顺德第一人民医院2#超高悬空结构三角形型钢支架模板支架方案doc.docx
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顺德第一人民医院2#超高悬空结构三角形型钢支架模板支架方案doc
一、设计图纸概况
本工程2#医技楼A栋南立面10层1/2-01轴-2-9轴/2-A轴位置设计了悬挑阳台。
悬挑阳台为悬挑钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C30，其中阳台悬挑长度为4400mm，最大处为6000mm，梁的截面尺寸为400mm×700mm，连梁截面尺寸为200mm×600mm，阳台板厚120mm，宽3000mm，最大处5000mm（连梁外侧距离）。
二、编制依据：
1、根据本工程的全部施工图纸及有关标准图；
2、根据国家有关规范、标准和地区的有关规程；
3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）；
4、《悬挑式脚手架安全技术规程》（DG/TJ08-2002-2006）
5、《钢管脚手架扣件》（GB15831-2006）
6、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-xxx）；
7、《建筑结构荷载规范》（GB50009-xxx）；
8、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）；
9、《建筑施工计算手册》（第2版-2007.7）；
10、《简明施工计算手册》（1999.7）；
11、《实用建筑施工安全手册》（1999.7）
12、《钢结构设计规范》（GB50017-xxx）
三、悬挑阳台模板支撑方案设计
1、由于本工程10层1/2-01轴-2-9轴/2-A轴位置阳台设计为外部悬挑钢砼结构，阳台模板排架底部无支撑点，因此在阳台模板排架底部架设钢梁，以作为阳台模板排架支撑点之用。
2、悬挑阳台模板排架底部支撑钢梁设置在阳台层高的下一楼层位置，钢梁上架设48×3.5mm钢管排架，以作为阳台模板的支撑。
3、钢梁拟采用18#工字钢、22b#工字钢，长9m，里端4.5m锚固焊接在预埋在已浇筑好的楼板上的预埋件上，外端4.5m作为排架及施工脚手架的支撑点；钢梁外端设置斜撑，斜撑采用18#槽钢，支撑在钢梁的下一楼层梁上。
4、工字钢钢梁水平间距1m、3.4m，里端焊接在预埋件上（设置三道），在加设三道锚环（HPB235级18钢筋）。
5、在工字钢钢梁上铺设三道通长16##工字钢横梁，作为排架立杆的支撑点，工字钢钢间距1m。
铺设二道通长16#工字钢梁横梁，作为外脚手架的支撑点，工字钢间距700mm。
6、阳台模板支撑排架的立杆横距（垂直阳台方向）1m，纵距（沿阳台方向）1m；排架底部（距工字钢0.2m处）设置纵、横向扫地杆，排架中部（距工字钢1.5m处）设置纵、横向连杆，排架顶部设置纵、横向承重钢管；排架立杆与内排架拉结牢固。
7、阳台模板支撑排架横向每间隔7.8m设置一道剪刀撑，纵向靠阳台中部设置一道连续剪刀撑。
8、阳台外侧施工脚手架横距0.7m，纵距1.5m，步距1.8m；脚手板采用木板封闭，上部脚手板高出阳台顶面0.2m；脚手架防护栏杆高度为1.2m。
9、为了使排架及脚手架立杆与工字钢钢梁和槽钢横梁有可靠的定位连接措施，以确保上部架体的稳定。
故在工字钢上焊接长度为150-200mm、直径为25mm的钢筋，将立杆套座其外。
阳台模板支架侧立面
四、计算书
4.1模板支撑架计算
A、梁截面400mm×700mm模板支架计算（梁板共用立柱）
一、工程属性
新浇混凝土梁名称
KL1
新浇混凝土梁计算跨度（m）
3
混凝土梁截面尺寸（mm×mm）
400×700
新浇混凝土结构层高（m）
3.9
梁侧楼板厚度（mm）
120
二、荷载设计
模板及其支架自重标准值G1k（kN/m2）
面板
0.1
面板及小梁
0.3
模板面板
0.5
模板及其支架
0.75
新浇筑混凝土自重标准值G2k（kN/m3）
24
钢筋自重标准值G3k（kN/m3）
梁
1.5
板
1.1
施工人员及设备荷载标准值Q1k
当计算支架立柱及其他支承结构构件时（kN/m2）
1
振捣混凝土时产生的荷载标准值Q2k（kN/m2）
对水平面模板取值
2
风荷载标准值ωk（kN/m2）
基本风压ω0（kN/m2）
0.5
非自定义:
0.63
风压高度变化系数μz
1.58
风荷载体型系数μs
0.8
三、模板体系设计
新浇混凝土梁支撑方式
梁两侧有板，梁板立柱共用（A）
梁跨度方向立柱间距la（mm）
500
梁两侧立柱间距lb（mm）
1000
步距h（mm）
1500
新浇混凝土楼板立柱间距l'a（mm）、l'b（mm）
1000、1000
混凝土梁居梁两侧立柱中的位置
自定义
梁左侧立柱距梁中心线距离（mm）
