碗扣式钢管支撑系统计算1.docx

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碗扣式钢管支撑系统计算1

高大梁支模施工方案

一、工程概况

本工程位于湛江市徐闻县迈颜仔村竟内，交通便利、地理位置优越。

共俢建10栋:

地下室建筑面积37771.8㎡自然层数为2层建筑高度7.5m。

1～4栋，建筑占地面积:

3502.6㎡,地上层数28层,建筑面积:

54427.3㎡,建筑高度89.000m

5、6栋,建筑占地面积:

1044.53㎡,地上层数28层,建筑面积:

26594.8㎡,建筑高度84.600m

7、8栋,建筑占地面积:

1011.93㎡,地上层数28层,建筑面积:

27372.5㎡,建筑高度84.600m

9、10栋,建筑占地面积:

717.97㎡,地上层数28层,建筑面积:

29114.5㎡,建筑高度84.600m

本工程2、3栋四层为转换层,层高为5.0m,框架梁部分为别800*1600,900*1200,

1200*1500,1000*1500,800*1200,梁部分己超过集中线荷载15kn/㎡现属需进行高大梁支模支撑验算

二、模板设计及施工方法

本工程模板采用18㎜厚七夹板（1830×915×18）和50×100木枋制作，φ48钢管作围楞，以扣件、螺栓等固定，高大梁支模支撑采用碗扣式钢管排架加可调节式支撑托。

考虑高大梁支模是本工程的重点、难点、对高大梁支模部位单独进行强度、稳定性验算，对板模板就不再进行验算（己在高支模方案内）。

1、高支模模板及支撑体系安装

施工顺序

搭设φ48钢管排架→支设梁底模板→支设梁侧及楼面板模板→绑扎梁板钢筋→浇筑砼。

（一）排架搭设

立杆间距：

板下900×900㎜，梁下沿梁宽方向布置间距300㎜、沿梁长方向500㎜。

水平拉杆：

第一道距楼面200㎜，以上步距为1500；每道水平拉杆均纵横设置，上部水平纵横杆与框架柱拉结，适当设置斜撑，以保证排架的整体稳定。

排架的四边与中间每隔四排支架立杆设置纵向及横向剪刀撑，由底至顶连续设置；部分在梁下及排架中、底部各设置一道水平剪刀撑。

剪刀撑如需搭接，必须采用旋转扣件扣牢搭接长度不小于1米，扣件用量不少于3个。

钢管排架顶部加可调节式支撑托支撑。

（二）模板及支撑系统的复核验算

现取最大梁1200*1500支撑进行验算

1．计算参数

结构楼板厚180mm，梁宽b=1200mm，梁高h=1500mm，层高5.00m，结构表面考虑隐蔽；模板材料为：

夹板底模厚度18mm，侧模厚度18mm；梁边至板支撑的距离0.30m；板弹性模量E=6000N/mm2，木材弹性模量E=9000N/mm2，抗弯强度fm=13.00N/mm2，抗剪强度fv=1.40N/mm2；支撑采用Φ48碗扣式钢管:

横向间距600mm，纵向间距600mm，支架立杆的步距h=1.20m；钢管直径48mm，壁厚3.5mm，截面积4.89cm2，回转半径i=1.58cm；钢管重量0.0538kN/m。

