大梁底支模架计算1.docx

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大梁底支模架计算1

梁底支模架计算书

柳州市妇幼保健院门诊保健大楼工程；属于框剪结构;地上21层;地下1层；建筑高度：

86.00m；标准层层高：

3.60m；总建筑面积：

30766.00平方米；总工期：

730天；施工单位：

柳州市众鑫建筑有限公司。

本工程由柳州市妇幼保健院投资建设，广西建筑综合设计研究院设计，柳州市勘测测绘研究院地质勘察，柳州大公工程建设监理有限责任公司监理，柳州市众鑫建筑有限公司组织施工；由叶长青担任项目经理，马茂中担任技术负责人。

支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架，对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏，使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。

本计算书编制中还参考了《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

图1梁模板支撑架立面简图

采用的钢管类型为Φ48×3.50。

一、参数信息:

梁段信息:

L1：

1.脚手架参数

立杆沿梁跨度方向间距l（m）:

0.80；立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）:

0.30；

立杆步距h（m）:

1.00；模板支架计算高度H（m）:

5.00；

梁两侧立杆间距la（m）:

0.50；承重架支设:

无承重立杆，木方垂直梁截面；

2.荷载参数

模板与木块自重（kN/m2）:

0.350；梁截面宽度B（m）:

0.350；

混凝土和钢筋自重（kN/m3）:

25.000；梁截面高度D（m）:

1.400；

倾倒混凝土荷载（kN/m2）:

2.000；施工均布荷载（kN/m2）:

1.000；

3.木方参数

木方弹性模量E（N/mm2）:

9500.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000；

木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.400；木方的间隔距离（mm）:

200.000；

木方的截面宽度（mm）:

60.00；木方的截面高度（mm）:

80.00；

4.其他

采用的钢管类型（mm）:

Φ48×3.5。

扣件连接方式:

双扣件，考虑扣件保养情况扣件抗滑承载力系数:

0.80；

二、梁底支撑的计算

作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=25.000×1.400×0.800=28.000kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.350×0.800×（2×1.400+0.350）/0.350=2.520kN/m；

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（1.000+2.000）×0.350×0.800=0.840kN；

2.木方楞的支撑力验算

均布荷载q=1.2×28.000+1.2×2.520=36.624kN/m；

集中荷载P=1.4×0.840=1.176kN；

木方计算简图

经过计算得到从左到右各木方传递集中力[即支座力]分别为：

N1=7.031kN；

N2=7.031kN；

木方按照简支梁计算。

本算例中，木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=6.000×8.000×8.000/6=64.00cm3；

I=6.000×8.000×8.000×8.000/12=256.00cm4；

木方强度验算:

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=7.031/0.800=8.789kN/m；

最大弯距M=0.1ql2=0.1×8.789×0.800×0.800=0.562kN.m；

最大应力σ=M/W=0.562×106/64000.0=8.789N/mm2；

抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2；

木方的最大应力计算值8.789N/mm2小于木方抗弯强度设计值13.0N/mm2,满足要求!

木方抗剪验算：

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]

其中最大剪力:

Q=0.6×8.789×0.800=4.218kN；

木方受剪应力计算值T=3×4218.480/（2×60.000×80.000）=1.318N/mm2；

木方抗剪强度设计值[T]=1.400N/mm2；

木方的受剪应力计算值1.318N/mm2小于木方抗剪强度设计值1.400N/mm2,满足要求!

木方挠度验算:

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:

木方最大挠度计算值V=0.677×7.324×800.0004/（100×9500.000×256.000×103）=0.835mm；

木方的最大允许挠度[V]=0.800*1000/250=3.200mm；

木方的最大挠度计算值0.835mm小于木方的最大允许挠度3.200mm，满足要求！

3.支撑钢管的强度验算

支撑钢管按照连续梁的计算如下

计算简图（kN）

支撑钢管变形图（kN.m）

支撑钢管弯矩图（kN.m）

经过连续梁的计算得到：

支座反力RA=RB=7.031kN；

最大弯矩Mmax=0.527kN.m；

最大挠度计算值Vmax=0.637mm；

支撑钢管的最大应力σ=0.527×106/5080.0=103.801N/mm2；

支撑钢管的抗压设计强度[f]=205.0N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值103.801N/mm2小于支撑钢管的抗压设计强度205.0N/mm2,满足要求!

三、梁底纵向钢管计算

纵向钢管只起构造作用，通过扣件连接到立杆。

四、扣件抗滑移的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

纵向或横向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

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.80kN；

　　R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

计算中R取最大支座反力，根据前面计算结果得到R=7.03kN；

R<12.80kN，所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！

五、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式

其中N--立杆的轴心压力设计值，它包括：

横杆的最大支座反力：

N1=7.031kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×0.149×5.000=0.893kN；

楼板的混凝土模板的自重：

N3=0.720kN；

楼板钢筋混凝土自重荷载:

N4=（1.10/2+（0.50-0.35）/2）×0.80×0.100×25.00=1.250kN；

N=7.031+0.893+0.720+1.250=9.894kN；

φ--轴心受压立杆的稳定系数，由长细比lo/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=4.89；

W--立杆净截面抵抗矩（cm3）：

W=5.08；

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]=205.00N/mm2；

lo--计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，按下式计算

lo=k1uh

（1）

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=1.700；

上式的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.000=1.964m；

Lo/i=1963.500/15.800=124.000；

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.428；

钢管立杆受压应力计算值；σ=9894.200/（0.428×489.000）=47.275N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=47.275N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205.00N/mm2，满足要求！

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由下式计算

lo=k1k2（h+2a）

（2）

k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185；

k2--计算长度附加系数，h+2a=1.600按照表2取值1.003；

上式的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.185×1.003×（1.000+0.300×2）=1.902m；

Lo/i=1901.688/15.800=120.000；

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.452；

钢管立杆受压应力计算值；σ=9894.200/（0.452×489.000）=44.764N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=44.764N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205.00N/mm2，满足要求！

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。

以上表参照杜荣军：

《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》

六、梁模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]:

除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外，还要考虑以下内容

1.模板支架的构造要求：

a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆；

b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；

c.梁和楼板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。

2.立杆步距的设计：

a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；

b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；

c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜，不宜超过1.5m。

3.整体性构造层的设计：

a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层；

b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；

c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置，四周和中部每10--15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；

d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。

4.剪刀撑的设计：

a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；

b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。

5.顶部支撑点的设计：

a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；

b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；

c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。

6.支撑架搭设的要求：

a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；

b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；

c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；

d.地基支座的设计要满足承载力的要求。

7.施工使用的要求：

a.精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式；

b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放；

c.浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。