500
梁底增加立柱根数
0
梁底支撑小梁根数
5
每纵距内附加梁底支撑主梁根数
1
梁底支撑小梁一端悬挑长度（mm）
250
设计简图如下：
立面图
四、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度（mm）
18
面板抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15
面板弹性模量E（N/mm2）
10000
取单位宽度1000mm，按四等跨连续梁计算，计算简图如下：
W＝bh2/6=1000×18×18/6＝54000mm3，I＝bh3/12=1000×18×18×18/12＝486000mm4
q1＝0.9max[1.2（G1k+（G2k+G3k）×h）+1.4Q1k，1.35（G1k+（G2k+G3k）×h）+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×（0.1+（24+1.5）×0.7）+1.4×2，1.35×（0.1+（24+1.5）×0.7）+1.4×0.7×2]×1＝23.57kN/m
q1静＝0.9×1.35×[G1k+（G2k+G3k）×h]×b＝0.9×1.35×[0.1+（24+1.5）×0.7]×1＝21.81kN/m
q1活＝0.9×1.4×0.7×Q2k×b＝0.9×1.4×0.7×2×1＝1.76kN/mq2＝（G1k+（G2k+G3k）×h）×b=[0.1+（24+1.5）×0.7]×1＝17.95kN/m
1、强度验算
Mmax＝-0.107q1静L2+0.121q1活L2＝-0.107×21.81×0.12+0.121×1.76×0.12＝0.02kN·m
σ＝Mmax/W＝0.02×106/54000＝0.39N/mm2≤[f]＝15N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax＝0.632qL4/（100EI）=0.632×17.95×1004/（100×10000×486000）＝0.002mm≤[ν]＝l/400＝100/400＝0.25mm
满足要求！
3、支座反力计算
设计值（承载能力极限状态）
R1=R5=0.393q1静l+0.446q1活l=0.393×21.81×0.1+0.446×1.76×0.1＝0.94kN
R2=R4=1.143q1静l+1.223q1活l=1.143×21.81×0.1+1.223×1.76×0.1＝2.71kN
R3=0.928q1静l+1.142q1活l=0.928×21.81×0.1+1.142×1.76×0.1＝2.23kN
标准值（正常使用极限状态）
R1'=R5'=0.393q2l=0.393×17.95×0.1＝0.71kNR2'=R4'=1.143q2l=1.143×17.95×0.1＝2.05kN
R3'=0.928q2l=0.928×17.95×0.1＝1.67kN
五、小梁验算
小梁类型
方木
小梁材料规格（mm）
50×100
小梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15.44
小梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
1.78
小梁弹性模量E（N/mm2）
9350
小梁截面抵抗矩W（cm3）
83.33
小梁截面惯性矩I（cm4）
416.67
为简化计算，按四等跨连续梁和悬臂梁分别计算，如下图：
q1＝max{0.94+0.9×1.35×[（0.3-0.1）×0.4/4+0.5×（0.7-0.12）]+0.9max[1.2×（0.5+（24+1.1）×0.12）+1.4×1，1.35×（0.5+（24+1.1）×0.12）+1.4×0.7×1]×max[0.5-0.4/2，（1-0.5）-0.4/2]/2×1，2.71+0.9×1.35×（0.3-0.1）×0.4/4}=2.73kN/m
q2＝max[0.71+（0.3-0.1）×0.4/4+0.5×（0.7-0.12）+（0.5+（24+1.1）×0.12）×max[0.5-0.4/2，（1-0.5）-0.4/2]/2×1，2.05+（0.3-0.1）×0.4/4]＝2.07kN/m
1、抗弯验算
Mmax＝max[0.107q1l12，0.5q1l22]＝max[0.107×2.73×0.252，0.5×2.73×0.252]＝0.09kN·m
σ＝Mmax/W＝0.09×106/83330＝1.02N/mm2≤[f]＝15.44N/mm2
满足要求！
2、抗剪验算
Vmax＝max[0.607q1l1，q1l2]＝max[0.607×2.73×0.25，2.73×0.25]＝0.683kN
