模板高支撑架计算书
高支撑架的计算依据《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》（GB 50009—2001）、《钢结构设计规范》(GB 50017—2003）等规范编制。
因本工程梁支架高度大于4米，根据有关文献建议，如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了《施工技术》2002(3）：《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
一、参数信息：
1.脚手架参数
横向间距或排距（m):1.00;纵距（m）：1。00；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）：7。50；
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。200；
施工均布荷载标准值（kN/m2):1。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):1.400；木方的间隔距离(mm):250。000；
木方的截面宽度(mm）：60.00；木方的截面高度(mm)：80.00；
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=6.000×8。000×8。000/6 = 64。00 cm3；
I=6.000×8.000×8。000×8。000/12 = 256.00 cm4；
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= 25.000×0.250×0.200 = 1.250 kN/m；
（2)模板的自重线荷载(kN/m）:
q2= 0。350×0.250 = 0。088 kN/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。000×0.250 = 0.750 kN;
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×（1。250 + 0。088) = 1.605 kN/m；
集中荷载 p = 1。4×0。750=1.050 kN；
最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.050×1.000 /4 + 1.605×1。0002/8 = 0.463 kN.m；
最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.050/2 + 1。605×1。000/2 = 1.328 kN ;
方木的最大应力值 σ= M / w = 0.463×106/64.000×103 = 7。236 N/mm2;
方木抗弯强度设计值 ［f]=13。0 N/mm2；
方木的最大应力计算值为 7.236 N/mm2 小于 方木的抗弯强度设计值 13。0
N/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 = 1.000×1.605/2+1.050/2 = 1.328 kN;
方木受剪应力计算值 T = 3 ×1327.500/（2 ×60.000 ×80。000） = 0.415 N/mm2；
方木抗剪强度设计值 ［T] = 1.400 N/mm2；
方木受剪应力计算值为 0。415 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.400 N/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 = 1.250+0。088=1.337 kN/m;
集中荷载 p = 0。750 kN；
方木最大挠度计算值 V= 5×1.337×1000.0004 /(384×9500。000×2560000.00） +750.000×1000.0003 /( 48×9500.000×2560000。00） = 1。359 mm；
方木最大允许挠度值 ［V］= 1000.000/250=4.000 mm；
方木的最大挠度计算值 1。359 mm 小于 方木的最大允许挠度值 4.000 mm，满足要求!
三、木方支撑钢管计算：
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 = 1.605×1。000 + 1.050 = 2。655 kN；
支撑钢管计算简图
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 = 0。996 kN.m ；
最大变形 Vmax = 2.795 mm ；
最大支座力 Qmax = 11。616 kN ；
钢管最大应力 σ= 0。996×106/5080。000=196.021 N/mm2 ；
钢管抗压强度设计值 [f］=205。000 N/mm2 ；
支撑钢管的计算最大应力计算值 196.021 N/mm2 小于 钢管的抗压强度设计值 205。000 N/mm2，满足要求！
支撑钢管的最大挠度小于1000。000/150与10 mm,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 。
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 11。616 kN；
R < 12.80 kN,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）:
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。129×7.500 = 0。968 kN;
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 = 0.350×1.000×1.000 = 0。350 kN；
(3)钢筋混凝土楼板自重（kN)：
NG3 = 25。000×0.200×1.000×1.000 = 5。000 kN；
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 6.318 kN；
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 ) ×1.000×1。000 = 3.000 kN；
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 = 11.782 kN；
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 = 11。782 kN；
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。58 cm；
A ---— 立杆净截面面积（cm2)：A = 4。89 cm2；
W ---- 立杆净截面模量（抵抗矩）(cm3)：W=5.08 cm3；
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。000 N/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+2a
k1--—— 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。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。100 m；
上式的计算结果：
立杆计算长度 L0 = h+2a = 1.500+0。100×2 = 1。700 m；
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=11781。900/（0.530×489。000) = 45。460 N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值 σ= 45.460 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f］ = 205。000 N/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1.012 ;
上式的计算结果：
立杆计算长度 Lo = k1k2（h+2a) = 1.185×1。012×（1.500+0。100×2) = 2。039 m；
Lo/i = 2038。674 / 15.800 = 129.000 ；
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。401 ；
钢管立杆的最大应力计算值 ；σ=11781.900/（0。401×489。000） = 60。084 N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值 σ= 60.084 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值
［f] = 205。000 N/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.
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