎曲應力 =85.49N/mm2橫向水平桿的抗壓強度設計值205 N/mm2，滿足要求。3.3撓度驗算最大撓度考慮為橫向水平桿自重均布荷載與縱向水平桿集中荷載的設計值最不利分配的撓度之和；橫向水平桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下： qmax=5×0.038

8、5;0.9×10004/(384×2.06×105×121900) = 0.013 mm；縱向水平桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.038+0.105+0.9 = 1.043 kN；集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下： pmax = 1043×0.9×1000×(3×0.9×10002-4×0.9×10002/9 ) /(72×2.06×105×121900) = 1.075 mm；最大撓度之和 = qmax +pmax

9、= 0.013+1.075= 1.088 mm；橫向水平桿的最大撓度為1.088mm橫向水平桿的最大容許撓度1000/150=6.67mm與10 mm，滿足要求。4、扣件抗滑力驗算直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為6.40kN，雙扣件承載力取值為12.8kN?？v向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算：R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承載力設計值，取12.80 kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；大橫桿的自重標準值：P1 = 0.038×1×2/2=0.038 k

10、N；小橫桿的自重標準值：P2 = 0.038×0.9/2=0.017 kN；腳手板的自重標準值：P3 = 0.35×0.9×1/2=0.158 kN；活荷載標準值：Q = 3×0.9×1 /2 = 1.35 kN；荷載的設計值：R=1.2×(0.038+0.017+0.58)+1.4×1.35=2.146kN；R < 12.80 kN，雙扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求。5、立桿驗算 5.1立桿荷載計算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內容： 每米立桿承受的結構自重標準值為0.1489k

11、N/mNG1 = 0.1291+(1.00×2/2)×0.038/1.50×32.00 = 4.950kN；腳手板的自重標準值；采用木腳手板，標準值為0.35kN/m2NG2= 0.35×2×1×(0.9+0.2)/2 = 0.385kN；欄桿與擋腳手板自重標準值；采用欄桿、木腳手板擋板，標準值為0.14kN/mNG3 = 0.14×2×1/2 = 0.14 kN；吊掛的安全設施荷載，包括安全網(wǎng)；0.005 kN/m2NG4 = 0.005×1×32 = 0.16 kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標準值

12、NG =NG1+NG2+NG3+NG4 =5.635kN；活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和，立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標準值NQ= 3×0.9×1×2/2 =2.7kN；風荷載標準值按照以下公式計算 其中Wo = 0.3 kN/m2； Uz= 1.42； Us取值為1.12；經(jīng)計算得到，風荷載標準值Wk = 0.7 ×0.3×1.42×1.12= 0.334 kN/m2；考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×5.635+ 0

13、.85×1.4×2.7= 9.975kN；風荷載設計值產生的立桿段彎矩 MW為Mw = 0.85×1.4Wklah2/10 =0.850 ×1.4×0.334×1×1.52/10= 0.089kN.m；5.2立桿穩(wěn)定性驗算考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 立桿的軸心壓力設計值：N =9.975kN；計算立桿的截面回轉半徑：i = 1.58 cm；計算長度附加系數(shù)：k = 1.155；計算長度系數(shù)： = 1.5 ；計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 2.599m；長細比: l0/i =164；軸心受壓立桿的

14、穩(wěn)定系數(shù)，由長細比 lo/i 的結果查表得到 ：= 0.262立桿凈截面面積：A = 4.89cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩)：W = 5.08 cm3；鋼管立桿抗壓強度設計值：f =205 N/mm2； = 9975/(0.262×489)89000/5080=95.465N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 =95.465N/mm2立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求。6、最大搭設高度驗算按規(guī)范考慮風荷載時,采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設高度按照下式計算： 構配件自重標準值產生的軸向力 NG2K計算公式為：NG2K = NG2+NG3+NG4 = 0

15、.685kN；活荷載標準值 ：NQ = 2.7kN；每米立桿承受的結構自重標準值 ：Gk = 0.129kN/m；計算立桿段由風荷載標準值產生的彎矩： Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.089 /(1.4×0.85) = 0.075kN.m；Hs=0.262×4.89×10-4×205×103-(1.2×0.685+0.85×1.4×(2.7+0.262×4.89×100×0.075/5.08)/(1.2×0.129)=128.93m；按規(guī)范腳手架搭設