钢材弹性模量E=206000N/mm2，抗弯强度f=205.00N/mm2,抗剪强度fv=125.00N/mm2。

2．梁底模验算

（1）梁底模及支架荷载计算

荷载类型标准值单位梁宽（m）梁高（m）系数设计值

①底侧模自重0.3kN/m2×（1.20+2.64）×1.2=1.38kN/m

②砼自重24.0kN/m3×1.20×1.50×1.2=51.84kN/m

③钢筋荷载1.5kN/m3×1.20×1.50×1.2=3.24kN/m

④振捣砼荷载2.0kN/m2×1.20×1.4=3.36kN/m

梁底模和支架承载力计算组合①＋②＋③＋④q1=59.82kN/m

梁底模和龙骨挠度验算计算组合（①＋②＋③）/1.2q2=47.05kN/m

（2）底模板验算

第一层龙骨间距L=150mm，计算跨数5跨；底模厚度h=18mm，板模宽度b=1200mm。

W=bh2/6=1200×182/6=64800mm3，I=bh3/12=1200×183/12=583200mm4。

1）抗弯强度验算

弯矩系数KM=-0.105

Mmax=KMq1L2=-0.105×59.82×1502=-141325N.mm=-0.14kN.m

σ=Mmax/W=141325/64800=2.18N/mm2

梁底模抗弯强度σ=2.18N/mm2＜fm=13.00N/mm2,满足要求。

2）抗剪强度验算

剪力系数KV=0.606

Vmax=KVq1L=0.606×59.82×150=5438N=5.44kN

τ=3Vmax/（2bh）=3×5438/（2×1200×18）=0.38N/mm2

梁底模抗剪强度τ=0.38N/mm2＜fv=1.40N/mm2,满足要求。

3）挠度验算

q2=47.05kN/m；挠度系数Kυ=0.644

υmax=Kυq2L4/（100EI）=0.644×47.05×1504/（100×6000×583200）=0.04mm

[υ]=L/250=150/250=0.60mm

梁底模挠度υmax=0.04mm＜[υ]=0.60mm,满足要求。

计算简图及内力图如下图：

（3）第一层龙骨验算

碗扣式钢管横向间距L=600mm，C=1200mm、γ=1200/600=2.00。

第一层龙骨采用木枋b=80mm，h=80mm；W=bh2/6=80×802/6=85333mm3；I=bh3/12=80×803/12=3413333mm4。

1）抗弯强度验算

a、梁传荷载计算

q=q1×第一层龙骨间距/梁宽=59.82×150/1200=7.48kN/m

Mq=qcL（2-γ）/8=7.48×1200/1000×600/1000×（2-2.00）/8=0kN.m

b、板传荷载计算

P板重量=1.2×（板厚度×25＋模板重）＋1.4×活载

=1.2×（0.18×25+0.30）+1.4×2.50=9.26kN/m2

板传递到第一层龙骨的荷载P=150/1000×150/1000×9.26=0.21kN

a=0.5×（L-c）=0.5×（600-1200）=-300000mm，Mp=P×a=0.21×-300.00=-0.06kN.m

Mmax=Mq＋Mp=（0+-0.06）×106=-60000N.mm=-0.06kN.m

σ=Mmax/W=-60000/85333=-0.70N/mm2

第一层龙骨抗弯强度σ=-0.70N/mm2＜fm=13.00N/mm2,满足要求。

2）抗剪强度验算

Vmax=0.5×q×梁宽＋P=0.5×7.48×1200/1000+0.21=4.70kN

τ=3Vmax/（2bh）=3×4.70×1000/（2×80×80）=1.10N/mm2

第一层龙骨抗剪强度τ=1.10N/mm2＜fv=1.40N/mm2,满足要求。

3）挠度验算

q’=q2×第一层龙骨间距/梁宽=47.05×150/1200=5.88N/mm

υq=q'cL3×（8-4γ2＋γ3）/（384EI）

=5.88×1200×6003×（8-4×2.002+2.003）/（384×9000×3413333）=0mm

υp=PaL2×（3-4×（a/L）2）/（24EI）

=0.21×1000×-300×6002×（3-4×-0.502）/（24×9000×3413333）=-0.06mm

υmax=υq＋υp=0+-0.06=-0.06mm

