山东某高大模板支架计算书扣件式

******中学教学楼Q区高支模板支架计算书目录一、工程概况二、高支模板支架支设方式三、荷载计算（一）荷载标准值（二）荷载组合及其效应四、倾覆验算五、竖向承载力计算六、顶部支柱的强度验算七、水平方向强度验算八、剪刀撑计算立杆基础承载力验算时，应满足下式要求：Pk≤fa（-1）Pk=N/A（-2）式中Pk—相应于正常使用极限状态的标准组合，立杆基础底面处的平均压力值；N—相应于正常使用极限状态的标准组合，上部结构传到基础顶面处的竖向力值；A—基础底面面积；fa—地基承载力特征值。一、工程概况******教学楼位于******山顶，建筑面积38448.18m2，地上5层，局部有地下室，最高处38.28m，钢筋混凝土框架结构。Q区门廊位于教学楼正门，为框架结构，由两排框架结构组成，共7跨。轴线长89.6m，宽6m，设计地面标高-5.6m，框架梁顶部标高23.08m。柱纵向轴线间距为2×9.7m+4×9m+2×18.7m+16.2m，横向间距为6m。柱下独立柱基，底标高-7.3m。框架柱断面下部850mm×850mm，上部1.5m范围内为600mm×600mm；框架梁宽600mm，高1500mm，有通长线条；两排框架柱顶部设拉梁，拉梁宽600mm，高900mm。混凝土强度等级C30。二、高支模板支架支设方式高支模板的支设方式如附图所示，脚手架采用钢管扣件脚手架，模板采用竹胶合板木龙骨，现对该支设方式进行验算。三、荷载计算（竖向方向计算时取长度方向竖向剪刀撑间距3.6m为计算单元）（一）荷载标准值1恒荷载混凝土自重：0.99×25=24.75kN/m；模板自重：4×0.012×9=0.432kN/m；龙骨自重：20×0.1×0.07×7=0.98kN/m；脚手架重量（取长度方向3.6m计算）：水平杆：（2.3×6＋9.2×3＋3.6×11）×24=1944m；立杆：（11×3＋4×6）×27.13=1546m；水平剪刀撑：5.8×2×8=93m；竖向剪刀撑（纵）：（6.5×2＋5.1×2＋5.7×2）×3=103.8m；竖向剪刀撑（横）：12.3×6=73.8m；总计：3761m；查表.1得，钢管φ48×3.5重量为38.4N/m；3761×0.0384=144.42kN；扣件（取长度方向3.6m宽计算）：扣件总数：（11×3＋4×6）×24＋14×3×3＋11×6＋10×8=1640个；15N/个；1640×15=24600N=24.6kN；脚手架与扣件自重：144.42＋24.6=169.02kN；2活荷载（1）施工人员及设备：1×9=9kN/m；（2）风荷载：查附录表E-2，离石地区基本风压w0=0.45kN/m2；查附录表E-1，风压高度变化系数按B类考虑，μz=1.42；风荷载体型系数：μs（支架）=1.2nφ=1.2×（0.163×2＋0.115×1＋0.144×6＋0.096×1）=1.2×1.401=1.68；μs（梁）=1.1；模板结构总高度小于30m，风振系数βz=1；风荷载标准值：wk（支架）=0.7βzμsμzw0=0.7×1×1.68×1.42×0.45=0.75kN/m2；wk（梁）=0.7βzμsμzw0=0.7×1×1.1×1.42×0.45×2（梁的根数）=0.98kN/m2；（二）荷载组合及其效应1由可变荷载效应控制的组合（1）第一种：恒载与主要活载（风荷载）的组合，S=γGSGk+γQ1SQ1k，恒载分项系数取1.2，活载分项系数取1.4。恒载：G=1.2×［（24.75＋0.432＋0.98）×2×3.6＋169.02］=428.86kN；风荷载：支架：1.4×0.75×3.6×27.13=102.55kN；梁：1.4×0.98×1.5×3.6=7.41kN；风荷载引起支架底部的弯矩：M=102.55×13.57＋7.41×27.88=1598kN·m；弯矩线性分配斜率：k=M/（2∑ai2）=M/（2∑bi2）=1598/［2×（1.52＋2.42＋3.12＋3.82＋4.52）］=15.27；弯矩作用引起的计算单元最外列每根立杆的轴向力：Nai=kai/m=15.27×4.5/6=11.45kN；竖向力作用引起的计算单元内每根立杆的轴向力：NG=G/n=428.86/（8×3＋10×3）=7.94kN；n为计算单元受力立杆总数，不包括宽度方向中间立杆，因为此排立杆距离两侧梁较远。