樓板模板扣件鋼管高支撐架計算書

1、 樓板模板扣件鋼管高支撐架計算書 高支撐架的計算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（jgj130-2001）。 支撐高度在4米以上的模板支架被稱為扣件式鋼管高支撐架，對于高支撐架的計算規(guī)范存在重要疏漏，使計算極容 易出現(xiàn)不能完全確保安全的計算結(jié)果。本計算書還參照施工技術(shù)2002.3.扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計和使 用安全，供腳手架設(shè)計人員參考。 模板支架搭設(shè)高度為2.7米， 搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距 b=0.90米，立桿的橫距 l=0.90米，立桿的步距 h=1.80米。 圖 樓板支撐架立面簡圖 圖 樓板支撐架立桿穩(wěn)定性荷載計算單元 采用的鋼管類型為483.5。 一、模板面板計算 面板為受

2、彎結(jié)構(gòu),需要驗算其抗彎強度和剛度。模板面板的按照三跨連續(xù)梁計算。 靜荷載標準值 q1 = 25.0000.1600.900+0.3500.900=3.915kn/m 活荷載標準值 q2 = (2.000+1.000)0.900=2.700kn/m 面板的截面慣性矩i和截面抵抗矩w分別為: 本算例中，截面慣性矩i和截面抵抗矩w分別為: w = 90.001.801.80/6 = 48.60cm3； i = 90.001.801.801.80/12 = 43.74cm4； (1)抗彎強度計算 f = m / w f 其中 f 面板的抗彎強度計算值(n/mm2)； m 面板的最大彎距(n.mm)；

3、w 面板的凈截面抵抗矩； f 面板的抗彎強度設(shè)計值，取15.00n/mm2； m = 0.100ql2 其中 q 荷載設(shè)計值(kn/m)； 經(jīng)計算得到 m = 0.100(1.23.915+1.42.700)0.3000.300=0.076kn.m 經(jīng)計算得到面板抗彎強度計算值 f = 0.07610001000/48600=1.570n/mm2 面板的抗彎強度驗算 f f,滿足要求! (2)抗剪計算 t = 3q/2bh t 其中最大剪力 q=0.600(1.23.915+1.42.700)0.300=1.526kn 截面抗剪強度計算值 t=31526.0/(2900.00018.000)=

4、0.141n/mm2 截面抗剪強度設(shè)計值 t=1.40n/mm2 抗剪強度驗算 t t，滿足要求! (3)撓度計算 v = 0.677ql4 / 100ei v = l / 250 面板最大撓度計算值 v = 0.6776.6153004/(1006000437400)=0.138mm 面板的最大撓度小于300.0/250,滿足要求! 二、支撐方木的計算 方木按照均布荷載下三跨連續(xù)梁計算。 1.荷載的計算 (1)鋼筋混凝土板自重(kn/m)： q11 = 25.0000.1600.300=1.200kn/m (2)模板的自重線荷載(kn/m)： q12 = 0.3500.300=0.105kn

5、/m (3)活荷載為施工荷載標準值與振倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載(kn/m)： 經(jīng)計算得到，活荷載標準值 q2 = (1.000+2.000)0.300=0.900kn/m 靜荷載 q1 = 1.21.200+1.20.105=1.566kn/m 活荷載 q2 = 1.40.900=1.260kn/m 2.方木的計算 按照三跨連續(xù)梁計算，最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和，計算公式如下: 均布荷載 q = 2.543/0.900=2.826kn/m 最大彎矩 m = 0.1ql2=0.12.830.900.90=0.229kn.m 最大剪力 q=0.60.9002.826=1.5

6、26kn 最大支座力 n=1.10.9002.826=2.798kn 方木的截面力學(xué)參數(shù)為 本算例中，截面慣性矩i和截面抵抗矩w分別為: w = 5.0010.0010.00/6 = 83.33cm3； i = 5.0010.0010.0010.00/12 = 416.67cm4； (1)方木抗彎強度計算 抗彎計算強度 f=0.229106/83333.3=2.75n/mm2 方木的抗彎計算強度小于13.0n/mm2,滿足要求! (2)方木抗剪計算 最大剪力的計算公式如下: q = 0.6ql 截面抗剪強度必須滿足: t = 3q/2bh t 截面抗剪強度計算值 t=31526/(250100

