高支撐架設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、中鐵四局會(huì)務(wù)中心工程高支撐架設(shè)計(jì)計(jì)算書編 號(hào)：版 本 號(hào)：受 控 號(hào)：修改狀態(tài)：有效狀態(tài)：中鐵四局集團(tuán)建筑工程有限公司中鐵四局會(huì)務(wù)中心工程項(xiàng)目經(jīng)理部2008年 1 月一、工程概況中鐵四局會(huì)務(wù)中心位于合肥市望江路96號(hào)中鐵四局機(jī)關(guān)大院內(nèi)，總建筑面積15477.6。地下1層，地上6層，總高度30.2m，檐口高度22.5m?；A(chǔ)形式為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。其中8軸-11軸的通道部位的模板支撐架最大搭設(shè)高度為12m。高支撐架的計(jì)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）。本方案還參照施工技術(shù)2002.3.扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計(jì)和使用安全。二 、高支撐

2、架模板設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)（1）采用的鋼管類型為48×3.5。（2）橫向間距最大1m，縱距最大1.05m，步距1.05m。最大搭設(shè)高度12m。（3）最大梁截面尺寸為：350mm×1000mm，立桿距大梁邊100mm，大梁底增設(shè)一道承重立桿。梁底橫向支承鋼管間距300mm。（4）沿8、9、10、11、B、C、D、E軸各設(shè)一道剪刀撐，B、C軸之間沿南北方向設(shè)剪力撐，間距3m，9、10軸之間沿南北方向通長(zhǎng)增設(shè)一道剪刀剪。（5）立桿平面、立面布置見(jiàn)下圖。模板支撐架平面圖模板支撐架立面簡(jiǎn)圖2、構(gòu)造措施、施工注意事項(xiàng)（1）鋼管、扣件的材質(zhì)合格方可使用。（2）立桿采用對(duì)接方式，相鄰立桿的接頭

3、位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置在不同的步距內(nèi)，錯(cuò)開(kāi)距離500，與相近的橫桿的距離不宜大于步距的三分之一。（3）橫桿采用對(duì)接方式，上下橫桿的接長(zhǎng)位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置在不同的立桿縱距內(nèi)，錯(cuò)開(kāi)距離500且避開(kāi)跨中，與相近的立桿的距離不宜大于縱距的三分之一。 （4）剪刀撐應(yīng)聯(lián)系3-4根立桿，斜桿與地面的夾角為45°60°。 （5）連墻件可按二步三跨設(shè)置，采用單桿適長(zhǎng)的橫向平桿緊貼結(jié)構(gòu)柱子、用短桿固定于柱側(cè)。（6）支撐設(shè)置通長(zhǎng)掃地桿用直角扣件與立桿相固定。（7）立桿下加設(shè)墊板，可采用槽鋼或5cm木板。（8）基坑北側(cè)回填土應(yīng)在架體搭設(shè)完成前施工完畢。（9）支撐架下的地下室頂板，底模不應(yīng)拆除，如果因施工需要拆

4、除，應(yīng)在拆除后回頂加固。（10）架體搭設(shè)前應(yīng)對(duì)作業(yè)班組進(jìn)行詳細(xì)交底，搭設(shè)過(guò)程中，加強(qiáng)檢查，確保各項(xiàng)構(gòu)造措施的落實(shí)。（11）砼澆筑時(shí)注意澆筑的順序和方向，嚴(yán)禁堆載過(guò)多。3、模板工程的其它要求同本工程模板工程施工方案三、計(jì)算書(A)參數(shù)信息1.腳手架參數(shù) 橫向間距或排距(m):1.0；縱距(m):1.2；步距(m):1.2； 立桿上端伸出至模板支撐點(diǎn)長(zhǎng)度(m):0.1；腳手架搭設(shè)高度(m):12； 采用的鋼管(mm):48×3.5 ； 48×3.5鋼管截面積A=4.89cm2 48×3.5鋼管截面模量W=5.08cm348×3.5鋼管回轉(zhuǎn)半徑i=1.58cm