[υ]=L/250=600/250=2.40mm

第一层龙骨挠度υmax=-0.06mm＜[υ]=2.40mm,满足要求。

计算简图及内力图如下图：

（4）第二层龙骨验算

碗扣式钢管纵向间距600mm，计算跨数3跨；第二层龙骨采用双枋b=50mm，h=100mm；

W=2×50×1002/6=166667mm3，I=2×50×1003/12=8333333mm4；

1）抗弯强度验算

P=V=1/2×q×梁宽＋P=0.5×7.48×1200/1000+0.21=4695N=4.69kN

弯矩系数KM=-0.380

Mmax=KmPL=-0.380×4.69×1000×600=-1069320N.mm=-1.07kN.m

σ=Mmax/W=1069320/166667=6.42N/mm2

第二层龙骨抗弯强度σ=6.42N/mm2＜fm=13.00N/mm2,满足要求。

2）抗剪强度验算

剪力系数KV=1.880

Vmax=KVP=1.880×4.69=8.82kN

τ=3Vmax/（2bh）=3×8.82×1000/（2×2×50×100）=1.32N/mm2

第二层龙骨抗剪强度τ=1.32N/mm2＜fv=1.40N/mm2,满足要求。

3）挠度强度验算

挠度系数Kυ=2.604

P'=V=1/2×q×梁宽＋P板传=0.5×5.88×1200/1000+0.21=3.74kN

υmax=KυP’L3/（100EI）=2.604×3.74×1000×6003/（100×9000×8333333）=0.28mm

[υ]=L/250=600/250=2.40mm

第二层龙骨挠度υmax=0.28mm＜[υ]=2.40mm,满足要求。

计算简图及内力图如下图：

3.支撑强度验算

（1）荷载计算

传至每根碗扣式钢管立柱最大支座力的系数为4.380

每根钢管承载NQK1=4.380×4690=20542N

碗扣式钢管重量0.0538kN/m,立杆重量=0.0538×3.5×1000=188N

水平拉杆3层,拉杆重量=3×1.20×0.0400=144N

支架重量NGk=立杆重量+水平拉杆重量=188+144=332N

钢管轴向力N＝1.2NGK+NQK=1.2×332+20542=20941N

（2）碗扣式钢管立杆长细比验算

L0=h+2a=1.20+2×0.40=2.00m,钢管的i=1.58cm,λ=L0/i=200.00/1.58=126.58

钢管立杆长细比126.58＜230,满足要求。

（3）碗扣式钢管立杆稳定性验算

=0.412,P=N/（

A）=20941/（0.412×489.00）=103.94N/mm2

钢管立杆稳定性计算103.94N/mm2＜205.00N/mm2,满足要求。

4.支撑支承面验算

碗扣式钢管立杆设配套底座200×100mm,支承面为（按C15考虑）混凝土楼板,楼板厚=120mm,上部荷载为：

F=20.94kN

（1）支承面受冲切承载力验算

βS=2.00,ft=0.91N/mm2,hO=120-15=105mm,η=0.4＋1.2/βS=1.00

σpc,m=0N/mm2,Um=2×（200+105）+2×（100+105）=1020mm,βh=1.00

（0.7βhft＋0.15σpc,m）ηUmhO

=[（0.7×1×0.91+0.15×0）×1.00×1020×105]/1000=68.22kN

钢管支承面受冲切承载力68.22kN＞20.94kN,满足要求。

（2）支承面局部受压承载力验算

Ab=（0.20+2×0.10）×（0.10×3）=0.12m2,Al=0.20×0.10=0.02m2

βl=（Ab/Al）0.5=2.45,fcc=0.85×7200=6120kN/m2,ω=0.75

ωβlfccAl=0.75×2×6120×0.02=183.60kN

支承面局部受压承载力F=183.60kN＞20.94kN,满足要求。

5.侧模板验算

（1）荷载计算

1）新浇砼的侧压力

F1=0.22γ×200/（T+15）β1β2V1/2

=0.22×24.00×4.44×1.20×1.15×2.000.5=45.75kN/m2

（γ=24.0β1=1.20β2=1.15V=2.0T=30.0℃）

F2=γH=24×梁高=24×1.50=36.00kN/m2