7、)=0.458n/mm2 截面抗剪強度設(shè)計值 t=1.30n/mm2 方木的抗剪強度計算滿足要求! (3)方木撓度計算 最大變形 v =0.6772.205900.04/(1009500.004166666.8)=0.247mm 方木的最大撓度小于900.0/250,滿足要求! 三、橫向支撐鋼管計算 橫向支撐鋼管按照集中荷載作用下的連續(xù)梁計算 集中荷載p取縱向板底支撐傳遞力，p=2.80kn 支撐鋼管計算簡圖 支撐鋼管彎矩圖(kn.m) 支撐鋼管變形圖(mm) 支撐鋼管剪力圖(kn) 經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到 最大彎矩 mmax=0.671kn.m 最大變形 vmax=1.55mm 最大支座力 q

8、max=9.139kn 抗彎計算強度 f=0.67106/5080.0=132.18n/mm2 支撐鋼管的抗彎計算強度小于205.0n/mm2,滿足要求! 支撐鋼管的最大撓度小于900.0/150與10mm,滿足要求! 四、扣件抗滑移的計算 縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5): r rc 其中 rc 扣件抗滑承載力設(shè)計值,取8.0kn； r 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值； 計算中r取最大支座反力，r=9.14kn 單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算不滿足要求,可以考慮采用雙扣件! 當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達40-65n.m時,試驗表明:單扣件在12k

9、n的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kn； 雙扣件在20kn的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kn。 五、立桿的穩(wěn)定性計算荷載標準值 作用于模板支架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。 1.靜荷載標準值包括以下內(nèi)容： (1)腳手架鋼管的自重(kn)： ng1 = 0.1162.700=0.313kn 鋼管的自重計算參照扣件式規(guī)范附錄a 雙排架自重標準值，設(shè)計人員可根據(jù)情況修改。 (2)模板的自重(kn)： ng2 = 0.3500.9000.900=0.283kn (3)鋼筋混凝土樓板自重(kn)： ng3 = 25.0000.1600.9000.900=3.240kn 經(jīng)計算得到，靜

10、荷載標準值 ng = ng1+ng2+ng3 = 3.837kn。 2.活荷載為施工荷載標準值與振倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。 經(jīng)計算得到，活荷載標準值 nq = (1.000+2.000)0.9000.900=2.430kn 3.不考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式 n = 1.2ng + 1.4nq 六、立桿的穩(wěn)定性計算 立桿的穩(wěn)定性計算公式 其中 n 立桿的軸心壓力設(shè)計值，n = 8.01kn； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 查表得到； i 計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 (cm)；i = 1.58 a 立桿凈截面面積 (cm2)； a = 4.89 w 立桿凈截面抵抗矩(cm3

11、)；w = 5.08 鋼管立桿抗壓強度計算值 (n/mm2)； f 鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值，f = 205.00n/mm2； l0 計算長度 (m)； 如果完全參照扣件式規(guī)范不考慮高支撐架，由公式(1)或(2)計算 l0 = k1uh (1) l0 = (h+2a) (2) k1 計算長度附加系數(shù)，按照表1取值為1.163； u 計算長度系數(shù)，參照扣件式規(guī)范表5.3.3；u = 1.70 a 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a = 0.10m； 公式(1)的計算結(jié)果： = 113.79n/mm2，立桿的穩(wěn)定性計算 f,滿足要求! 公式(2)的計算結(jié)果： = 39.17n/mm2，

12、立桿的穩(wěn)定性計算 f,滿足要求! 如果考慮到高支撐架的安全因素，適宜由公式(3)計算 l0 = k1k2(h+2a) (3) k2 計算長度附加系數(shù)，按照表2取值為1.000； 公式(3)的計算結(jié)果： = 51.13n/mm2，立桿的穩(wěn)定性計算 f,滿足要求! 模板承重架應(yīng)盡量利用剪力墻或柱作為連接連墻件，否則存在安全隱患。 表1 模板支架計算長度附加系數(shù) k1 步距 h(m) h0.9 0.9h1.2 1.2h1.5 1.5h2.1 k1 1.243 1.185 1.167 1.163 表2 模板支架計算長度附加系數(shù) k2 h(m) 4 6 8 10 12 14 16 18 20 25 30