5、Q235鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205 N/mm2扣件抗滑承載力系數(shù):0.80； 底支撐連接方式:方木支撐；2.荷載參數(shù) 模板與木板自重:0.35 kN/m2混凝土與鋼筋自重:25 kN/m3 樓板澆筑厚度:0.15 m傾倒混凝土荷載標(biāo)準(zhǔn)值:2 kN/m2 施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1 kN/m23.木方參數(shù)木方彈性模量E:9500N/mm2；木方抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:f=13 N/mm2；木方抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: T=1.3 N/mm2；木方的間隔距離:300 mm木方的截面寬度:80 mm木方的截面高度:100 mm木方的截面慣性矩I：I=8.000×10.000×10.000×10

6、.000/12 = 666.67 cm4木方的截面抵抗矩W：W=8.000×10.000×10.000/6 = 133.33 cm3(B)樓板模板支撐架計(jì)算（一）支撐木方的計(jì)算1、荷載計(jì)算(1)鋼筋混凝土板自重： q1=25×0.3×0.15=1.125 kN/m；(2)模板的自重線荷載: q2=0.35×0.3=0.105 kN/m ；(3)活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載(kN)： P=(1+2)×1.05×0.3=0.945kN2、計(jì)算簡(jiǎn)圖木方計(jì)算簡(jiǎn)圖3、強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為恒荷載與活荷載的計(jì)算值最不利

7、分配的彎矩和，計(jì)算如下:其中：均布荷載設(shè)計(jì)值 q=1.2×1.125+1.2×0.105=1.476kN/m 集中荷載設(shè)計(jì)值 P=1.4×0.945=1.323kN 最大彎矩 Mmax=1.323×1.05/4+1.476×1.05×1.05/8=0.551kN.m 最大支座力 N=1.323/2+1.476×1.05/2=1.436kN 截面應(yīng)力=M/W=0.551×106/133333.3=4.133 N/mm2<f=13N/mm2木方的計(jì)算強(qiáng)度小于抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值13N/mm2,滿足要求。4、抗剪計(jì)算最大

8、剪力: Q=ql/2+P/2=1.476×1.05/2+1.323/2=1.436kN 截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值:T=3Q/2bh =3×1436/(2×80×100)=0.269N/mm2<T=1.30N/mm2上式中,b木方的截面寬度； h木方的截面高度。 木方的抗剪強(qiáng)度計(jì)算滿足要求。5、撓度計(jì)算最大撓度考慮為恒荷載與活荷載的計(jì)算值最不利分配的撓度和。計(jì)算公式：其中：均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=1.125+0.105=1.23kN/m集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P=0.945kN最大變形 v=945×10503/(48×9500×66666

9、66.67) +5×1.23×10504/(384×9500×6666666.67)=0.667mm<v=1000/250木方的最大撓度小于1000/250,滿足要求。（二）木方支撐鋼管計(jì)算支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算。1、荷載計(jì)算集中荷載P取縱向板底支撐傳遞力。P=1.476×1.05+1.323=2.873kN2、計(jì)算簡(jiǎn)圖木方支撐鋼管計(jì)算簡(jiǎn)圖3、內(nèi)力計(jì)算根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖求得第一支座反力N1=2.2P，第二支座反力N2=3.3P。然后求得各截面的內(nèi)力及變形如下圖：彎矩圖(kN.m)剪力圖(kN)變形圖(mm)最大彎矩Mmax=

10、0.97KN.m最大變形 Vmax=0.019mm 最大支座力 Qmax=3.3×2.873=9.481kN 截面應(yīng)力=M/W=970000/5080=190.945N/mm2<f=205 N/mm2支撐鋼管的計(jì)算強(qiáng)度小于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205 N/mm2,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度小于300.0/150與10mm,滿足要求!（三）扣件抗滑移驗(yàn)算縱向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力可按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2001第條: R Rc其中 Rc扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)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(jì)值； 計(jì)算中R取最大支座

