某工程首层顶板及梁模板高大支撑计算书

一、顶板支撑计算书工程名称：**新闻中心；结构类型：框架；建筑高度：82.00m；标准层层高：3.90m；总建筑面积：124530.00m2；总工期：720天；施工单位：**建设开发总公司**分公司；高支撑架的计算参照《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、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)及建筑施工手册（第四版）缩印本。板支架搭设高度为13.4米，搭设尺寸为：立杆的横距b=1.20米，立杆的纵距l=1.20米，立杆的步距h=1.20米。采用的钢管类型为Φ48×3.50。图1楼板支撑架立面简图图2楼板支撑架荷载计算单元1.1、顶板竹胶板验算：荷载设计：竹胶板及木方自重0.35KN/m2钢筋混凝土重力25KN/m3施工及振捣荷载取2+2=4KN/m2布料杆荷载取1.25KN/m2（总重量2T，底座4m*4m）则：多层板及木方自重：0.35×1.2=0.42KN/m钢筋混凝土重力：25×0.14×1.2=4.2KN/m施工荷载：4×1.2=4.8KN/m布料杆荷载1.25×1.2=1.2KN/mq=10.92KN/m=10.92N/mm，竹胶板直接放在50×100木方上，因50×100的木方间距250较密，故木方可按均布荷载考虑。按四等跨连续梁计算（施工手册P52页），跨度l取250mm，荷载按均布计算，h=12mm，b=取1200mm。l=0.l=0.25mlll弯矩系数:KM=-0.107剪力系数:KV=-0.607挠度系数:KW=0.632模板强度验算：(根据施工手册P44、P52、P510页)I=bh3/12=1000×123=1.44×105mm4，W=1/6bh2=2.4×104mm2，E=4.5×103N/mm2最大弯矩为：Mmax=0.107ql2=73N·m应力值：σ=Mmax/W==3.04N/mm2＜2[fm]=15N/mm2满足模板强度要求（竹胶板的强度标准值[fm]=15N/mm2）。模板刚度验算：最大挠度：f=0.632ql4/100EI=0.42mm＜L/400=250/400=0.63mm模板刚度满足要求1.2、模板支撑50×100木方的计算:方木按照简支梁计算，方木的截面力学参数为方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5×10×10/6=83.33cm3；I=5×10×10×10/12=416.67cm4；方木楞计算简图1.2.1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q1=25.000×0.250×0.140=0.875kN/m；(2)模板的自重线荷载(kN/m):q2=0.350×0.250=0.088kN/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=(2+3.5)×1.2×0.25=1.65kN；1.2.2.强度计算: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×(0.875+0.088)=1.155kN/m；集中荷载p=1.4×1.65=2.31kN；最大弯距M=Pl/4+ql2/8=2.31×1.2/4+1.155×1.22/8=0.9kN.m；最大支座力N=P/2+ql/2=2.31/2+1.155×1.2/2=1.85kN；截面应力σ=M/w=0.9×106/83.333×103=10.8N/mm2；方木的计算强度为10.8小于13.0N/mm2,满足要求，所以安全!1.2.3.抗剪计算：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:Q=1.2×1.155/2+2.31/2=1.85kN；截面抗剪强度计算值T=3×1850/(2×50×100)=0.56N/mm2；截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；方木的抗剪强度为0.56小于[T]=1.300，满足要求，所以安全!1.2.4.挠度计算: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=0.875+0.088=0.963kN/m；集中荷载p=2.31kN；最大变形V=5×0.963×12004/(384×9500×4166666.67)+2310×12003/(48×9500×4166666.67)=2.76mm；木方的最大挠度2.76小于1200.000/250=4.8,满足要求,所以安全!1.3、50×100木方支撑的100×100木方支撑计算:支撑木方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N=1.85kN；支撑木方计算简图支撑钢管计算弯矩图(kN.m)支撑钢管计算变形图(kN.m)支撑钢管计算剪力图(kN)最大弯矩Mmax=1.025kN.m；最大变形Vmax=3.990mm；最大支座力Qmax=9.220kN；截面应力σ=1.025×106/1.67×105=6.17N/mm2；其中100×100方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=103/6=167.7cm3；I=10×10×10×10/12=833.33cm4；支撑100×100方木的计算强度6.17N/mm2小于13N/mm2,满足要求,所以安全!支撑钢管的最大挠度3.990mm小于1200/250=4.8与10mm,满足要求!1.5、模板支架荷载标准值(轴力):作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.5.1.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架的自重(kN)：NG1=0.149×13.400=2kN；钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。(2)模板的自重(kN)：NG2=0.350×1.2×1.2=0.50kN；(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=25×0.14×1.2×1.2=5.04kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.54kN；1.5.2.