13、 35 40 h+2a或u1h(m) 1.35 1.0 1.014 1.026 1.039 1.042 1.054 1.061 1.081 1.092 1.113 1.137 1.155 1.173 1.44 1.0 1.012 1.022 1.031 1.039 1.047 1.056 1.064 1.072 1.092 1.111 1.129 1.149 1.53 1.0 1.007 1.015 1.024 1.031 1.039 1.047 1.055 1.062 1.079 1.097 1.114 1.132 1.62 1.0 1.007 1.014 1.021 1.029 1.036

14、 1.043 1.051 1.056 1.074 1.090 1.106 1.123 1.80 1.0 1.007 1.014 1.020 1.026 1.033 1.040 1.046 1.052 1.067 1.081 1.096 1.111 1.92 1.0 1.007 1.012 1.018 1.024 1.030 1.035 1.042 1.048 1.062 1.076 1.090 1.104 2.04 1.0 1.007 1.012 1.018 1.022 1.029 1.035 1.039 1.044 1.060 1.073 1.087 1.101 2.25 1.0 1.007

15、 1.010 1.016 1.020 1.027 1.032 1.037 1.042 1.057 1.070 1.081 1.094 2.70 1.0 1.007 1.010 1.016 1.020 1.027 1.032 1.037 1.042 1.053 1.066 1.078 1.091 以上表參照 杜榮軍：扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計和使用安全 七、樓板模板高支撐架的構(gòu)造和施工要求工程經(jīng)驗 除了要遵守扣件架規(guī)范的相關(guān)要求外，還要考慮以下內(nèi)容 1.模板支架的構(gòu)造要求： a.梁板模板高支撐架可以根據(jù)設(shè)計荷載采用單立桿或雙立桿； b.立桿之間必須按步距滿設(shè)雙向水平桿，確保兩方向足夠的設(shè)計剛度；

16、 c.梁和樓板荷載相差較大時，可以采用不同的立桿間距，但只宜在一個方向變距、而另一個方向不變。 2.立桿步距的設(shè)計： a.當(dāng)架體構(gòu)造荷載在立桿不同高度軸力變化不大時，可以采用等步距設(shè)置； b.當(dāng)中部有加強層或支架很高，軸力沿高度分布變化較大，可采用下小上大的變步距設(shè)置，但變化不要過多； c.高支撐架步距以0.9-1.5m為宜，不宜超過1.5m。 3.整體性構(gòu)造層的設(shè)計： a.當(dāng)支撐架高度20m或橫向高寬比6時，需要設(shè)置整體性單或雙水平加強層； b.單水平加強層可以每4-6米沿水平結(jié)構(gòu)層設(shè)置水平斜桿或剪刀撐，且須與立桿連接，設(shè)置斜桿層數(shù)要大于水平框格總數(shù)的1/3； c.雙水平加強層在支撐架的頂部

17、和中部每隔10-15m設(shè)置，四周和中部每10-15m設(shè)豎向斜桿，使其具有較大剛度和變形約束的空間結(jié)構(gòu)層； d.在任何情況下，高支撐架的頂部和底部（掃地桿的設(shè)置層）必須設(shè)水平加強層。 4.剪刀撐的設(shè)計： a.沿支架四周外立面應(yīng)滿足立面滿設(shè)剪刀撐； b.中部可根據(jù)需要并依構(gòu)架框格的大小，每隔10-15m設(shè)置。 5.頂部支撐點的設(shè)計： a.最好在立桿頂部設(shè)置支托板，其距離支架頂層橫桿的高度不宜大于400mm； b.頂部支撐點位于頂層橫桿時，應(yīng)靠近立桿，且不宜大于200mm； c.支撐橫桿與立桿的連接扣件應(yīng)進行抗滑驗算，當(dāng)設(shè)計荷載n12kn時，可用雙扣件；大于12kn時應(yīng)用頂托方式。 6.支撐架搭設(shè)的要求： a.嚴格按照設(shè)計尺寸搭設(shè)，立桿和水平桿的接頭均應(yīng)錯開在不同的框格層中設(shè)