陕西框剪结构高层机电工业厂房模板高支撑架施工方案(计算书)

'中国XX工业XXX所107#机电厂房模板高支撑架工程施工方案编制人：审核人：审批人：陕西XXX工程公司第二分公司2009年1月14日 模板高支撑架计算书一、参数信息:1.脚手架参数横向间距或排距(m):1.20；纵距(m):1.20；步距(m):1.50；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10；脚手架搭设高度(m):5.20；采用的钢管(mm):Φ48×3.5；扣件连接方式:双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:0.80；板底支撑连接方式:方木支撑；2.荷载参数模板与木板自重(kN/m2):0.350；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000；楼板浇筑厚度(m):0.110；施工均布荷载标准值(kN/m2):3.000；3.木方参数木方弹性模量E(N/mm2):9500.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000；木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.300；木方的间隔距离(mm):300.000；木方的截面宽度(mm):80.00；木方的截面高度(mm):100.00； 图2楼板支撑架荷载计算单元 二、模板支撑方木的计算:方木按照简支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=8.000×10.000×10.000/6=133.33cm3；I=8.000×10.000×10.000×10.000/12=666.67cm4；方木楞计算简图1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q1=25.000×0.300×0.110=0.825kN/m；(2)模板的自重线荷载(kN/m):q2=0.350×0.300=0.105kN/m；(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN)：p1=(1.000+2.000)×1.200×0.300=1.080kN；2.方木抗弯强度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下: 均布荷载q=1.2×(0.825+0.105)=1.116kN/m；集中荷载p=1.4×1.080=1.512kN；最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.512×1.200/4+1.116×1.2002/8=0.654kN.m；最大支座力N=P/2+ql/2=1.512/2+1.116×1.200/2=1.426kN；方木的最大应力值σ=M/w=0.654×106/133.333×103=4.909N/mm2；方木抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2；方木的最大应力计算值为4.909N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13.0N/mm2，满足要求!3.方木抗剪验算：最大剪力的计算公式如下:Q=ql/2+P/2截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh<[T]其中最大剪力:V=1.200×1.116/2+1.512/2=1.426kN；方木受剪应力计算值T=3×1425.600/(2×80.000×100.000)=0.267N/mm2；方木抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；方木受剪应力计算值为0.267N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.300N/mm2，满足要求! 4.方木挠度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:均布荷载q=q1+q2=0.825+0.105=0.930kN/m；集中荷载p=1.080kN；方木最大挠度计算值V=5×0.930×1200.0004/(384×9500.000×.67)+1080.000×1200.0003/(48×9500.000×.67)=1.010mm；方木最大允许挠度值[V]=1200.000/250=4.800mm；方木的最大挠度计算值1.010mm小于方木的最大允许挠度值4.800mm,满足要求!三、木方支撑钢管计算（内容为固定不变）:支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=1.926×1.000+1.260=3.186kN； 最大弯矩Mmax=0.765kN.m；最大变形Vmax=1.769mm；最大支座力Qmax=10.408kN；钢管最大应力σ=0.765×106/5080.000=150.557N/mm2；钢管抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2；支撑钢管的计算最大应力计算值150.557N/mm2小于钢管的抗压强度设计值205.000N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于900.000/150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0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。小横杆的自重标注值：P1=0.038×1.2/2×2=0.045KN大横杆的自重标注值：P1=0.038×1.2=0.045KN脚手板的自重标注值：P3=0.35×1.2×1.2/2=0.25KN栏杆与挡脚手板的自重标注值：P4=0.14×1.2=0.168KN活荷载标注值：Q=3×1.2×1.2/2=2.16KN荷载的设计值：R=1.2×(0.045+0.045+0.25+0.168)+1.4×2.16=3.63KNR<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、模板支架立杆荷载标准值(轴力)（内容为固定不变）:作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架的自重(kN)：NG1=0.129×6.000=0.775kN；钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。(2)模板的自重(kN)：NG2=0.350×0.900×1.000=0.315kN；(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=25.000×0.200×0.900×1.000=4.500kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.590kN；2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×0.900×1.000=2.700kN；3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算N=1.2NG+1.4NQ=10.488kN；六、立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式:其中N----立杆的轴心压力设计值(kN)：N=10.488kN；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=1.58cm；A----立杆净截面面积(cm2)：A=4.89cm2；W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08cm3；σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2)；[f]----钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205.000N/mm2；L0----计算长度(m)；如果完全参照《扣件式规范》，按下式计算l0=h+2ak1----计算长度附加系数，取值为1.155；u----计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.730；a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.100m；上式的计算结果：立杆计算长度L0=h+2a=1.500+0.100×2=1.700m；L0/i=1700.000/15.800=108.000；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=0.530；钢管立杆的最大应力计算值；σ=10488/（0.530×489.000）=40.49.3N/mm2； 钢管立杆的最大应力计算值σ=40.49N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2，满足要求！如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由下式计算l0=k1k2(h+2a)k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185；k2--计算长度附加系数，h+2a=1.700按照表2取值1.004；上式的计算结果：立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.185×1.004×(1.500+0.100×2)=2.023m；Lo/i=2022.558/15.800=128.000；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=0.406；钢管立杆的最大应力计算值；σ=10488/（0.406×489.000）=52.8N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值σ=52.8N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/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。 以上表参照杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。七、梁和楼板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。'