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1、板模板(扣件鋼管高架)計算書江蘇順泰包裝印刷科技有限公司廠房工程 ；工程建設地點淮安市深圳路、飛耀路口；屬于框架結構；地上局部兩層；建筑高度9.612m;總建筑面積：12166平方米；總工期：131天。本工程由江蘇順泰包裝印刷科技有限公司投資建設，東南大學設計研究院設計，淮安淮工監理，南通五建組織施工；由朱葉軍擔任項目經理。高支撐架的計算依據建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范（JGJ130-2001）、混凝土結構設計規范GB50010-2002、建筑結構荷載規范(GB 50009-2001)、鋼結構設計規范(GB 50017-2003)等規范編制。因本工程模板支架高度大于4米，根據有關文獻建2、議，如果僅按規范計算，架體安全性仍不能得到完全保證。為此計算中還參考了施工技術2002（3）：扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全中的部分內容。一、參數信息:1.模板支架參數橫向間距或排距(m):1.00；縱距(m):1.20；步距(m):1.50；立桿上端伸出至模板支撐點長度(m):0.10；模板支架搭設高度(m):8.90；采用的鋼管(mm):483.0 ；板底支撐連接方式:方木支撐；立桿承重連接方式:雙扣件，考慮扣件的保養情況，扣件抗滑承載力系數:0.80；2.荷載參數模板與木板自重(kN/m2):0.350；混凝土與鋼筋自重(kN/m3):25.000；施工均布荷載標準值(kN/m2)3、:2.500；3.材料參數面板采用膠合面板，厚度為16mm；板底支撐采用方木；面板彈性模量E(N/mm2):9500；面板抗彎強度設計值(N/mm2):13；木方抗剪強度設計值(N/mm2):1.400；木方的間隔距離(mm):250.000；木方彈性模量E(N/mm2):9000.000；木方抗彎強度設計值(N/mm2):13.000；木方的截面寬度(mm):50.00；木方的截面高度(mm):100.00；4.樓板參數樓板的計算厚度(mm):110.00； 圖2 樓板支撐架荷載計算單元二、模板面板計算:模板面板為受彎構件,按三跨連續梁對面板進行驗算其抗彎強度和剛度模板面板的截面慣性矩I和截4、面抵抗矩W分別為：W = 1201.62/6 = 51.2 cm3；I = 1201.63/12 = 40.96 cm4；模板面板的按照三跨連續梁計算。 面板計算簡圖1、荷載計算(1)靜荷載為鋼筋混凝土樓板和模板面板的自重(kN/m)：q1 = 250.111.2+0.351.2 = 3.72 kN/m；(2)活荷載為施工人員及設備荷載(kN/m)：q2 = 2.51.2= 3 kN/m；2、強度計算計算公式如下:M=0.1ql2其中：q=1.23.72+1.43= 8.664kN/m最大彎矩 M=0.18.6642502= 54150 kNm；面板最大應力計算值 =M/W= 54150/515、200 = 1.058 N/mm2；面板的抗彎強度設計值 f=13 N/mm2；面板的最大應力計算值為 1.058 N/mm2 小于面板的抗彎強度設計值 13 N/mm2,滿足要求!3、撓度計算撓度計算公式為=0.677ql4/(100EI)=l/250其中q =q1=3.72kN/m面板最大撓度計算值 = 0.6773.722504/(100950040.96104)=0.025 mm； 面板最大允許撓度 =250/ 250=1 mm；面板的最大撓度計算值 0.025 mm 小于 面板的最大允許撓度 1 mm,滿足要求!三、模板支撐方木的計算:方木按照三跨連續梁計算，截面慣性矩I和截面抵抗矩6、W分別為:W=bh2/6=51010/6 = 83.33 cm3；I=bh3/12=5101010/12 = 416.67 cm4； 方木楞計算簡圖1.荷載的計算：(1)靜荷載為鋼筋混凝土樓板和模板面板的自重(kN/m)：q1= 250.250.11+0.350.25 = 0.775 kN/m ；(2)活荷載為施工人員及設備荷載(kN/m)：q2 = 2.50.25 = 0.625 kN/m；2.強度驗算:計算公式如下:M=0.1ql2均布荷載 q = 1.2 q1 + 1.4 q2 = 1.20.775+1.40.625 = 1.805 kN/m；最大彎矩 M = 0.1ql2 = 0.117、.8051.22 = 0.26 kNm；方木最大應力計算值 = M /W = 0.26106/83333.33 = 3.119 N/mm2；方木的抗彎強度設計值 f=13.000 N/mm2；方木的最大應力計算值為 3.119 N/mm2 小于方木的抗彎強度設計值 13 N/mm2,滿足要求!3.