τmax＝3Vmax/（2bh0）=3×0.683×1000/（2×50×100）＝0.2N/mm2≤[τ]＝1.78N/mm2
满足要求！
3、挠度验算
ν1＝0.632q2l14/（100EI）＝0.632×2.07×2504/（100×9350×4166700）＝0mm≤[ν]＝l/400＝250/400＝0.62mm
ν2＝q2l24/（8EI）＝2.07×2504/（8×9350×4166700）＝0.03mm≤[ν]＝l/400＝250/400＝0.62mm
满足要求！
4、支座反力计算
梁头处（即梁底支撑小梁悬挑段根部）
承载能力极限状态
Rmax＝max[1.143q1l1，0.393q1l1+q1l2]＝max[1.143×2.73×0.25，0.393×2.73×0.25+2.73×0.25]＝0.95kN
同理可得，梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1＝R5＝0.73kN，R2＝R4＝0.95kN，R3＝0.78kN
正常使用极限状态
R'max＝max[1.143q2l1，0.393q2l1+q2l2]＝max[1.143×2.07×0.25，0.393×2.07×0.25+2.07×0.25]＝0.72kN
同理可得，梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R'1＝R'5＝0.65kN，R'2＝R'4＝0.72kN，R'3＝0.59kN
六、主梁验算
主梁类型
钢管
主梁材料规格（mm）
Ф48×3.5
主梁弹性模量E（N/mm2）
206000
主梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
主梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
125
主梁截面惯性矩I（cm4）
12.19
主梁截面抵抗矩W（cm3）
5.08
主梁自重忽略不计，计算简图如下：
1、抗弯验算
主梁弯矩图（kN·m）
σ＝Mmax/W＝0.794×106/5080＝156.3N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、抗剪验算
主梁剪力图（kN）
Vmax＝2.07kN
τmax＝2Vmax/A=2×2.07×1000/489＝8.47N/mm2≤[τ]＝125N/mm2
满足要求！
3、挠度验算
主梁变形图（mm）
νmax＝2.47mm≤[ν]＝l/400＝1000/400＝2.5mm
满足要求！
4、扣件抗滑计算
R＝max[R1,R2]＝2.07kN≤8kN
单扣件在扭矩达到40～65N·m且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求！
同理可知，右侧立柱扣件受力R＝2.07kN≤8kN
单扣件在扭矩达到40～65N·m且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求！
七、纵向水平钢管验算
钢管类型
Ф48×3.5
钢管截面面积A（mm2）
489
钢管截面回转半径i（mm）
15.8
钢管弹性模量E（N/mm2）
206000
钢管截面惯性矩I（cm4）
12.19
钢管截面抵抗矩W（cm3）
5.08
钢管抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
125
钢管抗压、弯强度设计值[σ]（N/mm2）
215
计算简图如下：
R＝max[R1，R2]=2.07kN，R'＝max[R1'，R2']＝1.67kN
1、抗弯验算
纵向水平钢管弯矩图（kN·m）
σ＝Mmax/W＝0.18×106/4490＝39.43N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、抗剪验算
纵向水平钢管剪力图（kN）
Vmax＝2.778kN
τmax＝2Vmax/A=2×2.778×1000/424＝13.1N/mm2≤[τ]＝170N/mm2
满足要求！
3、挠度验算
纵向水平钢管变形图（mm）
νmax＝0.1mm≤[ν]＝l/400＝500/400＝1.25mm
满足要求！
4、扣件计算
R＝4.55kN≤8kN
单扣件在扭矩达到40～65N·m且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求！
同理可知，右侧立柱扣件受力R＝4.55kN≤8kN
单扣件在扭矩达到40～65N·m且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求！
八、立柱验算
立杆稳定性计算依据
