钢管支架结构计算书

精选 钢管支架设计计算书

一、 设计数据

根据设计方案相关图纸：副厂房楼板设计厚度为0.25m，梁系最大截面尺寸0.35*0.60m。

二、 设计假定

钢管支架体系主要包括方木(宽*高(0.05*0.1m)、顶托梁(I10工字钢)、支架梁(2［10双槽钢)及立柱(Φ100钢管)，钢材材质为Q235，底模模板采用12mm胶合板。顶托梁、支架梁均按近似简支梁计算。

三、 钢管支架荷载计算

根据副厂房钢管支架的设计方案，按楼板和梁系分别进行荷载计算。

(一)楼板部位

设计参数：楼板设计厚度为0.25m；

顶托梁采用I10工字钢，间距为0.8m；

支架梁采用2［10双槽钢，间距为1.5m；

立柱采用Φ100钢管，壁厚δ=3.5mm，间排距1.5*1.5m；

方木设计断面尺寸为宽*高(0.05*0.1m)，间距0.3m。

1．顶托梁荷载计算具体如下：

q1—支架体系自重，（包括顶托梁11.2kg/m、方木9.3kg/m(1/0.3*0.8*0.05*0.1*700)、模板6.7kg/m(0.8*0.012*700)），等于27.3kg/m；

q2—设计楼板混凝土荷载，等于500.0kg/m（0.25*0.8*2500）；

q3—可变荷载，（包括施工活荷载240.0kg/m(0.8*300)，混凝土入仓的冲击力160.0kg/m(0.8*200)、混凝土振捣产生的荷载160.0kg/m(0.8*200)）等于560.0kg/m。

精选 2．支架梁荷载计算具体如下：

q4—支架体系自重，（包括支架梁20.0kg/m(2*10)、顶托及顶托支座9.4kg/m(1/0.8*7.48)、顶托梁21.0kg/m(1/0.8*1.5*11.2)、方木17.5kg/m(1.5/0.3*1.0*0.05*0.1*700)、模板12.6kg/m(1.5*0.012*700)），为80.5kg/m；

q5—设计楼板混凝土荷载，等于937.5kg/m（0.25*1.5*2500）；

q6—可变荷载，（包括施工活荷载450.0kg/m(1.5*300)、混凝土入仓的冲击力300.0kg/m(1.5*200)、混凝土振捣产生的荷载300.0kg/m(1.5*200)）等于1050.0kg/m。

3．立柱荷载计算具体如下：

q7—支架体系自重，（包括立柱34.1kg(3.14*10.85)、支架梁30.0kg(2*10*1.5)、顶托及顶托支座14.0kg(1.5/0.8*7.48)、顶托梁31.5kg(1.5/0.8*1.5*11.2)、方木26.3kg(1.5/0.3*1.5*0.05*0.1*700)、模板18.9kg(1.5*0.012*1.5*700)），为154.7kg；

q8—设计楼板混凝土荷载，等于1406.3kg（0.25*1.5*1.5*2500）；

q9—可变荷载，（包括施工活荷载675.0kg(1.5*1.5*300)、混凝土入仓的冲击力450.0kg(1.5*1.5*200)、混凝土振捣产生的荷载450.0kg(1.5*1.5*200)）等于1575.0kg。

4．方木荷载计算具体如下：

q10—支架体系自重，（包括方木3.5kg/m(0.05*0.1*700)、模板2.5kg/m(0.3*0.012*700)），为6.0kg/m；

q11—设计楼板混凝土荷载，等于187.5kg/m（0.25*0.3*2500）；

q12—可变荷载，（包括施工活荷载90.0kg/m(0.3*300)、混凝土入仓的冲击力60.0kg/m(0.3*200)、混凝土振捣产生的荷载60.0kg/m(0.3*200)）等于210.0kg。

(二)梁系部位

设计参数：梁系(最大截面尺寸)设计断面尺寸为宽*高(0.35*0.60m)；

支架梁采用2［10双槽钢，单排；

立柱采用Φ100钢管，壁厚δ=3.5mm，间距1.5m。

精选 1．支架梁荷载计算具体如下：

q13—支架体系自重，（包括支架梁20.0kg/m(2*10)、顶托及顶托支座37.4kg/m(1/0.2*7.48)、方木7.7kg/m(1/0.2*0.44*0.05*0.1*700)、模板2.9kg/m(0.35*0.012*700)），为68.0kg/m；

q14—设计梁系混凝土荷载，等于525.0kg/m（0.35*0.6*2500）；

q15—可变荷载，（包括施工活荷载105.0kg/m(0.35*300)、混凝土入仓的冲击力70.0kg/m(0.35*200)、混凝土振捣产生的荷载70.0kg/m(0.35*200)）等于245.0kg。

2．立柱荷载计算具体如下：

q16—支架体系自重，（包括立柱34.1kg(3.14*10.85)、支架梁30.0kg(2*10*1.5)、顶托及顶托支座56.1kg(1.5/0.2*7.48)、方木11.6kg(1.5/0.2*0.44*0.05*0.1*700)、模板4.4kg(1.5*0.35*0.012*700)），为136.1kg；

q17—设计梁系混凝土荷载，等于787.5kg（0.35*0.6*1.5*2500）；

q18—可变荷载，（包括施工活荷载157.5kg(1.5*0.35*300)、混凝土入仓的冲击力105.0kg(1.5*0.35*200)、混凝土振捣产生的荷载105.0kg(1.5*0.35*200)）等于367.5kg。