0弯矩与竖向力共同作用下最外侧立杆的轴向压力：N=Nai＋NG=11.45＋7.94=19.39kN；（2）第二种：恒载与所有活载的组合，S=γGSGk+0.9∑1nγQiSQik，恒载分项系数取1.2，活载分项系数取1.4。G=428.86＋0.9×1.4×9×3.6（施工人员荷载）=469.68kN；风荷载引起支架底部的弯矩：0.9×1598=1438.2kN·m；弯矩线性分配斜率：k=M/（2∑ai2）=M/（2∑bi2）=1438.2/［2×（1.52＋2.42＋3.12＋3.82＋4.52）］=13.75；弯矩作用引起的计算单元最外列每根立杆的轴向力：Nai=kai/m=13.75×4.5/6=10.31kN；竖向力作用引起的计算单元内每根立杆的轴向力：NG=G/n=469.68/（8×3＋10×3）=8.70kN；n为计算单元受力立杆总数，不包括宽度方向中间立杆，因为此排立杆距离两侧梁较远。弯矩与竖向力共同作用下最外侧立杆的轴向压力：N=Nai＋NG=10.31＋8.70=19.01kN；2由永久荷载效应控制的组合，S=γGSGk+∑1nγQiψciSQik，恒载分项系数取1.35，活载分项系数取1.4，风荷载组合系数取0.6，其他可变荷载组合系数取0.7。自重：G=1.35×［（24.75＋0.432＋0.98）×2×3.6＋169.02］=482.47kN；施工荷载：0.7×1.4×9×3.6=31.75kN；风荷载引起支架底部的弯矩：M=0.6×1598=959kN·m；弯矩线性分配斜率：k=M/（2∑ai2）=M/（2∑bi2）=959/［2×（1.52＋2.42＋3.12＋3.82＋4.52）］=9.17；弯矩作用引起的计算单元最外列每根立杆的轴向力：Nai=kai/m=9.17×4.5/6=6.88kN；竖向力作用引起的计算单元内每根立杆的轴向力：NG=G/n=（482.47＋31.75）/（8×3＋10×3）=9.52kN；n为计算单元受力立杆总数，不包括宽度方向中间立杆，因为此排立杆距离两侧梁较远。弯矩与竖向力共同作用下最外侧立杆的轴向压力：N=Nai＋NG=6.88＋9.52=16.4kN；结论：根据以上三种荷载组合情况看，第一种组合引起的轴向力最大，风荷载也最大，所以按第一种情况计算。四、倾覆验算（因混凝土自重对抗倾覆有利，所以按未浇筑混凝土时验算）计算简图如下所示：G=（0.432＋0.98）×2×3.6＋169.02=179.19kN；w（支架）=0.75×3.6×27.13=73.25kN；w（梁）=0.98×1.5×3.6=5.29kN；0.9Gb/（1.4w支架h支架+1.4w梁h梁）=0.9×179.19×4.5/（1.4×73.25×13.57+1.4×5.29×27.88）=0.45＜1.15；结论：抗倾覆不满足要求。五、立杆竖向承载力计算Nai=11.45＞NG=7.94；因出现轴向拉力，应重新分配。偏心矩：e=M/N=1598/428.86=3.73m；b=l/2－e=9/2-3.73=0.77m；ai=3b=2.31m；k=M/（∑ai2）=1598/（0.212＋0.912＋1.612＋2.312）=181.58；计算单元受压边最外列每根立杆的轴向力：Nai=kai/m=181.58×2.31/6=69.91kN；下部立杆计算长度l0=1.155×（h＋2a）=1.155×（1.2＋2×0.3）=2.08m；h为步距，a为扫地杆中心至地面的高度。查表.1得，钢管φ48×3.5回转半径为15.8mm；λ=l0/i=2.08×103/15.8=131.65；查表A-4φ=0.388；σ=N/（φA）=69.91×103/（0.388×489）=368.47N/mm2＞f=205N/mm2；结论：强度不满足要求。六、顶部立杆的强度验算梁长度方向取3.6m计算，单梁下三排总共18根立杆。只考虑竖向荷载，不考虑风荷载的作用。