高支撑专项方案Word格式.docx

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柱、墙模板及加固体系如下图：

第四节、梁支撑体系验算

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:

KL：

500*600

1、脚手架参数

立柱梁跨度方向间距l（m）:

0.80；

立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）:

0.30；

脚手架步距（m）:

1.50；

脚手架搭设高度（m）:

7.65；

梁两侧立柱间距（m）:

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）:

0.500；

混凝土和钢筋自重（kN/m3）:

25.000；

梁截面高度D（m）:

0.600；

倾倒混凝土荷载标准值（kN/m2）:

2.000；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

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）:

1.300；

木方的间隔距离（mm）:

300.000；

木方的截面宽度（mm）:

45.00；

木方的截面高度（mm）:

95.00；

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:

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×

0.600×

0.800=12.000kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.350×

0.800×

（2×

0.600+0.500）/0.500=0.952kN/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=（2.000+2.000）×

0.500×

0.800=1.600kN；

2、木方楞的支撑力验算

均布荷载q=1.2×

12.000+1.2×

0.952=15.542kN/m；

集中荷载P=1.4×

1.600=2.240kN；

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=5.050kN；

N2=5.050kN；

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=4.500×

9.500×

9.500/6=67.69cm3；

I=4.500×

9.500/12=321.52cm4；

A、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=5.050/0.800=6.313kN/m；

最大弯距M=0.1ql2=0.1×

6.313×

0.800=0.404kN.m；

最大应力σ=M/W=0.404×

106/67687.5=5.969N/mm2；

抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2；

木方的最大应力计算值5.969N/mm2小于木方抗弯强度设计值13.0N/mm2,满足要求!

B、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×

0.800=3.030kN；

木方受剪应力计算值T=3×

3030.240/（2×

45.000×

95.000）=1.063N/mm2；

木方抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；

木方的受剪应力计算值1.063N/mm2小于木方抗剪强度设计值1.300N/mm2,满足要求!

C、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×

5.261×

800.0004/（100×

9500.000×

321.516×

103）=0.478mm；

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0.478mm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=5.050kN；

最大弯矩Mmax=0.758kN.m；

最大挠度计算值Vmax=2.300mm；

支撑钢管的最大应力σ=0.758×

106/5080.0=149.126N/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149.126N/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=5.05kN；

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=5.050kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×

0.129×

7.650=1.185kN；

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=（0.80/2+（0.80-0.50）/2）×

0.80×

0.160×

25.00=1.760kN；

N=5.050+1.185+0.720+1.760=8.716kN；

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×

1.500=2.945m；

Lo/i=2945.250/15.800=186.000；

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=0.207；

钢管立杆受压应力计算值；

σ=8715.538/（0.207×

489.000）=86.102N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=86.102N/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1.167；

k2--计算长度附加系数，h+2a=2.100按照表2取值1.011；

立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.167×

1.011×

（1.500+0.300×

2）=2.478m；

Lo/i=2477.658/15.800=157.000；

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=0.284；

σ=8715.538/（0.284×

489.000）=62.758N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=62.758N/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。

第五节、板支撑体系验算

本计算书编制中还参考《施工技术》2002.3.《高支撑架设计和使用安全》。

横向间距或排距（m）:

1.00；

纵距（m）:

步距（m）:

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.10；

6.75；

采用的钢管（mm）:

3.5；

双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:

板底支撑连接方式:

方木支撑；

模板与木板自重（kN/m2）:

混凝土与钢筋自重（kN/m3）:

楼板浇筑厚度（m）:

0.160；

1.000；

图2楼板支撑架荷载计算单元

二、模板支撑方木的计算

方木按照简支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=4.500×

I=4.500×

方木楞计算简图

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1=25.000×

0.300×

0.160=1.200kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）:

q2=0.350×

0.300=0.105kN/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）：

p1=（1.000+2.000）×

1.000×

0.300=0.900kN；

2、方木抗弯强度验算

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=1.2×

（1.200+0.105）=1.566kN/m；

集中荷载p=1.4×

0.900=1.260kN；

最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.260×

1.000/4+1.566×

1.0002/8=0.511kN.m；

最大支座力N=P/2+ql/2=1.260/2+1.566×

1.000/2=1.413kN；

方木的最大应力值σ=M/w=0.511×

106/67.688×

103=7.546N/mm2；

方木抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2；

方木的最大应力计算值为7.546N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13.0N/mm2，满足要求!

3、方木抗剪验算

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:

其中最大剪力:

V=1.000×

1.566/2+1.260/2=1.413kN；

方木受剪应力计算值T=3×

1413.000/（2×

45.000×

95.000）=0.496N/mm2；

方木抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；

方木受剪应力计算值为0.496N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.300N/mm2，满足要求!

4、方木挠度验算

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:

均布荷载q=q1+q2=1.200+0.105=1.305kN/m；

集中荷载p=0.900kN；

方木最大挠度计算值V=5×

1.305×

1000.0004/（384×

3215156.25）+900.000×

1000.0003/（48×

3215156.25）=1.170mm；

方木最大允许挠度值[V]=1000.000/250=4.000mm；

方木的最大挠度计算值1.170mm小于方木的最大允许挠度值4.000mm,满足要求!

三、木方支撑钢管计算

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取纵向板底支撑传递力，P=1.566×

1.000+1.260=2.826kN；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN.m）

支撑钢管计算变形图（kN.m）

支撑钢管计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.951kN.m；

最大变形Vmax=2.432mm；

最大支座力Qmax=10.277kN；

钢管最大应力σ=0.951×

106/5080.000=187.265N/mm2；

钢管抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2；

支撑钢管的计算最大应力计算值187.265N/mm2小于钢管的抗压强度设计值205.000N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150与10mm，满足要求！

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=10.277kN；

12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、模板支架立杆荷载标准值（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

（1）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.129×

6.750=0.871kN；

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.350×

1.000=0.350kN；

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000×

1.000=4.000kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.221kN；

2、活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（1.000+2.000）×

1.000=3.000kN；

3、不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算

N=1.2NG+1.4NQ=10.466kN；

六、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（kN）：

N=10.466kN；

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=1.58cm；

A----立杆净截面面积（cm2）：

A=4.89cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=5.08cm3；

σ--------钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

L0----计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》，按下式计算

l0=h+2a

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；

a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；

a=0.100m；

立杆计算长度L0=h+2a=1.500+0.100×

2=1.700m；

L0/i=1700.000/15.800=108.000；

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=0.530；

钢管立杆的最大应力计算值；

σ=10465.710/（0.530×

489.000）=40.382N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=40.382N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2，满足要求！

l0=k1k2（h+2a）

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=1.700按照表2取值1.010；

立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.185×

1.010×

（1.500+0.100×

2）=2.035m；

Lo/i=2034.645/15.800=129.000；

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=0.401；

σ=1046