四、 钢管支架设计

(一)楼板部位

1、顶托梁设计

楼板顶托梁按近似简支梁计算。根据《水利水电工程施工组织设计手册>第十章第二节 三、次梁设计，设计方案拟定采用I10工字钢，对其进行验算，受力计算结果见表1。

表1 顶托梁受力分析计算表

计算项目 I10工字钢计算参数 计算结果 单位 允许值 比较 结果

精选 弯矩M q’=1.2（q1+q2）+1.4q3

=1416.70kg/m

Wx=49cm3

Ix=245cm4

E=206GPa

l=1.5m 398.4 kg.m / /

/

强度σ 813.2 kg/cm2 ［σ］=1600 <1600 满足

挠度fmax 0.0185 cm l/250=0.6 <0.6 满足

相关计算公式：

（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 130－2011》5设计计算）分别为：

公式1：M=1.2MGk+1.4ΣMQk

（《水利水电工程施工组织设计手册》第十章第二节 三、次梁设计）分别为：

公式2：21'8Mql

公式3：xMW

公式4：4max5'1384250xqlflEI

根据《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构 表13-1-17有关规定，受弯构件（梁）设计为型钢梁时，型钢梁一般可不必验算剪应力。

根据表1中强度、挠度计算结果，楼板顶托梁选用I10工字钢满足受力要求，间距为0.8m。

2、支架梁设计

楼板支架梁按近似简支梁计算。根据依据及计算公式同顶托梁，同样按照《水利水电工程施工组织设计手册>第十章第二节 三、次梁设计，设计方案拟定采用2［10双槽钢背靠放置，对其进行验算，受力计算结果见表2。

表2 支架梁受力分析计算表

计算项目 2［10双槽钢计算参数 计算结果 单位 允许值 比较 结果

弯矩M q’=1.2（q4+q5）+1.4q6 757.0 kg.m / / /

精选 强度σ =2691.54kg/m

Wx=79.4cm3

Ix=396cm4

E=206GPa

l=1.5m 953.4 kg/cm2 ［σ］=1600 <1600 满足

挠度fmax 0.0217 cm l/250=0.6 <0.6 满足

根据《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构 表13-1-17有关规定，受弯构件（梁）设计为型钢梁时，型钢梁一般可不必验算剪应力。

根据表2中强度、挠度计算结果，楼板支架梁选用2［10双槽钢满足受力要求，间距为1.5m。

3、立柱设计

立柱设计方案拟定采用Φ100钢管，壁厚δ=3.5mm，按此进行验算，参数如下：

D外=10cm，D内=9.3cm，δ=0.35cm，Aj=10.61cm2，A=78.50cm2，r=1.25cm，I=123.61cm4，λ=180<[λ]=200（《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构表13-1-24)，同时λ=180<[λ]=210（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ

130－2011》5设计计算 表5.1.9），φ=0.218(《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构 附录附表1)，Q235钢材[σ]=2050kg/cm2，轴力N采用最大反力叠加计算，取为N=1.2（q7+q8）+1.4q9=4078.19kg。

强度验算：

σ=AN=238.31kg/cm2<[σ]=2050kg/cm2

σ=jAN=384.35kg/cm2<[σ]=2050kg/cm2

验算说明Φ100，壁厚δ=3.5mm的钢管能满足强度要求。故钢管支架采用Φ100钢管(厚度3.5mm)作为立柱，间排距1.5*1.5m；由于立杆长细比λ值非常接近允许长细比[λ]，因此建议在离地面130cm处增设一道横向水平杆件，同时将顶部和底部连接钢筋替换为钢管，并搭设剪刀撑和斜撑。

精选 相关计算公式：

（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 130－2011》5设计计算）分别为：

公式5：N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4ΣNQk

（《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构 四、轴心受力和偏心受力构件的设计）分别为：

公式6：IrA

公式7：0lr

公式8：NA，jNA

4、方木设计

楼板方木按近似简支梁计算。根据依据及计算公式同顶托梁，同样按照《水利水电工程施工组织设计手册>第十章第二节 三、次梁设计；抗剪强度计算按照《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构 第二节木结构设计。设计方案拟定采用断面尺寸为宽*高(0.05*0.1m)的方木，对其进行验算，受力计算结果见表3。

表3 支架梁受力分析计算表

计算项目 方木计算参数 计算结果 单位 允许值 比较 结果

弯矩M q’=1.2（q10+q11）+1.4q12

=526.22kg/m

Q=210.5kg

Wx=83cm3

Ix=417cm4

E=12GPa

l=0.8m 42.1 kg.m / / /

抗弯强度σ 50.5 kg/cm2 ［σ］=160 <160 满足

抗剪强度τ 6.3 kg/cm2 ［τ］=22 <22 满足

挠度fmax 0.0056 cm l/250=0.32 <0.32 满足

相关计算公式（《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构 第二节木结构）为：

公式9：1.5bhQ(矩形截面)

表中相关计算参数按照《水工设计手册》第三卷第十三章钢木结构 第二节