培训中心10米扣件钢管楼板、梁模板高支架计算书

'【一】、编制依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中国建筑工业出版社；《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中国建筑工业出版社；《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）中国建筑工业出版社；【二】、工程概况工程名称：南京市鼓楼医院仙林国际医院项目二期工程培训中心工程业主：南京仙林鼓楼医院投资管理有限公司设计单位：东南大学建筑设计研究院工程建设地点：南京市栖霞区仙林大学城仙鹤片区结构体系：采用现浇钢筋混凝土框架结构体系。建筑规模：本工程建筑面积为10811㎡地上四层；周边环境：本工程南京市栖霞区仙林大学城仙鹤片区地处，北为灵山北路。局部高排架、高支模；高8.5m～10m,；梁；300×650、400×950、板厚120㎜；【三】、方案选择1、模板及其支架的结构设计，力求做到结构要安全可靠，造价经济合理。2、在规定的条件下和规定的使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性。3、选用材料时，力求做到常见通用、可周转利用，便于保养维修。4、结构选型时，力求做到受力明确，构造措施到位，升降搭拆方便，便于检查验收；5、综合以上几点，模板及模板支架的搭设，还必须符合省文明标化工地的有关标准。6、结合以上模板及模板支架设计原则，同时结合本工程的实际情况，综合考虑了以往的施工经验。【四】培训中心扣件钢管楼板模板高支架计算书楼板模板的计算参照《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)、《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)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《组合钢模板技术规范》(GB50214-2001)、《木结构设计规范》(GB50005━2003)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)等编制。本支架计算公式(1)(2)参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。梁；300×650、400×950、楼板厚120模板支架搭设高度为8.5米～10.0米，搭设尺寸为：立杆的纵距b=1.00米，立杆的横距l=1.20米，立杆的步距h=1.50米。第24页共24页 图1楼板支撑架立面简图图2楼板支撑架荷载计算单元采用的钢管类型为48×3.0。一、模板面板计算依据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008,5.2面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照简支梁计算。使用模板类型为：胶合板。(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.100×0.120×1.000=3.012kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12=0.350×1.000=0.350kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：q13=2.500×1.000=2.500kN/m均布线荷载标准值为：q=25.100×0.120×1.000+0.350×1.000=3.362kN/m均布线荷载设计值为：按可变荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.2×(3.012+0.350)+1.4×2.500]=6.781kN/m按永久荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.35×(3.012+0.350)+1.4×0.7×2.500]=6.290kN/m根据以上两者比较应取q1=6.781kN/m作为设计依据。第24页共24页 集中荷载设计值：模板自重线荷载设计值q2=0.9×1.2×0.350×1.000=0.378kN/m跨中集中荷载设计值P=0.9×1.4×2.500=3.150kN面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:W=100.00×1.80×1.80/6=54.00cm3；I=100.00×1.80×1.80×1.80/12=48.60cm4；(1)抗弯强度计算施工荷载为均布线荷载：M1=0.125q1l2=0.125×6.781×0.3002=0.076kN.m施工荷载为集中荷载：M2=0.125q2l2+0.25Pl=0.125×0.378×0.3002+0.25×3.150×0.300=0.241kN.mM2>M1，故应采用M2验算抗弯强度。σ=M/W<[f]其中σ——面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；　　M——面板的最大弯距(N.mm)；　　W——面板的净截面抵抗矩；[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；经计算得到面板抗弯强度计算值σ=0.241×1000×1000/54000=4.454N/mm2面板的抗弯强度验算σ<[f],满足要求!(2)挠度计算验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值，故采用均布线荷载标准值为设计值。v=5ql4/384EI<[v]=l/250面板最大挠度计算值v=5×3.362×3004/(384×9500×486000)=0.077mm面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!