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=(2+3)×1.2×1.2=7.2kN；1.5.3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+1.4NQ=19.13kN；1.6、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=19.13kN；σ----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--------钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2)；[f]----钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；Lo----计算长度(m)；如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算lo=k1uh(1)lo=(h+2a)(2)k1----计算长度附加系数，取值为1.243；u----计算长度系数，参照《扣件式规范》表；u=1.700；a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.4m；公式(1)的计算结果：立杆计算长度Lo=k1uh=1.243×1.700×1.200=2.536m；Lo/i=25356/15.800=160.000；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=0.274；钢管立杆受压强度计算值；σ=19130/（0.274×489.000）=143N/mm2；立杆稳定性计算σ=143N/mm2小于[f]=205.000满足要求！公式(2)的计算结果：立杆计算长度Lo=h+2a=1.2+0.4×2=2.0m；Lo/i=2000/15.8=127；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=0.412；钢管立杆受压强度计算值；σ=19130/（0.412×489）=95N/mm2；立杆稳定性计算σ=95N/mm2小于[f]=205.000满足要求！如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算lo=k1k2(h+2a)(3)k2--计算长度附加系数，h+2a=2按照表2取值1.05；公式(3)的计算结果：立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.243×1.05×(1.2+0.4×2)=2.6m；Lo/i=1600/15.800=165；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=0.259；钢管立杆受压强度计算值；σ=19130/（0.259×489.000）=151N/mm2；立杆稳定性计算σ=151N/mm2小于[f]=205.000满足要求！1.7、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1.7.1.模板支架的构造要求：a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；b.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。1.7.2.整体性构造层的设计：根据多年施工经验及参考相关文献，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；本工程的顶板支撑的架高为8.7m，在计算满足施工安全要求的情况下，根据架体分布的位置在架体的顶部和中间部位（即在4.0m、8.2m标高处）各增加一道水平剪刀撑。可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。水平向钢管剪刀撑由于间距较大，在荷载验算时，此部分的荷载影响忽略不考虑。水平向钢管剪刀撑的具体分布位置见下图：1.7.3.顶部支撑点的设计：a.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；b.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。1.7.4.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；1.7.5.施工使用的要求：a.精心设计混凝土浇筑顺序，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(2kn/㎡)，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，派派人检查支架架和支承情况况，发现下沉沉、松动和变变形情况及时时解决。二、梁模板支撑计计算书2.1梁底模、侧侧模采用122mm厚竹胶胶板，50×100mmm木方做作木木楞，间距2250mm。斜斜撑、侧楞均均为50×100mmm木方，底楞为50×100mmm木方，间距距为900mm，立立杆支撑使用ø48×3.5mm钢管，横、纵纵向支撑立杆间距1200mmm；立杆间的的水平拉杆的的步距为12200mm。取取最大的梁作作为计算单位位，梁截面尺寸500××700mmm,长8400mmm的矩形梁,采用竹胶板，梁底底离地面高88.0m，验算底模、侧模和支支撑立杆的强强度、刚度及及稳定性。2.2红松设计强强度和弹性模模量度：（查查P79表2-98）fc=10N/mmm2(顺纹纹抗压)fv=1.4N//mm2((顺纹抗剪)fm=13N/mmm2（抗弯）E=9000N//mm2（弹性模量量）2.312mm厚厚竹胶板及松松木的荷载标标准值：0..35KN//m22.4底模验算：：抗弯强度验算a荷载底模竹胶板板及木方自重：0.35×0.50×1.22=0.21KN/mm钢筋混凝土自重25×0.50×0.70×1.22=10.55KN/m施工及振捣砼荷载载（2+2）×0.50×1.22=2.4KN/m合计:q1=13.11KN/mm乘以折减系数0..9qq=q1×0.9==13.111×0.9==11.8KN/mb抗弯承载力验算::梁底模计算算简图，按四四等跨连续梁梁计算l=1.l=1.2m1.21.21.2弯矩系数:KKM=-0.1107剪力系数:KV=-0.6607挠度系数:KW=0.6332M=KM﹒ql22=-0.1107×111.8×1.22=-1.82×106N﹒mmM11.82×10666×1.82×106σ====W22×bh2/62××50×10002=10.922N/mm2＜[fm]=13NN/mm2抗剪强度验算V=KV.qql=-0..607×111.8×1.2=8.60KN33V3××8.60×103τ==2bhh2×2××50×1000=1..29N/mmm2＜[fv]=1.44N/mm22挠度验算q1’=13.11-1.2=111.9KN//mmq’=q11’×0.9=100.7KN/mmmql4100.70×12004ω=kw=0..632×1150EI1550×9×1103×2×500×10033/12=1.97mmm＜[ω]=l/4400=12200/4000=3mm2.5侧模验算::荷载计算:T=200Cβ1=1β2=1.155t0=200//(20+115)=5..71a侧压力F1==0.22RRct0β1β2v1/2=0..22×255×5.711×1×1..15×511/2=80.76KNN/m2F2==RcH=225×0.77=17.55KN/m22取两者较小小值F2=17.5KNN/m2乘以分项系系数FF=17.55×1.2==21KN/mm2b振捣砼时产生的荷荷载4KN/mm2乘以分项系数44×1.4=55.6KN//m221+5.6=226.6KN//m2立档间距600mmm线荷载26.6×0.66=16KN/mm2乘以折减系数则qq=16×0.99=14.44KN/m抗弯强度验算:按四等跨计计算KM=-0.107Kvv=-0.6607Kw=00.632M=KM.ql22=-0.1007×14..4×60002=554.770×103N.mmMM5554.700