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
钢管类型
Ф48×3
立柱截面面积A（mm2）
424
回转半径i（mm）
15.9
立柱截面抵抗矩W（cm3）
4.49
抗压强度设计值f（N/mm2）
205
λ=h/i=1500/15.9=94.34≤[λ]=150
长细比满足要求！
查表得，φ＝0.63
1、风荷载计算
Mw＝0.92×1.4×ωk×la×h2/10＝0.92×1.4×0.63×0.5×1.52/10＝0.08kN·m
2、稳定性计算
根据《建筑施工模板安全技术规范》公式5.2.5-14，荷载设计值q1有所不同：
1）面板验算
q1＝0.9×[1.2×（0.1+（24+1.5）×0.7）+0.9×1.4×2]×1＝21.65kN/m
2）小梁验算
q1＝max{0.86+（0.3-0.1）×0.4/4+0.9×[1.2×（0.5+（24+1.1）×0.12）+0.9×1.4×1]×max[0.5-0.4/2，（1-0.5）-0.4/2]/2×1，2.49+（0.3-0.1）×0.4/4}=2.51kN/m
同上四～七计算过程，可得：
R1＝3.49kN，R2＝3.49kN
立柱最大受力Nw＝max[R1+N边1，R2+N边2]+Mw/lb＝max[3.49+0.9×[1.2×（0.75+（24+1.1）×0.12）+0.9×1.4×1]×（1+0.5-0.4/2）/2×1，3.49+0.9×[1.2×（0.75+（24+1.1）×0.12）+0.9×1.4×1]×（1+1-0.5-0.4/2）/2×1]+0.08/1＝6.95kN
f＝N/（φA）+Mw/W＝6952.29/（0.63×424）+0.08×106/4490＝43.76N/mm2≤[f]＝205N/mm2
满足要求！
梁（400mm×700mm）支架立杆传递至支架支撑基础型钢梁的荷载为F1=6.95KN
B、梁截面200mm×600mm模板支架计算（梁板共用立柱）
一、工程属性
新浇混凝土梁名称
KL2
新浇混凝土梁计算跨度（m）
3
混凝土梁截面尺寸（mm×mm）
200×600
新浇混凝土结构层高（m）
3.9
梁侧楼板厚度（mm）
120
二、荷载设计
模板及其支架自重标准值G1k（kN/m2）
面板
0.1
面板及小梁
0.3
模板面板
0.5
模板及其支架
0.75
新浇筑混凝土自重标准值G2k（kN/m3）
24
钢筋自重标准值G3k（kN/m3）
梁
1.5
板
1.1
施工人员及设备荷载标准值Q1k
当计算支架立柱及其他支承结构构件时（kN/m2）
1
振捣混凝土时产生的荷载标准值Q2k（kN/m2）
对水平面模板取值
2
风荷载标准值ωk（kN/m2）
基本风压ω0（kN/m2）
0.5
非自定义:
0.63
风压高度变化系数μz
1.58
风荷载体型系数μs
0.8
三、模板体系设计
新浇混凝土梁支撑方式
梁一侧有板，梁板立柱共用（A）
梁跨度方向立柱间距la（mm）
500
梁两侧立柱间距lb（mm）
1000
步距h（mm）
1500
新浇混凝土楼板立柱间距l'a（mm）、l'b（mm）
1000、1000
混凝土梁居梁两侧立柱中的位置
自定义
梁左侧立柱距梁中心线距离（mm）
500
梁底增加立柱根数
0
梁底支撑小梁根数
3
梁底支撑小梁一端悬挑长度（mm）
250
设计简图如下：
立面图
四、面板验算
面板类型
覆面木胶合板
面板厚度（mm）
18
面板抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15
面板弹性模量E（N/mm2）
10000
取单位宽度1000mm，按二等跨连续梁计算，计算简图如下：
W＝bh2/6=1000×18×18/6＝54000mm3，I＝bh3/12=1000×18×18×18/12＝486000mm4
q1＝0.9max[1.2（G1k+（G2k+G3k）×h）+1.4Q1k，1.35（G1k+（G2k+G3k）×h）+1.4×0.7Q1k]×b=0.9max[1.2×（0.1+（24+1.5）×0.6）+1.4×2，1.35×（0.1+（24+1.5）×0.6）+1.4×0.7×2]×1＝20.48kN/m
q1静＝0.9×1.35×[G1k+（G2k+G3k）×h]×b＝0.9×1.35×[0.1+（24+1.5）×0.6]×1＝18.71kN/m
q1活＝0.9×1.4×0.7×Q2k×b＝0.9×1.4×0.7×2×1＝1.76kN/m
q2＝（G1k+（G2k+G3k）×h）×b=[0.1+（24+1.5）×0.6]×1＝15.4kN/m
1、强度验算
Mmax＝0.125q1L2＝0.125q1l2＝0.125×20.48×0.12＝0.03kN·m
