浙江某梁模板扣件鋼管高支撐架計(jì)算書(shū)

浙江****大學(xué)圖書(shū)館工程梁模板扣件鋼管高支撐架計(jì)算書(shū)一、工程概況1、工程名稱：2、工程地址及規(guī)模、層次、結(jié)構(gòu)：浙師大圖書(shū)館工程經(jīng)省計(jì)委[2004]***號(hào)文件批準(zhǔn)，建筑工程施工許可證編號(hào)為****。本工程位于***校園內(nèi)，即校前廣場(chǎng)***側(cè)，市***大道以西，由浙江***投資建造，是一座功能完備，造型美觀實(shí)用的大樓。本工程位于浙江****新校區(qū)內(nèi)，由圖書(shū)館和報(bào)告廳二部分組成，其中7層圖書(shū)館設(shè)有一層地下室。本工程總建筑面積為40972.9m2，為二至七層框架結(jié)構(gòu)（部分框剪結(jié)構(gòu)），其中地上建筑面積為38283.9m2（圖書(shū)館35247.9m2，報(bào)告廳3036m2），地下室建筑面積2689m2。建筑物最高點(diǎn)為33.6米，圖書(shū)館標(biāo)準(zhǔn)層層高為4.8米。本工程屬一類建筑，耐火等級(jí)為一級(jí)，屋面防水等級(jí)為二級(jí)，地下室防水等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年?！?.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高67.2米，室內(nèi)外高差0.6米。3、建設(shè)、勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、質(zhì)檢、安檢等參與建設(shè)工程單位：建設(shè)單位：勘察單位：設(shè)計(jì)單位：施工單位：監(jiān)理單位：質(zhì)監(jiān)單位：安監(jiān)單位：4、正式開(kāi)工日期：2004年12月7日。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）。因?yàn)楸竟こ讨＜艿母叨瘸^(guò)8M，根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行型鋼支撐。本工程采用型鋼和鋼管腳手架的結(jié)合做為承重體系的方案方案進(jìn)行施工。型鋼，鋼管采用鋼管類型為48×3.5的鋼管，鋼管間距為500×500見(jiàn)方，立桿的步距h=1.50米本方案處采用規(guī)范的計(jì)算之外，又參照《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》相關(guān)理論進(jìn)行多方論證計(jì)算。相關(guān)參數(shù)如下：模板支架搭設(shè)高度為28.0米，基本尺寸為：梁截面B×D=840mm×630mm，梁支撐立桿的橫距(跨度方向)l=0.50米，立桿的步距h=1.50米，梁底增加2道承重立桿。圖1梁模板支撐架立面簡(jiǎn)圖采用的鋼管類型為48×3.5。二、模板面板計(jì)算面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和剛度。模板面板的按照多跨連續(xù)梁計(jì)算。作用荷載包括梁與模板自重荷載，施工活荷載等。1.荷載的計(jì)算：(1)鋼筋混凝土梁自重(kN/m)：q1=25.000×0.630×0.500=7.875kN/m(2)模板的自重線荷載(kN/m)：q2=0.350×0.500×(2×0.630+0.840)/0.840=0.438kN/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=(1.000+1.000)×0.840×0.500=0.840kN均布荷載q=1.2×7.875+1.2×0.438=9.975kN/m集中荷載P=1.4×0.840=1.176kN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=50.00×1.80×1.80/6=27.00cm3；I=50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4；計(jì)算簡(jiǎn)圖彎矩圖(kN.m)剪力圖(kN)變形圖(mm)經(jīng)過(guò)計(jì)算得到從左到右各支座力分別為N1=1.029kNN2=3.749kNN3=3.748kNN4=1.029kN最大彎矩最大變形V=0.2mm(1)抗彎強(qiáng)度計(jì)算經(jīng)計(jì)算得到面板抗彎強(qiáng)度計(jì)算值f=0.102×1000×1000/27000=3.778N/mm2面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]，取15.00N/mm2；面板的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算f<[f],滿足要求!(2)抗剪計(jì)算截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值T=3×1984.0/(2×500.000×18.000)=0.331N/mm2截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[T]=1.40N/mm2抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算T<[T]，滿足要求!(3)撓度計(jì)算面板最大撓度計(jì)算值v=0.212mm面板的最大撓度小于280.0/250,滿足要求!三、梁底支撐木方的計(jì)算（一）梁底木方計(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和，計(jì)算公式如下:均布荷載q=3.749/0.500=7.497kN/m最大彎矩M=0.1ql2=0.1×7.50×0.50×最大剪力Q=0.6×0.500×7.497=2.249kN最大支座力N=1.1×0.500×7.497=4.123kN木方的截面力學(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=6.00×8.00×8.00/6=64.00cm3；I=6.00×8.00×8.00×8.00/12=256.00cm4；(1)木方抗彎強(qiáng)度計(jì)算抗彎計(jì)算強(qiáng)度f(wàn)=0.187×106/64000.0=2.93N/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=3×2249/(2×60×80)=0.703N/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=0.677×6.248×500.04/(100×9500.00×2560000.0)=0.109mm木方的最大撓度小于500.0/250,滿足要求!四、梁底支撐鋼管計(jì)算(一)梁底支撐橫向鋼管計(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。支撐鋼管計(jì)算簡(jiǎn)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(guò)連續(xù)梁的計(jì)算得到最大彎矩最大變形vmax=0.057mm最大支座力Qmax=4.240kN抗彎計(jì)算強(qiáng)度f(wàn)=0.097×106/5080.0=19.04N/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460.0/150與10mm,滿足要求!