F1、F2两者取小值F=36.00kN/m2，有效压头高度=F/γ=1.50m。

2）荷载计算

荷载类型　　　　　　　标准值　单位分项系数设计值单位

①新浇混凝土的侧压力F　　　36.00　kN/m2　γG=1.2　43.20　kN/m2

②倾倒混凝土产生的荷载Q3K　4.00　　kN/m2　　γQ=1.4　　5.60　kN/m2

梁侧模和侧肋强度荷载组合①+②　　　　　　　　　　　　　　　48.80kN/m2

梁底模和侧肋挠度验算计算荷载①/1.2　　　　　　　　　　　　　36.00kN/m2

（2）侧模板强度验算

取竖肋间距L=300mm，计算跨数5跨；木模板厚度h=18mm；

W=bh2/6=1320×182/6=71280mm3，I=bh3/12=1320×183/12=641520mm4。

1）抗弯强度验算

弯矩系数KM=-0.105

q=48.80×（1500-180）/1000=64.42kN/m=64.42N/mm

Mmax=KMqL2=-0.105×64.42×3002=-608769N.mm=-0.61kN.m

σ=Mmax/W=608769/71280=8.54N/mm2

侧模抗弯强度σ=8.54N/mm2＜fm=13.00N/mm2,满足要求。

2）抗剪强度验算

抗剪系数KV=0.606

Vmax=KVqL=0.606×64.42×300/1000=11.71kN

τ=3Vmax/（2bh）=3×11.71×1000/（2×18×1320）=0.74N/mm2

侧模抗剪强度τ=0.74N/mm2＜fv=1.40N/mm2,满足要求。

3）挠度验算

q，=36.00×（1500-180）/1000=47.52kN/m=47.52N/mm，挠度系数Kυ=0.644

挠度υmax=Kυq，L4/100EI=0.644×47.52×3004/（100×6000×641520）=0.64mm

[υ]=L/250=300/250=1.20mm

侧模挠度υmax=0.64mm＜[υ]=1.20mm,满足要求。

计算简图及内力图如下图：

（3）对拉螺栓计算

Fs=0.95×（γGF+γQQ2k）=0.95×48.80=46.36kN/m2;设3排对拉螺栓，螺栓横向间距a=600mm=0.60m，竖向间距b=（1500-180）/4=330mm=0.33m，N=abFs=0.60×0.33×46.36=9.18kN；对拉螺栓φ12,容许拉力[Ntb]=12.90kN

对拉螺栓受力9.18kN＜容许拉力12.90kN,满足要求。

（4）侧肋强度验算

计算跨度330mm；跨数4跨。

木枋尺寸b=50mm，h=100mm；

W=bh2/6=50×1002/6=83333mm3，I=bh3/12=50×1003/12=4166667mm4。

1）抗弯强度验算

q=48.80×300/1000=14.64N/mm；弯矩系数KM=-0.107

Mmax=KMqL2=-0.107×14.64×3302=-170590N.mm=-0.17kN.m

σ=Mmax/W=170590/83333=2.05N/mm2

侧肋抗弯强度σ=2.05N/mm2＜fm=13.00N/mm2,满足要求。

2）抗剪强度验算

剪力系数KV=0.607

Vmax=KVqL=0.607×14.64×330/1000=2.93kN

τ=3Vmax/（2bh）=3×2.93×1000/（2×50×100）=0.88N/mm2

侧肋抗剪强度τ=0.88N/mm2＜fv=1.40N/mm2,满足要求。

3）挠度验算

q，=36.00×300/1000=10.80N/mm；挠度系数Kυ=0.632

挠度υmax=Kυq，L4/100EI=0.632×10.80×3304/（100×9000×4166667）=0.02mm

[υ]=L/250=330/250=1.32mm

侧肋挠度υmax=0.02mm＜[υ]=1.32mm,满足要求。

计算简图及内力图如下图：

6.计算结果

第一层龙骨80×80mm木枋@150mm，第二层龙骨50×100mm双木枋@600mm；碗扣式钢管立杆纵向@600mm，碗扣式钢管立杆横向@600mm，底模厚度18mm；竖肋50×100mm木枋@300mm，对拉螺栓3排φ12,横向间距600mm，采用双钢管作为横檩，用蝴蝶扣与对拉螺栓联结,侧模厚度18mm。

以上通过验算此搭设方案满足施工要求