自重：G=1.2×［（24.75＋0.432＋0.98）×3.6］=428.86kN；施工荷载：1.4×1×1.4=1.96kN；每根立杆承受的竖向力：N=（428.86＋1.96）/18=23.93kN；计算长度：l0=1.155×（h＋2a）=1.155×（1.2＋2×0.3）=2.08m；h为步距，a为钢管支柱伸出顶层横向水平拉杆中心至模板支架支撑点的长度。查表.1得，钢管φ48×3.5回转半径为15.8mm；λ=l0/i=2.08×103/15.8=131.65；查表A-4φ=0.388；σ=N/（φA）=23.93×103/（0.388×489）=126.13N/mm2＜f=205N/mm2；结论：强度满足要求。七、水平方向强度验算因抗倾覆验算和考虑风荷载作用时的强度验算不满要求，改按支架在框架柱处为支座，进行水平方向强度验算。计算时只考虑水平方向荷载（风荷载）的作用，不考虑竖向荷载的作用。（一）计算支架高度中间处水平剪刀撑，计算单元取水平剪刀撑上下各一半剪刀撑间距，高度为3.6m，柱距取9m，如下图所示：荷载计算：q=1.4×ｗk（支架）×b=1.4×0.75×3.6=3.78kN/m；Mmax=ql2/10=3.78×92/10=30.62kN·m；k=M/（2∑ai2）=M/（2∑bi2）=30.62/［2×（1.52＋2.42＋3.12＋3.82＋4.52）］=0.2927；风荷载作用引起的最外排每根横杆的轴向力：Nai=kai/m=0.2927×4.5/3=0.439kN；计算长度l0=1.155×650；查表.1得，钢管φ48×3.5回转半径为15.8mm；λ=l0/i=1.155×650/15.8=47.52；查表A-4φ=0.860；σ=N/（φA）=0.439×103/（0.860×489）=1.04N/mm2＜f=205N/mm2；结论：强度满足要求。（二）计算18..7m柱距水水平剪刀撑，计计算简图同上上9m跨计算简简图。Mmax=ql2//10=3.778×18..72/10=1332.18kN·m；k=M/（2∑ai2）=M/（2∑bi2）=132.18/［［2×（1.52＋2.42＋3.12＋3.82＋4.52）］=1.26634；由风荷载作用引起起的最外排每每根横杆的轴轴向力：Nai=kai//m=1.26334×4.55/3=1..895kN；查表.1得，钢管管φ48×3..5回转半径径为15.88mm；λ=l0/i=1..155×6600/155.8=433.86；查表A-4φ==0.8400；σ=N/（φA）=1.895×1103/（0.8400×489）=4.61N//mm2＜f=205NN/mm2；结论：强度满足要要求。（三）计算最顶处处水平剪刀撑撑，计算单元元下部取水平平剪刀撑距离离的一半，上上部取梁的全全部风荷载，柱柱距18.77m，如下图图所示：q=q（支架）＋qq（梁）=1..4×0.775×1.88＋1.4×00.98×11.5=3..95kNN/m；Mmax=ql2//10=3.995×18..72/10=1338.13kN·m；k=M/（2∑1mai2）=M/（2∑1nbi2）=1338.13//［2×（1.52＋2.42＋3.12＋3.82＋4.52）］=1.322；风荷载作用引起的的最外排每根根横杆的轴向向力：Nai=kai//m=1.32××4.5/33=1.988kN；σ=N/（φA）=1.98×1003/（0.8600×489）=4.711N/mmm2＜f=205NN/mm2；结论：强度满足要要求。八、剪刀撑计算（一）9m跨剪刀刀撑杆件强度度计算以柱为支座计算支支座反力，如如下图所示。P=ql/2=3.778×9/22=17.001kN；根据三角函数计算算N总=22.41kkN；N=22.41×00.75=116.81kkN；注：0.75为不均衡衡系数。查表.1得，钢管管φ48×3..5回转半径径为15.88mm；λ=l0/i=1..155×9955/155.8=699.81；查表A-4φ=00.776；σ=N/（φA）=16.81×1003/（0.7766×489）=44.330N/mmm2＜f=205NN/mm2；结论：强度满足要要求。（二）18.7mm跨剪刀撑杆杆件强度计算算P=ql/2=3.778×18..7/2=335.34kN；N总=46.55kkN；N