高支模內(nèi)架計算課案

板模板(扣件鋼管高架)計算書高支撐架的計算根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》（JGJ130-）、《混凝土構造設計規(guī)范》GB50010-、《建筑構造荷載規(guī)范》(GB50009-)、《鋼構造設計規(guī)范》(GB50017-)等規(guī)范編制。因本工程梁支架高度不不大于4米，根據(jù)有關文獻建議，如果僅按規(guī)范計算，架體安全性仍不能得到完全確保。為此計算中還參考了《施工技術》（3）：《扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全》中的部分內(nèi)容。一、參數(shù)信息:1.模板支架參數(shù)橫向間距或排距(m):0.80；縱距(m):0.80；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):9.78；采用的鋼管(mm):Φ48?.5；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(yǎng)狀況，扣件抗滑承載力系數(shù):0.80；2.荷載參數(shù)模板與木板自重(kN/m2):0.350；混凝土與鋼筋自重(kN/m3):25.000；施工均布荷載原則值(kN/m2):2.500；4.材料參數(shù)面板采用膠合面板，厚度為12mm；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):9500.000；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；5.樓板參數(shù)鋼筋級別:二級鋼HRB335(20MnSi)；樓板混凝土強度等級:C30；每層原則施工天數(shù):8；每平米樓板截面的鋼筋面積(mm2):654.500；樓板的計算長度(m):4.50；施工平均溫度(℃):18.000；樓板的計算寬度(m):4.00；樓板的計算厚度(mm):120.00；圖2樓板支撐架荷載計算單元二、模板面板計算:面板為受彎構件,需要驗算其抗彎強度和剛度，取單位寬度1m的面板作為計算單元面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：W=100?.22/6=24cm3；I=100?.23/12=14.4cm4；模板面板的按照三跨持續(xù)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=25?.12?+0.35?=3.35kN/m；(2)活荷載為施工人員及設備荷載(kN/m)：q2=2.5?=2.5kN/m；2、強度計算最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分派的彎矩和，計算公式以下:其中：q=1.2?.35+1.4?.5=7.52kN/m最大彎矩M=0.1?.52?.252=0.047kN穖；面板最大應力計算值σ=47000/24000=1.958N/mm2；面板的抗彎強度設計值[f]=13N/mm2；面板的最大應力計算值為1.958N/mm2不大于面板的抗彎強度設計值13N/mm2,滿足規(guī)定!3、撓度計算撓度計算公式為其中q=3.35kN/m面板最大撓度計算值v=0.677?.35?504/(100?500?4.4?04)=0.065mm；面板最大允許撓度[V]=250/250=1mm；面板的最大撓度計算值0.065mm不大于面板的最大允許撓度1mm,滿足規(guī)定!三、模板支撐方木的計算:方木按照兩跨持續(xù)梁計算，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=5?0?0/6=83.33cm3；I=5?0?0?0/12=416.67cm4；方木楞計算簡圖1.荷載的計算：(1)鋼筋混凝土板自重(kN/m)：q1=25?.25?.12=0.75kN/m；(2)模板的自重線荷載(kN/m):q2=0.35?.25=0.088kN/m；(3)活荷載為施工荷載原則值與振倒混凝土時產(chǎn)生的荷載(kN/m)：p1=2.5?.25=0.625kN/m；2.強度驗算:最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分派的彎矩和，計算公式以下:均布荷載q=1.2?(q1+q2)+1.4譸1=1.2?0.75+0.088)+1.4?.625=1.88kN/m；最大彎矩M=0.125ql2=0.125?.88?.82=0.15kN穖；方木最大應力計算值σ=M/W=0.15?06/83333.33=1.805N/mm2；方木的抗彎強度設計值[f]=13.000N/mm2；方木的最大應力計算值為1.805N/mm2不大于方木的抗彎強度設計值13N/mm2,滿足規(guī)定!3.抗剪驗算：截面抗剪強度必須滿足:τ=3V/2bhn<[τ]其中最大剪力:V=0.625?.88?.8=0.94kN；方木受剪應力計算值τ=3?.94?03/(2?0?00)=0.282N/mm2；方木抗剪強度設計值[τ]=1.4N/mm2；方木的受剪應力計算值0.282N/mm2不大于方木的抗剪強度設計值1.4N/mm2，滿足規(guī)定!4.撓度驗算:最大撓度考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分派的撓度和，計算公式以下:均布荷載q=q1+q2=0.838kN/m；最大撓度計算值ν=0.521?.838?004/(100?500?166666.667)=0.045mm；最大允許撓度[V]=800/250=3.2mm；方木的最大撓度計算值0.045mm不大于方木的最大允許撓度3.2mm,滿足規(guī)定!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持續(xù)梁計算；集中荷載P取縱向板底支撐傳遞力，P=1.88kN；支撐鋼管計算簡圖支撐鋼管計算彎矩圖(kN穖)支撐鋼管計算變形圖(mm)支撐鋼管計算剪力圖(kN)最大彎矩Mmax=0.506kN穖；最大變形Vmax=0.863mm；最大支座力Qmax=6.671kN；最大應力σ=505617.187/5080=99.531N/mm2；支撐鋼管的抗壓強度設計值[f]=205N/mm2；支撐鋼管的最大應力計算值99.531N/mm2不大于支撐鋼管的抗壓強度設計值205N/mm2,滿足規(guī)定!支撐鋼管的最大撓度為0.863mm不大于800/150與10mm,滿足規(guī)定!