二、纵向支撑钢管的计算纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为截面抵抗矩W=4.49cm3；截面惯性矩I=10.78cm4；1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.100×0.120×0.300=0.904kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12=0.350×0.300=0.105kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：q13=2.500×0.300=0.750kN/m均布线荷载标准值为：q=25.100×0.120×0.300+0.350×0.300=1.009kN/m均布线荷载设计值为：按可变荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.2×(0.904+0.105)+1.4×0.750]=2.034kN/m按永久荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.35×(0.904+0.105)+1.4×0.7×0.750]=1.887kN/m根据以上两者比较应取q1=2.034kN/m作为设计依据。第24页共24页 集中荷载设计值：模板自重线荷载设计值q2=0.9×1.2×0.350×0.300=0.113kN/m跨中集中荷载设计值P=0.9×1.4×2.500=3.150kN按照三跨连续梁计算，计算过程如下:(1)抗弯强度计算施工荷载为均布线荷载：M1=0.100q1l2=0.100×2.034×1.2002=0.293kN.m施工荷载为集中荷载：M2=0.100q2l2+0.175Pl=0.100×0.113×1.2002+0.175×3.150×1.200=0.678kN.mM2>M1，故应采用M2验算抗弯强度。σ=M/W<[f]其中σ——纵向钢管的抗弯强度计算值(N/mm2)；　　M——纵向钢管的最大弯距(N.mm)；　　W——纵向钢管的净截面抵抗矩；[f]——纵向钢管的抗弯强度设计值，取205N/mm2；经计算得到纵向钢管抗弯强度计算值σ=0.678×1000×1000/4490=150.964N/mm2纵向钢管的抗弯强度验算σ<[f],满足要求!(2)挠度计算v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250纵向钢管最大挠度计算值v=0.677×1.009×12004/(100×206000×107800)=0.638mm纵向钢管的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!(3)最大支座力最大支座力N=1.10ql=1.10×2.034×1.200=2.685kN三、板底支撑钢管计算横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。集中荷载P取木方支撑传递力。支撑钢管计算简图第24页共24页 支撑钢管剪力图(kN)支撑钢管弯矩图(kN.m)经过连续梁的计算得到最大弯矩Mmax=0.904kN.m最大变形vmax=2.292mm最大支座力Qmax=9.765kN抗弯计算强度f=0.904×106/4490.0=201.30N/mm2支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求!四、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Rc=16×0.75=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16.0×0.75=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，R=9.77kN双扣件抗滑承载力的设计计算值R=9.77KNMmax=22.26所以第16天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。第3层以下的模板支撑可以拆除。八、模板的搭设要求:1、顶部支撑点的设计要求:a.设在模板支架立杆底部或顶部的可调底座或底托，其丝杆外径不得小于36mm，伸出长度不得超过200mm，顶托抗压承载力应同于底座；b.扣件式模板支架顶部支撑点与支架顶层横杆的距离不应大于400mm；碗扣式模板支架顶部支撑点与支架顶层横杆的距离不应大于500mm；2、模板支架的构造要求:a.当模板支架高度≥8m或高宽比≥4时，应采用刚性连墙件在水平加强层位置与建筑物结构可靠连接；b.立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接，禁止搭接；c.杆件接头应交错布置，两根相邻杆件接头不应设置在同步或同跨内，接头位置错开距离不应小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于纵距的1/3；d.搭接接头的搭接长度不应小于1ｍ，应采用不少于3个旋转扣件固定;c.纵向扫地杆必须连续设置，钢管中心距地面不得大于200mm，脚手架底部主节点处应设置横向扫地杆，其位置应在纵向扫地杆下方；d.模板支架应自成体系，严禁与其他脚手架进行连接。e.模板支架在安装过程中，必须设置防倾覆的临时固定设施。f.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；g.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；h.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。3、扣件安装应符合下列规定：a.螺栓拧紧力矩应控制在40～65N.m之间；b.主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm；c.对接扣件开口应朝上或朝内；第24页共24页 d.各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm；4、钢管扣件模板支架体系的剪刀撑应符合以下要求：a.模板支架四边与中间每隔4-6排立杆应设置一道竖向剪刀撑，由底至顶连续设置,如图所示：模板支架竖向剪刀撑布置示意图(b.高于4m的模板支架，其两端与中间每隔4-6排立杆从顶层开始向下每隔2-4步设置水平剪刀撑；c.模板支架高度≥8m或高宽比≥4时，顶部和底部（扫地杆的设置层）应设置水平加强层,底部和顶部加强层的间距≥16m时，每隔8~12m增设一道水平加强层；d.水平加强层做法：用水平斜杆以"之"字形将水平剪刀撑连接，水平斜杆宽度不小于3m,如图所示:模板支架水平加强层布置示意图5、高大模板工程执行建质[2004]213号《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》规定。