规范.docx

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规范

600-600计算书

2工程；工程建设地点：

；属于结构；地上0层；地下0层；建筑高度：

0m；标准层层高：

0m；总建筑面积：

0平方米；总工期：

0天。

本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。

高支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范编制。

因本工程梁支架高度大于4米，根据有关文献建议，如果仅按规范计算，架体安全性仍不能得到完全保证。

为此计算中还参考了《施工技术》2002（3）：

《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。

梁段:

L1。

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B（m）：

0.60；梁截面高度D（m）：

0.60；

混凝土板厚度（mm）：

200.00；立杆沿梁跨度方向间距La（m）：

0.90；

立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）：

0.30；

立杆步距h（m）：

1.50；板底承重立杆横向间距或排距Lb（m）：

0.90；

梁支撑架搭设高度H（m）：

5.90；梁两侧立杆间距（m）：

1.00；

承重架支撑形式：

梁底支撑小楞平行梁截面方向；

梁底增加承重立杆根数：

0；

采用的钢管类型为Φ48×3；

立杆承重连接方式：

双扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数：

0.75；

2.荷载参数

新浇混凝土重力密度（kN/m3）：

24.00；模板自重（kN/m2）：

0.50；钢筋自重（kN/m3）:

3.00；

施工均布荷载标准值（kN/m2）：

2.0；新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）：

14.4；

振捣混凝土对梁底模板荷载（kN/m2）：

2.0；振捣混凝土对梁侧模板荷载（kN/m2）：

4.0；

3.材料参数

木材品种：

西北云杉；木材弹性模量E（N/mm2）：

9000.0；

木材抗压强度设计值fc（N/mm2）：

10.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

11.0；木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.4；

面板材质：

胶合面板；面板厚度（mm）：

18.00；

面板弹性模量E（N/mm2）：

6000.0；面板抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.0；

4.梁底模板参数

梁底方木截面宽度b（mm）：

50.0；梁底方木截面高度h（mm）：

100.0；

梁底模板支撑的间距（mm）：

150.0；

5.梁侧模板参数

主楞间距（mm）：

450；次楞根数：

3；

主楞竖向支撑点数量：

2；

固定支撑水平间距（mm）：

450；

竖向支撑点到梁底距离依次是：

100mm，300mm；

主楞材料：

圆钢管；

直径（mm）：

48.00；壁厚（mm）：

3.00；

主楞合并根数：

2；

次楞材料：

木方；

宽度（mm）：

50.00；高度（mm）：

100.00；

二、梁侧模板荷载计算

按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

F=0.22γtβ1β2V1/2

F=γH

其中γ--混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；

t--新浇混凝土的初凝时间，取8.000h；

T--混凝土的入模温度，取25.000℃；

V--混凝土的浇筑速度，取0.800m/h；

H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取0.600m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.200；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。

分别计算得52.137kN/m2、14.400kN/m2，取较小值14.400kN/m2作为本工程计算荷载。

三、梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

次楞的根数为3根。

面板按照均布荷载作用下的两跨连续梁计算。

面板计算简图（单位：

mm）

1.强度计算

材料抗弯强度验算公式如下：

σ＝M/W<[f]

其中，W--面板的净截面抵抗矩，W=45×1.8×1.8/6=24.3cm3；

M--面板的最大弯矩（N·mm）；

σ--面板的弯曲应力计算值（N/mm2）

[f]--面板的抗弯强度设计值（N/mm2）；

按照均布活荷载最不利布置下的两跨连续梁计算：

M=0.125ql2

其中，q--作用在模板上的侧压力，包括：

新浇混凝土侧压力设计值:

q1=1.2×0.45×14.4×0.9=6.998kN/m；

振捣混凝土荷载设计值:

q2=1.4×0.45×4×0.9=2.268kN/m；

计算跨度:

l=（600-200）/（3-1）=200mm；

面板的最大弯矩M=0.125×（6.998+2.268）×[（600-200）/（3-1）]2=4.63×104N·mm；

面板的最大支座反力为:

N=1.25ql=1.25×（6.998+2.268）×[（600-200）/（3-1）]/1000=2.317kN；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:

σ=4.63×104/2.43×104=1.9N/mm2；

面板的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2；

面板的受弯应力计算值σ=1.9N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2.挠度验算

ν=0.521ql4/（100EI）≤[ν]=l/250

q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值:

q=q1=6.998N/mm；

l--计算跨度:

l=[（600-200）/（3-1）]=200mm；

E--面板材质的弹性模量:

E=6000N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=45×1.8×1.8×1.8/12=21.87cm4；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.521×6.998×[（600-200）/（3-1）]4/（100×6000×2.19×105）=0.044mm；

面板的最大容许挠度值:

[ν]=l/250=[（600-200）/（3-1）]/250=0.8mm；

面板的最大挠度计算值ν=0.044mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=0.8mm，满足要求！

四、梁侧模板支撑的计算

1.次楞计算

次楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：

q=2.317/0.450=5.148kN/m

本工程中，次楞采用木方，宽度50mm，高度100mm，截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:

W=1×5×10×10/6=83.33cm3；

I=1×5×10×10×10/12=416.67cm4；

E=9000.00N/mm2；

计算简图

剪力图（kN）

弯矩图（kN·m）

变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=0.104kN·m，最大支座反力R=2.548kN，最大变形ν=0.039mm

（1）次楞强度验算

强度验算计算公式如下:

σ=M/W<[f]

经计算得到，次楞的最大受弯应力计算值σ=1.04×105/8.33×104=1.3N/mm2；

次楞的抗弯强度设计值:

[f]=11N/mm2；

次楞最大受弯应力计算值σ=1.3N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=11N/mm2，满足要求！

（2）次楞的挠度验算

次楞的最大容许挠度值:

[ν]=450/400=1.125mm；

次楞的最大挠度计算值ν=0.039mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.125mm，满足要求！

2.主楞计算

主楞承受次楞传递的集中力，取次楞的最大支座力2.548kN,按照集中荷载作用下的简支梁计算。

本工程中，主楞采用圆钢管，直径48mm，壁厚3mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=2×4.493=8.99cm3；

I=2×10.783=21.57cm4；

E=206000.00N/mm2；

主楞计算简图

主楞弯矩图（kN·m）

主楞变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=0.127kN·m，最大支座反力R=2.548kN，最大变形ν=0.024mm

（1）主楞抗弯强度验算

σ=M/W<[f]

经计算得到，主楞的受弯应力计算值:

σ=1.27×105/8.99×103=14.2N/mm2；主楞的抗弯强度设计值:

[f]=205N/mm2；

主楞的受弯应力计算值σ=14.2N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

（2）主楞的挠度验算

根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.024mm

主楞的最大容许挠度值:

[ν]=200/400=0.5mm；

主楞的最大挠度计算值ν=0.024mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.5mm，满足要求！

五、梁底模板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。

强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

本算例中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=600×18×18/6=3.24×104mm3；

I=600×18×18×18/12=2.92×105mm4；

1.抗弯强度验算

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

σ=M/W<[f]

新浇混凝土及钢筋荷载设计值：

q1:

1.2×（24.00+3.00）×0.60×0.60×0.90=10.498kN/m；

模板结构自重荷载设计值：

q2:

1.2×0.50×0.60×0.90=0.324kN/m；

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值：

q3:

1.4×（2.00+2.00）×0.60×0.90=3.024kN/m；

最大弯矩计算公式如下:

Mmax=0.1（q1+q2）l2+0.117q3l2=0.1×（10.498+0.324）×1502+0.117×3.024×1502=3.23×104N·mm；

σ=Mmax/W=3.23×104/3.24×104=1N/mm2；

梁底模面板计算应力σ=1N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2.挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下：

ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=q1+q2=10.498+0.324=10.822kN/m；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=150.00mm；

E--面板的弹性模量:

E=6000.0N/mm2；

面板的最大允许挠度值:

[ν]=150.00/250=0.600mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×10.822×1504/（100×6000×2.92×105）=0.021mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.021mm小于面板的最大允许挠度值:

[ν]=0.6mm，满足要求！

六、梁底支撑木方的计算

1.荷载的计算

（1）钢筋混凝土梁和模板自重设计值（kN/m）：

q1=1.2×[（24+3）×0.6×0.15+0.5×0.15×（2×0.4+0.6）/0.6]=3.126kN/m；

（2）施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值（kN/m）：

q2=1.4×（2+2）×0.15=0.84kN/m；

均布荷载设计值q=3.126+0.840=3.966kN/m；

梁两侧楼板荷载以集中荷载的形式传递，其设计值：

p=0.15×[1.2×0.20×24.00+1.4×（2.00+2.00）]×（1.00-0.60）/4=0.170kN

2.支撑方木验算

本工程梁底支撑采用方木，方木的截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为：

W=5×10×10/6=8.33×101cm3；

I=5×10×10×10/12=4.17×102cm4；

E=9000N/mm2；

计算简图及内力、变形图如下：

简图（kN·m）

剪力图（kN）

弯矩图（kN·m）

变形图（mm）

方木的支座力:

N1=N2=1.36kN；

最大弯矩：

M=0.443kN·m

最大剪力：

V=1.360kN

方木最大正应力计算值：

σ=M/W=0.443×106/8.33×104=5.3N/mm2；

方木最大剪应力计算值：

τ=3V/（2bh0）=3×1.36×1000/（2×50×100）=0.408N/mm2；

方木的最大挠度：

ν=0.485mm；

方木的允许挠度:

[ν]=1.000×1000/250=4.000mm；

方木最大应力计算值5.319N/mm2小于方木抗弯强度设计值[f]=11.000N/mm2，满足要求！

方木受剪应力计算值0.408N/mm2小于方木抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2，满足要求！

方木的最大挠度ν=0.485mm小于方木的最大允许挠度[ν]=4.000mm，满足要求！

七、梁跨度方向钢管的计算

作用于梁跨度方向钢管的集中荷载为梁底支撑方木的支座反力。

钢管的截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为：

W=4.49cm3；

I=10.78cm4；

E=206000N/mm2；

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中力P=1.36kN

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（mm）

支撑钢管计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.714kN·m；

最大变形νmax=1.811mm；

最大支座力Rmax=8.952kN；

最大应力σ=M/W=0.714×106/（4.49×103）=159N/mm2；

支撑钢管的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值159N/mm2小于支撑钢管的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度νmax=1.811mm小于900/150与10mm,满足要求!

八、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0.75，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。

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12.00kN；

　　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=8.952kN；

R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

九、立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）≤[f]

1.梁两侧立杆稳定性验算

其中N--立杆的轴心压力设计值，它包括：

纵向钢管的最大支座反力：

N1=8.952kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×0.129×5.9=0.914kN；

楼板混凝土、模板及钢筋的自重：

N3=1.2×[（0.900/2+（1.000-0.600）/4）×0.900×0.500+（0.900/2+（1.000-0.600）/4）×0.900×0.200×（3.000+24.000）]=3.505kN；

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值：

N4=1.4×（2.000+2.000）×[0.900/2+（1.000-0.600）/4]×0.900=2.772kN；

N=N1+N2+N3+N4=8.952+0.914+3.505+2.772=16.143kN；

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=1.59；

A--立杆净截面面积（cm2）：

A=4.24；

W--立杆净截面抵抗矩（cm3）：

W=4.49；

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]=205N/mm2；

lo--计算长度（m）；

根据《扣件式规范》，立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a，

为安全计，取二者间的大值，即:

lo=Max[1.167×1.7×1.5,1.5+2×0.3]=2.976m；

k--计算长度附加系数，取值为：

1.167；

μ--计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3，μ=1.7；

a--立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.3m；

得到计算结果:

立杆的计算长度

lo/i=2975.85/15.9=187；

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=0.205；

钢管立杆受压应力计算值；σ=16142.735/（0.205×424）=185.7N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=185.7N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

十、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。