16、高度Hs等于或大于26米，按照下式調整且不超過50米： H = 128.93/(1+0.001×128.93)=114.206m；H=114.206和50比較取較小值。經(jīng)計算得到，腳手架搭設高度限值 H =50 m。腳手架單立桿搭設高度為32mH，滿足要求。7、連墻件穩(wěn)定性驗算連墻件的軸向力設計值應按照下式計算： Nl = Nlw + N0風荷載標準值 Wk = 0.334 kN/m2；每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積 Aw =9m2；按規(guī)范連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力N0= 5kN；風荷載產生的連墻件軸向力設計值按照下式計算：Nlw = 1.4×Wk

17、×Aw = 4.208kN；連墻件的軸向力設計值 Nl = Nlw+N0=9.208kN；連墻件承載力設計值按下式計算：Nf = ·A·f其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)；由長細比l/i =200/15.8的結果查表得到=0.966，l為內排架距離墻的長度；又：A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；連墻件軸向承載力設計值為 Nf = 0.966×4.89×10-4×205×103 = 96.837kN；Nl =9.208< Nf =96.837，連墻件的設計計算滿足要求。連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計

18、算得到 Nl = 9.208雙扣件的抗滑力12.8 kN，滿足要求。8、地基承載力驗算立桿基礎底面的平均壓力應滿足下式的要求 p fg地基承載力設計值：fg = fgk×kc = 64 kPa；其中，地基承載力標準值：fgk= 160 kPa；腳手架地基承載力調整系數(shù)：kc = 0.4；立桿基礎底面的平均壓力：p = N/A =52.712kPa；其中，上部結構傳至基礎頂面的軸向力設計值：N =10.542kN；基礎底面面積：A = 0.2 m2 。p=52.712kPafg=64 kPa 。地基承載力滿足要求。（二）模板計算書本模板計算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范（JG

19、J130-2011）、混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2002）、建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001)、建筑施工模板安全技術規(guī)程（JGJ162-2008）、鋼結構設計規(guī)范(GB50017-2003)等規(guī)范編制?？紤]到本工程水塔水箱模板搭設高度25m以上，屬于高大模板，本計算書僅針對水箱模板進行驗算。1、相關計算參數(shù)如下：模板支撐立桿為單立桿，立桿縱距l(xiāng)a1m、立桿橫距l(xiāng)b0.9m、立桿步距h1.5m； 立桿上端伸出至模板支撐點長度0.1m；模板支架搭設高度25m；鋼管為Ø48×3.5；板底支撐為方木支撐；立桿承重連接方式為雙扣件，考慮扣件的保養(yǎng)情況，扣件抗滑承載

20、力系數(shù)取0.80；模板與木板自重取0.35kN/m2，混凝土與鋼筋自重取25 kN/m3；施工均布荷載標準值取2.5 kN/m2；面板采用膠合面板，厚度為15mm；面板彈性模量E=9500N/mm2，面板抗彎強度設計值取13N/mm2；木方抗剪強度設計值取1.4N/mm2，間隔距離500mm；木方彈性模量E=9500N/mm2，抗彎強度設計值取13N/mm2；木方的截面寬度100mm，截面高度50mm；混凝土板計算厚度為120mm。2、模板面板驗算面板為受彎構件，需要驗算其抗彎強度和剛度，取單位寬度1m的面板作為計算單元。面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：W=100×1.52/

21、6=37.5cm3；I=100×1.53/12=28.125cm4；模板面板按照三跨連續(xù)梁計算。面板計算簡圖2.1、荷載計算靜荷載為鋼筋混凝土和模板面板的自重：q1=25×0.12×1+0.35×1=3.35 kN/m；活荷載為施工人員及設備荷載：q2=2.5×1=2.5kN/m；2.2、強度計算最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和，計算公式如下：其中：q=1.2×3.35+1.4×2.5=7.52kN/m最大彎矩M=0.1×7.52×0.52=0.188kN·m；面板最大應力

22、計算值= 188000/37500=5.013 N/mm2；面板的抗彎強度設計值f=13N/mm2；面板的最大應力計算值為5.013N/mm2面板的抗彎強度設計值13N/mm2，滿足要求。2.3、撓度驗算撓度計算公式為： 其中q=3.35kN/m面板最大撓度計算值：v0.677×3.35×5004/(100×9500×28.125×104)=0.531mm；面板最大允許撓度v=500/250=2mm；面板的最大撓度計算值0.531mm面板的最大允許撓度2mm，滿足要求。3、模板支撐方木計算方木按照兩跨連續(xù)梁計算，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為