抗剪驗算：截面抗剪強度必須滿足: = 3V/2bhn 其中最大剪力: V = 0.61.8051.2 = 1.3 kN；方木受剪應力計算值 = 3 1.3103/(2 50100) = 0.39 N/mm2；方木抗剪強度設計值 = 1.4 N/mm2；方木的受剪應力計算值 0.39 N/mm2 小于 8、方木的抗剪強度設計值 1.4 N/mm2，滿足要求!4.撓度驗算:計算公式如下:=0.677ql4/(100EI)=l/250均布荷載 q = q1 = 0.775 kN/m；最大撓度計算值 = 0.6770.77510004 /(10090004166666.667)= 0.14 mm；最大允許撓度 =1200/ 250=4.8 mm；方木的最大撓度計算值 0.14 mm 小于 方木的最大允許撓度 4.8 mm,滿足要求!四、木方支撐鋼管計算:支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續梁計算；集中荷載P取縱向板底支撐傳遞力，P1.805kN; 支撐鋼管計算簡圖 支撐鋼管計算彎矩圖(kNm) 支撐鋼9、管計算變形圖(mm) 支撐鋼管計算剪力圖(kN) 最大彎矩 Mmax = 0.677 kNm ；最大變形 Vmax = 2.149 mm ；最大支座力 Qmax = 7.897 kN ；最大應力 = 676983.289/4490 = 150.776 N/mm2；支撐鋼管的抗壓強度設計值 f=205 N/mm2；支撐鋼管的最大應力計算值 150.776 N/mm2 小于 支撐鋼管的抗壓強度設計值 205 N/mm2,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度為 2.149mm 小于 1200/150與10 mm,滿足要求!五、扣件抗滑移的計算:按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范培訓講座劉群主編，P9610、頁，雙扣件承載力設計值取16.00kN，扣件抗滑承載力系數0.80，該工程實際的雙扣件承載力取值為12.80kN ?？v向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值 R= 7.897 kN；R 12.80 kN,所以雙扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 六、模板支架立桿荷載設計值(軸力):作用于模板支架的荷載包括靜荷載和活荷載。1.靜荷載標準值包括以下內容：(1)腳手架的自重(kN)：NG1 = 0.1388.9 = 1.232 kN；鋼管的自重計算參照扣件式規范附錄A。(2)模板的自重(kN)：NG2 = 0.3511.2 = 0.42 kN；(3)鋼筋混凝土樓板自重(kN)：NG3 = 250.11、1111.2 = 3.3 kN；經計算得到，靜荷載標準值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.952 kN；2.活荷載為施工荷載標準值與振倒混凝土時產生的荷載。經計算得到，活荷載標準值 NQ = (2.5+2 ) 11.2 = 5.4 kN；3.不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算N = 1.2NG + 1.4NQ = 13.502 kN；七、立桿的穩定性計算:立桿的穩定性計算公式: =N/(A)f其中 N - 立桿的軸心壓力設計值(kN) ：N = 13.502 kN； - 軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 lo/i 查表得到； i - 計算立桿的截面回轉半徑(cm) ：i = 112、.59 cm； A - 立桿凈截面面積(cm2)：A = 4.24 cm2； W - 立桿凈截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=4.49 cm3； - 鋼管立桿最大應力計算值 (N/mm2)； f- 鋼管立桿抗壓強度設計值 ：f =205 N/mm2； L0- 計算長度 (m)；按下式計算: l0 = h+2a = 1.5+0.12 = 1.7 m； a - 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a = 0.1 m；l0/i = 1700 / 15.9 = 107 ；由長細比 Lo/i 的結果查表得到軸心受壓立桿的穩定系數= 0.537 ；鋼管立桿的最大應力計算值 ；=13502.11213、/（0.537424） = 59.301 N/mm2；鋼管立桿的最大應力計算值 = 59.301 N/mm2 小于 鋼管立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！