五、扣件抗滑移的計算:縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值R=6.671kN；R<12.80kN,因此雙扣件抗滑承載力的設計計算滿足規(guī)定!六、模板支架立桿荷載原則值(軸力):作用于模板支架的荷載涉及靜荷載和活荷載。1.靜荷載原則值涉及下列內(nèi)容：(1)腳手架的自重(kN)：NG1=0.138?.78=1.354kN；鋼管的自重計算參考《扣件式規(guī)范》附錄A。(2)模板的自重(kN)：NG2=0.35?.8?.8=0.224kN；(3)鋼筋混凝土樓板自重(kN)：NG3=25?.12?.8?.8=1.92kN；經(jīng)計算得到，靜荷載原則值NG=NG1+NG2+NG3=3.498kN；2.活荷載為施工荷載原則值與振倒混凝土時產(chǎn)生的荷載。經(jīng)計算得到，活荷載原則值NQ=(2.5+2)?.8?.8=2.88kN；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=8.229kN；七、立桿的穩(wěn)定性計算:立桿的穩(wěn)定性計算公式:其中N----立桿的軸心壓力設計值(kN)：N=8.229kN；φ----軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比lo/i查表得到；i----計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑(cm)：i=1.58cm；A----立桿凈截面面積(cm2)：A=4.89cm2；W----立桿凈截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08cm3；σ--------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]=205N/mm2；L0----計算長度(m)；如果完全參考《扣件式規(guī)范》，按下式計算l0=h+2ak1----計算長度附加系數(shù)，取值為1.155；u----計算長度系數(shù)，參考《扣件式規(guī)范》表5.3.3；u=1.7；a----立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a=0.1m；上式的計算成果：立桿計算長度L0=h+2a=1.5+0.1?=1.7m；L0/i=1700/15.8=108；由長細比Lo/i的成果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.53；鋼管立桿的最大應力計算值；σ=8229.062/（0.53?89）=31.752N/mm2；鋼管立桿的最大應力計算值σ=31.752N/mm2不大于鋼管立桿的抗壓強度設計值[f]=205N/mm2，滿足規(guī)定！如果考慮到高支撐架的安全因素，適宜由下式計算l0=k1k2(h+2a)k1--計算長度附加系數(shù)按照表1取值1.243；k2--計算長度附加系數(shù)，h+2a=1.7按照表2取值1.02；上式的計算成果：立桿計算長度Lo=k1k2(h+2a)=1.243?.02?1.5+0.1?)=2.155m；Lo/i=2155.362/15.8=136；由長細比Lo/i的成果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.367；鋼管立桿的最大應力計算值；σ=8229.062/（0.367?89）=45.854N/mm2；鋼管立桿的最大應力計算值σ=45.854N/mm2不大于鋼管立桿的抗壓強度設計值[f]=205N/mm2，滿足規(guī)定！模板承重架應盡量運用剪力墻或柱作為連接連墻件，否則存在安全隱患。以上表參考杜榮軍:《扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全》。八、梁和樓板模板高支撐架的構造和施工規(guī)定[工程經(jīng)驗]:除了要恪守《扣件架規(guī)范》的有關規(guī)定外，還要考慮下列內(nèi)容1.模板支架的構造規(guī)定：a.梁板模板高支撐架能夠根據(jù)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，能夠采用不同的立桿間距，但只宜在一種方向變距、而另一種方向不變。2.立桿步距的設計：a.當架體構造荷載在立桿不同高度軸力變化不大時，能夠采用等步距設立；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立，但變化不要過多；c.高支撐架步距以0.9--1.5m為宜，不適宜超出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，需要設立整體性單或雙水平加強層；b.單水平加強層能夠每4--6米沿水平構造層設立水平斜桿或剪刀撐，且須與立桿連接，設立斜桿層數(shù)要不不大于水平框格總數(shù)的1/3；c.雙水平加強層在支撐架的頂部和中部每隔10--15m設立，四周和中部每10--15m設豎向斜桿，使其含有較大剛度和變形約束的空間構造層；d.在任何狀況下，高支撐架的頂部和底部（掃地桿的設立層）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(jù)需要并依構架框格的大小，每隔10--15m設立。5.頂部支撐點的設計：a.最佳在立桿頂部設立支托板，其距離支架頂層橫桿的高度不適宜不不大于400mm；b.頂部支撐點位于頂層橫桿時，應靠近立桿，且不適宜不不大于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N≤12kN時，可用雙扣件；不不大于12kN時應用頂托方式。6.支撐架搭設的規(guī)定：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立；b.確保立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差不大于《扣件架規(guī)范》的規(guī)定；c.確保每個扣件和鋼管的質(zhì)量是滿足規(guī)定的，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(jīng)長久使用發(fā)生變形的；d.地基支座的設計要滿足承載力的規(guī)定。7.施工使用的規(guī)定：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，最佳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出設計荷載，對出現(xiàn)的超出最大荷載要有