11、反力，R=N2=3.3P=3.3×2.873=9.481kN當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40-65N.m時(shí)，試驗(yàn)表明:單扣件在12kN的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取8.0kN。單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算不滿足要求,可以考慮采用雙扣件。雙扣件在20kN的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取12.0kN。（四）立桿的穩(wěn)定性計(jì)算1、荷載計(jì)算作用于模板支架的荷載包括恒荷載、活荷載和風(fēng)荷載。（1）靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：腳手架的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值： NG1=0.1489×12=1.787kN鋼管的自重計(jì)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附錄A 雙排架自重標(biāo)準(zhǔn)值。模板

12、的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值： NG2=0.35×1.0×1.05=0.368kN鋼筋混凝土樓板自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值：NG3=25×0.15×1.0×1.05=3.938kN經(jīng)計(jì)算得到，恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG=NG1+NG2+NG3=1.787+0.368+3.938=6.093kN。（2）活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ=(1+2)×1.0×1.05=3.15kN。（3）不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算N=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.093+1.4×3.15=11

13、.722kN2、計(jì)算單元樓板支撐架荷載計(jì)算單元3、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式: 其中 N 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值(kN) ：N=11.722kN； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 查表得到； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑(cm) ：i = 1.58 cm； A 立桿凈截面面積(cm2)：A = 4.89 cm2； W 立桿凈截面模量(cm3)：W=5.08 cm3； 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2)； f鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：f =205N/mm2； lo計(jì)算長(zhǎng)度 (m)；如果完全參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2001，由公式(1)或(2)計(jì)

14、算 lo=k1h (1) lo=(h+2a) (2)式中：k1 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取值為1.155； 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，參照扣件式規(guī)范表，u = 1.70； a 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度；a = 0.1 m； h 立桿步距公式(1)的計(jì)算結(jié)果： 立桿計(jì)算長(zhǎng)度: Lo=k1uh=1.155×1.7×1.2=2.356 m Lo/i=2356/ 15.8=149.114 由長(zhǎng)細(xì)比Lo/i的結(jié)果查扣件式規(guī)范附錄C表C得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)=0.312。鋼管立桿抗壓強(qiáng)度計(jì)算值：=13088/（0.312×489）=85.785 N/mm2<f=2

15、05 N/mm2立桿穩(wěn)定性滿足要求。公式(2)的計(jì)算結(jié)果： 立桿計(jì)算長(zhǎng)度 Lo=h+2a=1.2+0.1×2=1.4m Lo/i=1400/15.8=88.608 由長(zhǎng)細(xì)比 Lo/i的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)=0.667 ；鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值:=13088/（0.667×489）=40.127N/mm2<f=205 N/mm2 立桿穩(wěn)定性滿足要求。 考慮到高支撐架的安全因素，適宜由公式(3)計(jì)算 lo=k1k2(h+2a) (3) k1計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)按照“杜榮軍:扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計(jì)和使用安全表1”取值1.185； k2計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，h+2a

16、=1.4按照“杜榮軍:扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計(jì)和使用安全表2”取值1.040 ；公式(3)的計(jì)算結(jié)果： 立桿計(jì)算長(zhǎng)度 Lo=k1k2(h+2a)=1.185×1.04×(1.2+0.1×2)=0.88 m Lo/i=880/15.8=55.7 由長(zhǎng)細(xì)比 Lo/i的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)=0.832。鋼管立桿抗壓強(qiáng)度計(jì)算值：=13088/（0.832×489）=32.169N/mm2<f=205 N/mm2立桿穩(wěn)定性滿足要求。 (C)梁模板支撐架計(jì)算(一)梁底支撐木方的計(jì)算 1、荷載計(jì)算(1)鋼筋混凝土梁自重(kN/m)：q1=25&#