(二)梁底支撐縱向鋼管計(jì)算梁底支撐縱向鋼管只起構(gòu)造作用，無(wú)需要計(jì)算。五、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5.2.5):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=4.24kN單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!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；六、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，它包括：橫桿的最大支座反力N1=4.24kN(已經(jīng)包括組合系數(shù)1.4)腳手架鋼管的自重N2=1.2×0.129×28.000=4.338kNN=4.240+4.338=8.578kN——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=1.58A——立桿凈截面面積(cm2)；A=4.89W——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)(2)k1——計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，按照表1取值為1.185；u——計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，參照《扣件式規(guī)范》表；u=1.70a——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=0.30m；公式(1)的計(jì)算結(jié)果：=89.00N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算<[f],滿足要求!公式(2)的計(jì)算結(jié)果：=45.39N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計(jì)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(jì)算l0=k1k2(h+2a)(3)k2——計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，按照表2取值為1.070；公式(3)的計(jì)算結(jié)果：=69.92N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計(jì)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(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)k1———————————————————————————————————————步距h(m)h≤0.90.9<h≤1.21.2<h≤1.51.5<h≤2.1k11.1631.1671.1851.243———————————————————————————————————————表2模板支架計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)k2—————————————————————————————————————————————H(m)46810121416182025303540h+2a或u1h(m)1.351.01.0141.0261.0391.0421.0541.0611.0811.0921.1131.1371.1551.1731.4441..01..0121.02221.003111.0391.04471..0561.06441.007211.0921.11111..1291.14991.5531..01..0071.01551.002411.0311.03391..0471.05551.006211.0791.09971..1141.13221.6621..01..0071.01441.002111.0291.03361..0431.05111.005611.0741.09901..1061.12331.8801..01..0071.01441.002011.0261.03331..0401.04661.005211.0671.08811..0961.11111.9921..01..0071.01221.001811.0241.03301..0351.04221.004811.0621.07761..0901.10442.0041..01..0071.01221.001811.0221.02291..0351.03991.004411.0601.07731..0871.10112.2251..01..0071.01001.001611.0201.02271..0321.03771.004211.0571.07701..0811.09442.7701..01..0071.01001.001611.0201.02271..0321.03771.004211.0531.06661..0781.0911———————————————————————————————————————————————————————————以上表參照杜榮軍軍：《扣件式式鋼管模板高高支撐架設(shè)計(jì)計(jì)和使用安全全》七、梁模板高支撐撐架的構(gòu)造和和施工要求[[工程經(jīng)驗(yàn)]除了要遵守《扣件件架規(guī)范》的的相關(guān)要求外外，還要考慮慮以下內(nèi)容1.模板板支架的構(gòu)造造要求：a..梁板模板高高支撐架可以以根據(jù)設(shè)計(jì)荷荷載采用單立立桿或雙立桿桿；b..立桿之間必必須按步距滿滿設(shè)雙向水平平桿，確保兩兩方向足夠的的設(shè)計(jì)剛度；；c..梁和樓板荷荷載相差較大大時(shí)，可以采采用不同的立立桿間距，但但只宜在一個(gè)個(gè)方向變距、而而另一個(gè)方向向不變。2.立桿桿步距的設(shè)計(jì)計(jì)：a..當(dāng)架體構(gòu)造造荷載在立桿桿不同高度軸軸力變化不大大時(shí)，可以采采用等步距設(shè)設(shè)置；b..當(dāng)中部有加加強(qiáng)層或支架架很高，軸力力沿高度分布布變化較大，可可采用下小上上大的變步距距設(shè)置，但變變化不要過(guò)多多；c..高支撐架步步距以為宜，不不宜超過(guò)1..5m。3.整體體性構(gòu)造層的的設(shè)計(jì)：a..當(dāng)支撐架高高度≥20m或橫向向高寬比≥6時(shí)，需要設(shè)設(shè)置整體性單單或雙水平加加強(qiáng)層；b..單水平加強(qiáng)強(qiáng)層可以每44--6米沿沿水平結(jié)構(gòu)層層設(shè)置水平斜斜桿或剪刀撐撐，且須與立立桿連接，設(shè)設(shè)置斜桿層數(shù)數(shù)要大于水平平框格總數(shù)的的1/3；c..雙水平加強(qiáng)強(qiáng)層在支撐架架的頂部和中中部每隔100--15mm設(shè)置，四周周和中部每110--155m設(shè)豎向斜斜桿，使其具具有較大剛度度和變形約束束的空間結(jié)構(gòu)構(gòu)層；d..在任何情況況下，高支撐撐架的頂部和和底部（掃地地桿的設(shè)置層層）必須設(shè)水水平加強(qiáng)層。4.剪刀刀撐的設(shè)計(jì)：：