23、：W=10×5×5/6=41.67cm3；I=10×5×5×5/12=104.17cm4；方木楞計算簡圖3.1、荷載計算：鋼筋混凝土板自重：q1=25×0.5×0.12=1.5kN/m；模板的自重線荷載：q2=0.35×0.5=0.175kN/m；活荷載為施工荷載標準值與振、倒混凝土時產生的荷載：p1=2.5×0.5=1.25 kN/m；3.2、強度驗算:最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和，計算公式如下： 均布荷載q=1.2×(q1+q2)+1.4×p1=1.2&#

24、215;(1.5+0.175)+1.4×1.25= 3.76kN/m；最大彎矩M=0.125ql2=0.125×3.76×12=0.47 kN·m；方木最大應力計算值=M/W=0.47×106/41666.67=11.28 N/mm2；方木的抗彎強度設計值f=13.000N/mm2；方木的最大應力計算值為11.28N/mm2方木的抗彎強度設計值 13N/mm2，滿足要求。3.3、抗剪驗算：截面抗剪強度必須滿足： =3V/2bhn<其中最大剪力：v=0.625×3.76×1=2.35kN；方木受剪應力計算值=3×

25、;2.35×103/(2×100×50)=0.705 N/mm2；方木抗剪強度設計值=1.4 N/mm2；方木的受剪應力計算值0.705N/mm2方木的抗剪強度設計值 1.4N/mm2，滿足要求。3.4、撓度驗算:最大撓度考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的撓度和，計算公式如下： 均布荷載q=q1+q2=1.675kN/m；最大撓度計算值=0.521×1.675×10004/(100×9500×1041666.667)=0.882mm；最大允許撓度v=1000/250=4mm；方木的最大撓度計算值0.882mm方木的最大

26、允許撓度4mm,滿足要求。4、支撐鋼管計算支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算；集中荷載P取縱向板底支撐傳遞力，P=4.7kN； 支撐鋼管計算簡圖支撐鋼管計算彎矩圖(kN·m)支撐鋼管計算變形圖(mm)支撐鋼管計算剪力圖(kN)最大彎矩Mmax=0.882kN·m；最大變形Vmax=1.803mm；最大支座力Qmax=9.542kN；最大應力=882000/5080=173.622N/mm2；支撐鋼管的抗壓強度設計值 f=205N/mm2；支撐鋼管的最大應力計算值173.622N/mm2支撐鋼管的抗壓強度設計值205N/mm2，滿足要求。支撐鋼管的最大撓度為1.803

27、mm1000/150與10mm，滿足要求。5、扣件抗滑移計算雙扣件承載力設計值取16.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實際的旋轉雙扣件承載力取值為12.80kN。縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值R=9.542kN；R9.542kN<12.80 kN，所以雙扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求。6、立桿穩(wěn)定性驗算6.1荷載計算作用于模板支架的荷載包括靜荷載和活荷載。靜荷載標準值包括以下內容：腳手架的自重：NG1=0.138×25=3.46kN；鋼管的自重計算參照JGJ130-2001附錄A。模板的自重：NG2=0.35×0.9×1=0.3

28、15kN；鋼筋混凝土自重：NG3=25×0.12×0.9×1=2.7kN；靜荷載標準值：NG=NG1+NG2+NG3=6.475kN；活荷載為施工荷載標準值與振、倒混凝土時產生的荷載?；詈奢d標準值：NQ=(2.5+2 )×0.9×1=4.05kN；不考慮風荷載時，立桿的軸向壓力設計值：N=1.2NG+1.4NQ=13.44kN；6.2穩(wěn)定性驗算立桿的穩(wěn)定性計算公式： 其中 N - 立桿的軸心壓力設計值，取13.44kN； - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細比lo/i查表得到； i - 計算立桿的截面回轉半徑，取1.58cm； A - 立桿凈截面面積，取4.89cm2； W - 立桿凈截面模量(抵抗矩)，取5.08cm3； - 鋼管立桿最大應力計算值(N/mm2)； f-