梁模板钢管高支撑架计算书.docx
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梁模板钢管高支撑架计算书
梁模板钢管高支撑架计算书
梁模板的计算参照《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《组合钢模板技术规范》（GB50214-2001）、《木结构设计规范》（GB50005━2003）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（2006年版）（GB50009-2001）等编制。
本支架计算公式
（1）根据脚手架试验，参照脚手架规范和脚手架工程实例，
本支架计算公式
（2）参照《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
模板支架搭设高度为6.20米，
基本尺寸为：
梁截面B×D=300mm×1000mm，
梁两侧楼板厚度100mm，
梁支撑立杆的横距（跨度方向）l=0.90米，立杆的步距h=1.50米，
梁底增加3道承重立杆。
梁顶托采用木方:
50×100。
立杆上端伸出至模板支撑点长度：
0.45米。
计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。
集中力大小为F=1.2×25.500×0.100×0.500×0.900=1.377kN。
采用的钢管类型为
48×3.0，采用扣件连接方式。
梁模板支撑架立面简图
一、模板面板计算
使用模板类型为：
胶合板。
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用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）钢筋混凝土板自重（kN/m）：
q11=25.500×1.000×0.900=22.950kN/m
（2）模板的自重线荷载（kN/m）：
q12=0.500×0.900×（2×1.000+0.300）/0.300=3.450kN/m
（3）活荷载为施工荷载标准值（kN/m）：
q13=2.500×0.900=2.250kN/m
均布线荷载标准值为：
q=25.500×1.000×0.900+0.500×0.900×（2×1.000+0.300）/0.300=26.400kN/m
均布线荷载设计值为：
按可变荷载效应控制的组合方式：
q1=0.9×[1.2×（22.950+3.450）+1.4×2.250]=31.347kN/m
按永久荷载效应控制的组合方式：
q1=0.9×[1.35×（22.950+3.450）+1.4×0.7×2.250]=34.061kN/m
根据以上两者比较应取q1=34.061kN/m作为设计依据。
集中荷载设计值：
模板自重线荷载设计值q2=0.9×1.2×0.500×0.900×（2×1.000+0.300）/0.300=3.726kN/m
跨中集中荷载设计值P=0.9×1.4×2.500=3.150kN
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:
W=90.00×1.80×1.80/6=48.60cm3；
I=90.00×1.80×1.80×1.80/12=43.74cm4；
施工荷载为均布线荷载：
计算简图
剪力图（kN）
弯矩图（kN.m）
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.916kN
N2=6.386kN
N3=1.916kN
最大弯矩M1=0.096kN.m
施工荷载为集中荷载：
计算简图
剪力图（kN）
弯矩图（kN.m）
最大弯矩M2=0.010kN.m
M1>M2，故应采用M1验算抗弯强度。
（1）抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.096×1000×1000/48600=1.971N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f]，取15.00N/mm2；
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
（2）挠度计算
验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值，
故采用均布线荷载标准值q=26.40kN/m为设计值。
面板最大挠度计算值v=0.020mm
面板的最大挠度小于150.0/400,满足要求!
二、梁底支撑木方的计算
（一）梁底顶托梁计算
按照三跨连续梁计算，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=6.386/0.900=7.096kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×7.096×0.90×0.90=0.575kN.m
最大剪力Q=0.6×0.900×7.096=3.832kN
最大支座力N=1.1×0.900×7.096=7.025kN
截面力学参数为
本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:
W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3；
I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4；
（1）抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.575×106/83333.3=6.90N/mm2
抗弯计算强度小于16.5N/mm2,满足要求!
（2）抗剪计算
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]
截面抗剪强度计算值T=3×3832/（2×50×100）=1.150N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2
抗剪强度计算满足要求!
（3）挠度计算
最大变形v=0.677×5.913×900.04/（100×10000.00×4166666.7）=0.630mm
最大挠度小于900.0/250,满足要求!
三、扣件抗滑移的计算
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，
按照扣件抗滑承载力系数0.80
该工程实际的旋转单扣件承载力取值为Rc=8×0.80=6.40kN。
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8.0×0.80=6.40KN；
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。
四、立杆的稳定性计算
1、不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中N——不考虑风荷载时,立杆的轴心压力设计值，它包括：
横杆的最大支座反力N1=7.02kN（已经包括组合系数1.4）
脚手架钢管的自重N2=1.2×0.111×6.200=0.823kN
N=7.025+0.823=7.848kN
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=l0/i查表得到；
i——计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.60
A——立杆净截面面积（cm2）；A=4.24
——钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；
[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
l0——计算长度（m）；
（1）.参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011），由公式
（1）、
（2）计算
顶部l0=kμ1（h+2a）
（1）
底部l0=kμ2h
（2）
其中，k——计算长度附加系数，应按表5.4.6采用；k=1.155；
μ——考虑满堂支撑架整体稳定因素的单杆计算长度系数，按附录C采用；μ1=1.442，μ2=1.808
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度a=0.45m；
计算长细比时，K取1；
公式
（1）的计算结果：
λ=μ（h+2a）/i=1.442×（0.950+2×0.45）×100/1.600=167<[λ]=210,满足要求!