第24页共24页 6、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。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。【五】培训中心梁模板扣件钢管高支撑架计算书梁模板的计算参照《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)、《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)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《组合钢模板技术规范》(GB50214-2001)、《木结构设计规范》(GB50005━2003)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)等编制。本支架计算公式(1)(2)参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。本支架计算公式(3)参照《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》，模板支架搭设高度为，高8.5m～10m,；梁；300×650、400×950、板厚120㎜；基本尺寸为：梁截面B×D=400mm×950mm，梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=0.70米，立杆的步距h=1.50米，梁底增加2道承重立杆。梁顶托采用双钢管:48×3.0。采用的钢管类型为48×3.0。一、模板面板计算使用模板类型为：胶合板。面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板按照简支梁计算。(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.500×0.950×0.400=9.690kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12=0.350×0.400×(2×0.950+0.400)/0.400=0.805kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：q13=2.500×0.400=1.000kN/m均布线荷载标准值为：q=25.500×0.950×0.400+0.350×0.400×(2×0.950+0.400)/0.400=10.495kN/m均布线荷载设计值为：按可变荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.2×(9.690+0.805)+1.4×1.000]=12.595kN/m按永久荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.35×(9.690+0.805)+1.4×0.7×1.000]=13.633kN/m根据以上两者比较应取q1=13.633kN/m作为设计依据。集中荷载设计值：第24页共24页 模板自重线荷载设计值q2=0.9×1.2×0.350×0.400×(2×0.950+0.400)/0.400=0.869kN/m跨中集中荷载设计值P=0.9×1.4×2.500=3.150kN面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:W=40.00×1.80×1.80/6=21.60cm3；I=40.00×1.80×1.80×1.80/12=19.44cm4；(1)抗弯强度计算施工荷载为均布线荷载：M1=0.125q1l2=0.125×13.633×0.3502=0.209kN.m施工荷载为集中荷载：M2=0.125q2l2+0.25Pl=0.125×0.869×0.3502+0.25×3.150×0.350=0.289kN.mM2>M1，故应采用M2验算抗弯强度。σ=M/W<[f]其中σ——面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；　　M——面板的最大弯距(N.mm)；　　W——面板的净截面抵抗矩；[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；经计算得到面板抗弯强度计算值σ=0.289×1000×1000/21600=13.377N/mm2面板的抗弯强度验算σ<[f],满足要求!(2)挠度计算v=5ql4/384EI<[v]=l/250验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值，故采用均布线荷载标准值q=10.495N/m为设计值。面板最大挠度计算值v=5×10.495×3504/(384×9500×194400)=1.110mm面板的最大挠度小于350.0/250,满足要求!二、梁底支撑木方的计算（一）梁底木方计算作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.500×0.950×0.350=8.479kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12=0.350×0.350×(2×0.950+0.400)/0.400=0.704kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：q13=2.500×0.350=0.875kN/m均布线荷载标准值为：q=25.500×0.950×0.350+0.350×0.350×(2×0.950+0.400)/0.400=9.183kN/m均布线荷载设计值为：按可变荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.2×(8.479+0.704)+1.4×0.875]=11.020kN/m按永久荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.35×(8.479+0.704)+1.4×0.7×0.875]=11.929kN/m根据以上两者比较应取q1=11.929kN/m作为设计依据。