如果考慮到高支撐架的安全因素，建議按下式計算l0 = k1k2(h+2a)= 1.1671.017(1.5+0.12) = 2.018 m；k1 - 計算長度附加系數按照表1取值1.167；k2 - 計算長度附加系數，h+2a = 1.7 按照表2取值1.017 ；Lo/i = 2017.626 / 15.9 = 127 ；由長細比 Lo/i 的結果查表得到軸心受壓立桿的穩定系數= 0.412 ；鋼管立桿的最大應力計14、算值 ；=13502.112/（0.412424） = 77.293 N/mm2；鋼管立桿的最大應力計算值 = 77.293 N/mm2 小于 鋼管立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！ 模板承重架應盡量利用剪力墻或柱作為連接連墻件，否則存在安全隱患。 以上表參照 杜榮軍: 扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全。八、立桿的地基承載力計算: 立桿基礎底面的平均壓力應滿足下式的要求 p fg 地基承載力設計值:fg = fgkkc = 1001=100 kpa； 其中，地基承載力標準值：fgk= 100 kpa ； 腳手架地基承載力調整系數：kc = 1 ； 立桿基礎底面的平15、均壓力：p = N/A =13.502/0.25=54.008 kpa ；其中，上部結構傳至基礎頂面的軸向力設計值 ：N = 13.502 kN；基礎底面面積 ：A = 0.25 m2 。p=54.008 fg=100 kpa 。地基承載力滿足要求！九、梁和樓板模板高支撐架的構造和施工要求工程經驗:除了要遵守扣件架規范的相關要求外，還要考慮以下內容1.模板支架的構造要求：a.梁板模板高支撐架可以根據設計荷載采用單立桿或雙立桿；b.立桿之間必須按步距滿設雙向水平桿，確保兩方向足夠的設計剛度；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16、設計：a.當架體構造荷載在立桿不同高度軸力變化不大時，可以采用等步距設置；b.當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.整體性構造層的設計：a.當支撐架高度20m或橫向高寬比6時，需要設置整體性單或雙水平加強層；b.單水平加強層可以每4-6米沿水平結構層設置水平斜桿或剪刀撐，且須與立桿連接，設置斜桿層數要大于水平框格總數的1/3；c.雙水平加強層在支撐架的頂部和中部每隔10-15m設置，四周和中部每10-15m設豎向斜桿，使其具有較大剛度和變形約束的空間結構層；d.在任何情況下，17、高支撐架的頂部和底部（掃地桿的設置層）必須設水平加強層。4.剪刀撐的設計：a.沿支架四周外立面應滿足立面滿設剪刀撐；b.中部可根據需要并依構架框格的大小，每隔10-15m設置。5.頂部支撐點的設計：a.最好在立桿頂部設置支托板，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，應靠近立桿，且不宜大于200mm；c.支撐橫桿與立桿的連接扣件應進行抗滑驗算，當設計荷載N12kN時，可用雙扣件；大于12kN時應用頂托方式。6.支撐架搭設的要求：a.嚴格按照設計尺寸搭設，立桿和水平桿的接頭均應錯開在不同的框格層中設置；b.確保立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差小于扣件架規范的要求；c.確保每個扣件和鋼管的質量是滿足要求的，每個扣件的擰緊力矩都要控制在45-60N.m，鋼管不能選用已經長期使用發生變形的； d.地基支座的設計要滿足承載力的要求。7.施工使用的要求：a.精心設計混凝土澆筑方案，確保模板支架施工過程中均衡受載，最好采用由中部向兩邊擴展的澆筑方式；b.嚴格控制實際施工荷載不超過設計荷載，對出現的超過最大荷載要有相應的控制措施，鋼筋等材料不能在支架上方堆放；c.澆筑過程中，派人檢查支架和支承情況，發現下沉、松動和變形情況及時解決。