17、215;1×0.175=4.375kN/m(2)模板的自重線荷載(kN/m)： q2=0.350×0.175×(2×1+0.35)/0.35=0.411kN/m(3)活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載(kN)：經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P1=(1+2)×0.3×0.175=0.158kN 均布荷載 q=1.2×4.375+1.2×0.411=5.743kN/m 集中荷載 P=1.4×0.158=0.221kN2、內(nèi)力計(jì)算 按照三跨連續(xù)梁計(jì)算，最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩

18、和，計(jì)算公式如下: 均布荷載 q=5.743+0.221/0.175=7.006kN/m 最大彎矩 M=0.1ql2=0.1×7.006×0.3×0.3=0.063kN.m (1)木方抗彎強(qiáng)度計(jì)算 抗彎計(jì)算強(qiáng)度 =M/W=0.063×106/133333.3=0.473N/mm2 木方的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于13.0N/mm2,滿足要求! (2)木方抗剪計(jì)算最大剪力的計(jì)算公式如下:Q=0.6ql=0.6×5.743×0.3=1.004kN 截面抗剪強(qiáng)度必須滿足:T=3Q/2bh < T 截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值 T=3×1004/

19、(2×80×100)=0.188N/mm2 截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 T=1.30N/mm2 木方的抗剪強(qiáng)度計(jì)算滿足要求! (3)木方撓度計(jì)算 最大變形 v=0.677×5.838×3004/(100×9500.00×6666666.67)=0.005mm 木方的最大撓度小于300/250,滿足要求!(二) 梁底橫向支撐鋼管計(jì)算 橫向支撐鋼管按照集中荷載作用下的連續(xù)梁計(jì)算。集中荷載P取木方支撐傳遞力。P=7.006×0.3=2.102kN 支撐鋼管計(jì)算簡(jiǎn)圖 支撐鋼管彎矩圖(kN.m) 支撐鋼管剪力圖(kN)支撐鋼管變形圖(mm)經(jīng)

20、過(guò)連續(xù)梁的計(jì)算得到 最大彎矩 Mmax=0.1kN.m 最大變形 vmax=0.013mm 最大支座力 Qmax=2.2kN 抗彎計(jì)算強(qiáng)度=M/W=0.1×106/5080=19.685N/mm2 支撐鋼管的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求! 支撐鋼管的最大撓度小于300/150與10mm,滿足要求!(三) 梁底縱向支撐鋼管計(jì)算縱向支撐鋼管按照集中荷載作用下的連續(xù)梁計(jì)算。集中荷載P取橫向支撐鋼管傳遞力。支撐鋼管計(jì)算簡(jiǎn)圖支撐鋼管彎矩圖(kN.m)支撐鋼管剪力圖(kN)支撐鋼管變形圖(mm)經(jīng)過(guò)連續(xù)梁的計(jì)算得到 最大彎矩 Mmax=0.74kN.m 最大變形 vmax=0.

21、014mm 最大支座力 Qmax=8.0kN 抗彎計(jì)算強(qiáng)度=M/W=0.74×106/5080=145.669N/mm2 支撐鋼管的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求! 支撐鋼管的最大撓度小于750.0/150與10mm,滿足要求!（四）扣件抗滑移的計(jì)算縱向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范):R Rc 其中 Rc扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)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(jì)值；計(jì)算中R取最大支座反力，R=8.0kN 單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求,但為安全考慮,應(yīng)該采用雙扣件! （五）立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式

22、 其中 N 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，它包括： 橫桿的最大支座反力 N1=8kN (已經(jīng)包括組合系數(shù)1.4) 腳手架鋼管的自重 N2=1.2×0.1489×12=2.144kN N=8+2.144=10.144kN 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i 查表得到； i 計(jì)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)；W = 5.08 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2)； f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f = 205.00N/mm2； l0 計(jì)算長(zhǎng)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(jì)算 l0 =k1uh (1) l0 =(h+2a)