集中荷载设计值：模板自重线荷载设计值q2=0.9×1.2×0.350×0.350×(2×第24页共24页 0.950+0.400)/0.400=0.761kN/m跨中集中荷载设计值P=0.9×1.4×2.500=3.150kN方木的截面力学参数为本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:W=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3；I=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4；施工荷载为均布线荷载：方木计算简图方木剪力图(kN)方木弯矩图(kN.m)经过计算得到从左到右各支座力分别为N1=2.386kNN2=2.386kN经过计算得到最大弯矩M1=0.954kN.m经过计算得到最大支座F=2.386kN经过计算得到最大变形V=1.165mm第24页共24页 施工荷载为集中荷载：方木计算简图方木剪力图(kN)方木弯矩图(kN.m)经过计算最大弯矩M2=0.848kN.mM1>M2，故应采用M1验算抗弯强度。(1)方木抗弯强度计算抗弯计算强度f=0.954×106/166666.7=5.73N/mm2方木的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!(2)方木抗剪计算截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh<[T]截面抗剪强度计算值T=3×1.727×1000/(2×100×100)=0.358N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2方木的抗剪强度计算满足要求!第24页共24页 (3)方木挠度计算最大变形v=1.17mm方木的最大挠度小于1000.0/250,满足要求!（二）梁底顶托梁计算托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。集中荷载取木方的支座力P=2.386kN均布荷载取托梁的自重q=0.080kN/m。托梁计算简图托梁剪力图(kN)托梁弯矩图(kN.m)经过计算得到最大弯矩M=0.295kN.m经过计算得到最大支座F=5.191kN经过计算得到最大变形V=0.2mm顶托梁的截面力学参数为截面抵抗矩W=8.98cm3；截面惯性矩I=21.56cm4；第24页共24页 (1)顶托梁抗弯强度计算抗弯计算强度f=0.295×106/8980.0=32.85N/mm2顶托梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!(2)顶托梁挠度计算最大变形v=0.2mm顶托梁的最大挠度小于700.0/400,满足要求!三、扣件抗滑移的计算按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80该工程实际的旋转单扣件承载力取值为Rc=8×0.80=6.40kN。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8.0×0.80=6.40KN；　　R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。四、立杆的稳定性计算模板支架高度大于4m时，应按高度调整系数调降强度设计值:KH=1/(1+0.005(H-4))其中H:模板支架高度，立杆底座下皮至顶托上皮（或模板底水平杆上皮），以米计，但无量纲。经计算得到:KH=0.971调降后钢管立杆抗压强度设计值为[f1]=KH×[f]=0.971×205=199N/mm2立杆的稳定性计算公式其中N——立杆的轴心压力设计值，它包括：横杆的最大支座反力N1=5.19kN(已经包括组合系数1.4)脚手架钢管的自重N2=1.2×0.111×10.000=1.328kNN=5.191+1.328=6.519kN——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=l0/i查表得到；i——计算立杆的截面回转半径(cm)；i=1.60A——立杆净截面面积(cm2)；A=4.24W——立杆净截面抵抗矩(cm3)；W=4.49——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2)；[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=199.00N/mm2；l0——计算长度(m)；1.如果参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算l0=k1uh(1)l0=(h+2a)(2)k1:计算长度附加系数，按照表1取值为1.167；u:计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3取不利值u=1.80a:立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度a=0.30m；a.公式(1)的计算结果：λ=(1.80×1.50)×100/1.600=169<[λ]=210,满足要求!第24页共24页 立杆计算长度l0=k1uh=1.167×1.80×1.50=3.15l0/i=3150.900/16.000=197由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数=0.186钢管立杆受压应力计算值=82.75N/mm2，立杆的稳定性计算<[f1]=199.00N/mm2,满足要求!b.公式(2)的计算结果：λ=(1.50+2×0.30)×100/1.600=131<[λ]=210,满足要求!l0/i=2100.000/16.000=131由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数=0.391钢管立杆受压应力计算值=39.30N/mm2，立杆的稳定性计算<[f1]=199.00N/mm2,,满足要求!2.参考杜荣军《施工手册》公式(3)计算l0=k1k2(h+2a)(3)k2——计算长度附加系数，按照表2取值为1.016；a.公式(3)的计算结果：l0/i=156由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数=0.287钢管立杆受压应力计算值=53.51N/mm2，立杆的稳定性计算<[f]=205N/mm2,满足要求!模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。表1模板支架计算长度附加系数k1———————————————————————————————————步距h(m)h≤0.90.9