σ＝Mmax/W＝0.03×106/54000＝0.47N/mm2≤[f]＝15N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax＝0.521qL4/（100EI）=0.521×15.4×1004/（100×10000×486000）＝0.002mm≤[ν]＝l/400＝100/400＝0.25mm
满足要求！
3、支座反力计算
设计值（承载能力极限状态）
R1=R3=0.375q1静l+0.437q1活l=0.375×18.71×0.1+0.437×1.76×0.1＝0.78kN
R2=1.25q1l=1.25×20.48×0.1＝2.56kN
标准值（正常使用极限状态）
R1'=R3'=0.375q2l=0.375×15.4×0.1＝0.58kN
R2'=1.25q2l=1.25×15.4×0.1＝1.92kN
五、小梁验算
小梁类型
方木
小梁材料规格（mm）
50×100
小梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
15.44
小梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
1.78
小梁弹性模量E（N/mm2）
9350
小梁截面抵抗矩W（cm3）
83.33
小梁截面惯性矩I（cm4）
416.67
为简化计算，按四等跨连续梁和悬臂梁分别计算，如下图：
q1＝max{0.78+0.9×1.35×[（0.3-0.1）×0.2/2+0.5×0.6]+0.9max[1.2×（0.5+（24+1.1）×0.12）+1.4×1，1.35×（0.5+（24+1.1）×0.12）+1.4×0.7×1]×（1-0.5-0.2/2）/2×1，2.56+0.9×1.35×（0.3-0.1）×0.2/2}=2.58kN/m
q2＝max[0.58+（0.3-0.1）×0.2/2+0.5×0.6+（0.5+（24+1.1）×0.12）×（1-0.5-0.2/2）/2×1，1.92+（0.3-0.1）×0.2/2]＝1.94kN/m
1、抗弯验算
Mmax＝max[0.107q1l12，0.5q1l22]＝max[0.107×2.58×0.52，0.5×2.58×0.252]＝0.08kN·m
σ＝Mmax/W＝0.08×106/83330＝0.97N/mm2≤[f]＝15.44N/mm2
满足要求！
2、抗剪验算
Vmax＝max[0.607q1l1，q1l2]＝max[0.607×2.58×0.5，2.58×0.25]＝0.784kN
τmax＝3Vmax/（2bh0）=3×0.784×1000/（2×50×100）＝0.24N/mm2≤[τ]＝1.78N/mm2
满足要求！
3、挠度验算
ν1＝0.632q2l14/（100EI）＝0.632×1.94×5004/（100×9350×4166700）＝0.02mm≤[ν]＝l/400＝500/400＝1.25mm
ν2＝q2l24/（8EI）＝1.94×2504/（8×9350×4166700）＝0.02mm≤[ν]＝l/400＝250/400＝0.62mm
满足要求！
4、支座反力计算
梁头处（即梁底支撑小梁悬挑段根部）
承载能力极限状态
Rmax＝max[1.143q1l1，0.393q1l1+q1l2]＝max[1.143×2.58×0.5，0.393×2.58×0.5+2.58×0.25]＝1.48kN
同理可得，梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1＝0.67kN，R2＝1.48kN，R3＝1.21kN
正常使用极限状态
R'max＝max[1.143q2l1，0.393q2l1+q2l2]＝max[1.143×1.94×0.5，0.393×1.94×0.5+1.94×0.25]＝1.11kN
同理可得，梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R'1＝0.55kN，R'2＝1.11kN，R'3＝1.1kN
六、主梁验算
主梁类型
钢管
主梁材料规格（mm）
Ф48×3.5
可调托座内主梁根数
1
主梁弹性模量E（N/mm2）
206000
主梁抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
主梁抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
125
主梁截面惯性矩I（cm4）
12.19
主梁截面抵抗矩W（cm3）
5.08
主梁自重忽略不计，计算简图如下：
1、抗弯验算
主梁弯矩图（kN·m）
σ＝Mmax/W＝0.746×106/5080＝146.85N/m
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