公式
（2）的计算结果：
λ=μh/i=1.808×1.500×100/1.600=170<[λ]=210,满足要求!
立杆计算长度l0=kμ（h+2a）=1.155×1.442×（0.95+2×0.45）=3.08
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.808×1.50=3.13
l0/i=3132.360/16.000=196
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数
=0.188
钢管立杆受压应力计算值
=98.63N/mm2，
立杆的稳定性计算
<[f1]=205.00N/mm2,满足要求!
附录：
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.4.6满堂支撑架计算长度附加系数取值K
———————————————————————————————————
高度H（m）H≤88k1.1551.1851.2171.291
———————————————————————————————————
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》满堂支撑架计算长度系数μ
以上表参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）
五、基础承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
其中p——立杆基础底面的平均压力（N/mm2），p=N/A；p=31.39
N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值（kN）；N=7.85
A——基础底面面积（m2）；A=0.25
fg——地基承载力设计值（N/mm2）；fg=192.00
地基承载力设计值应按下式计算
fg=kc×fgk
其中kc——脚手架地基承载力调整系数；kc=0.80
fgk——地基承载力标准值；fgk=240.00
地基承载力的计算满足要求!
六、模板的构造和施工要求:
1、顶部支撑点的设计要求:
a.钢管立柱底部应设垫木和底座，顶部应设可调支托，U形支托与楞梁两侧间如有间隙，必须锲紧；其螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm，插入立杆内的长度不得小于150mm；螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3mm，安装时应保证上下同心；
b.扣件式模板支架顶部支撑点与支架顶层横杆的距离不应大于500mm；碗扣式模板支架顶部支撑点与支架顶层横杆的距离不应大于700mm；
2、模板支架的构造要求:
a.梁和板的立杆，其纵横间距应相等或成倍数；
b.当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1ｍ；靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm,如下图所示：
c.立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接，立杆的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3；
d.水平杆搭接接头的搭接长度不应小于1ｍ，应采用不少于3个旋转扣件固定;
e.当满堂支撑架高宽比不满足《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录C表C-2～表C-5规定（高宽比大于2或2.5）时，满堂支撑架应在支架的四周和中部与结构柱进行刚性连接，连墙件水平间距应为6m～9m,竖向间距应为2m～3m。
在无结构柱部位应采取预埋钢管等措施与建筑结构进行刚性连接，在有空间部位，满堂支撑架宜超出顶部加载区投影范围向外延伸布置2～3跨。
支撑架高宽比不应大于3；
f.模板支架应自成体系，严禁与其他脚手架进行连接。
g.模板支架在安装过程中，必须设置防倾覆的临时固定设施。
h.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；
i.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；
3、扣件安装应符合下列规定：
a.螺栓拧紧力矩应控制在40～65N.m之间；
b.主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm；
c.对接扣件开口应朝上或朝内；
d.各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm；
4、钢管扣件模板支架体系的剪刀撑应符合以下要求：
（1）、普通型：
a.在架体外侧周边及内部纵、横向每5m～8m，应由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度应为5m～8m；
（b.在竖向剪刀撑顶部交点平面应设置连续水平剪刀撑。
当支撑高度超过8m，或施工总荷载大于15kN/㎡，或集中线荷载大于20kN/m的支撑架，扫地杆的设置层应设置水平剪刀撑。
水平剪刀撑至架体底平面距离与水平剪刀撑间距不宜超过8m；
（2）、加强型：
a.当立杆纵、横间距为0.9m×0.9m～1.2m×1.2m时，在架体外侧周边及内部纵、横向每4跨（且不大于5m），应由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度应为4跨；
b.当立杆纵、横间距为0.6m×0.6m～0.9m×0.9m（含0.6m×0.6m，0.9m×0.9m）时，在架体外侧周边及内部纵、横向每5跨（且不小于3m），应由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度应为5跨；
c.当立杆纵、横间距为0.4m×0.4m～0.6m×0.6m（含0.4m×0.4m）时，在架体外侧周边及内部纵、横向每3m～3.2m应由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度应为3m～3.2m；
d.在竖向剪刀撑顶部交点平面应设置水平剪刀撑，当支撑高度超过8m，或施工总荷载大于15kN/㎡，或集中线荷载大于20kN/m的支撑架，扫地杆的设置层应设置水平剪刀撑。
水平剪刀撑至架体底平面距离与水平剪刀撑间距不宜超过6m，剪刀撑宽度应为3m～5m；
5、高大模板工程执行建质[2009]87号《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》规定。
6、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。
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。
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