模板支架搭设设计

扣件钢管楼板模板支架计算书

计算依据1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。 计算依据2《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》(杜荣军)。 模板支架搭设高度为2.8米， 搭设尺寸为：立杆的纵距 b=0.90米，立杆的横距 l=0.90米，立杆的步距 h=1.80米。

图1

楼板支撑架立面简图

图2 采用的钢管类型为 48×3.0。

楼板支撑架荷载计算单元

一、模板面板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。 静荷载标准值 q1 = 25.000×0.120×0.900+0.350×0.900=3.015kN/m 活荷载标准值 q2 = (2.000+1.000)×0.900=2.700kN/m 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 90.00×1.50×1.50/6 = 33.75cm3； I = 90.00×1.50×1.50×1.50/12 = 25.31cm4； (1)抗弯强度计算 f = M / W

其中 f M W [f]

—— —— —— ——

面板的抗弯强度计算值(N/mm2)； 面板的最大弯距(N.mm)； 面板的净截面抵抗矩； 面板的抗弯强度设计值，取25.00N/mm2； M = 0.100ql2

其中 q —— 荷载设计值(kN/m)； 经计算得到 M = 0.100×(1.2×3.015+1.4×2.700)×0.300×0.300=0.067kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.067×1000×1000/33750=1.973N/mm2 面板的抗弯强度验算 f

二、模板支撑木方的计算

木方按照均布荷载下连续梁计算。 1.荷载的计算 (1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.000×0.120×0.300=0.900kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.350×0.300=0.105kN/m (3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)： 经计算得到，活荷载标准值 q2 = (1.000+2.000)×0.300=0.900kN/m 静荷载 q1 = 1.20×0.900+1.20×0.105=1.206kN/m 活荷载 q2 = 1.4×0.900=1.260kN/m 2.木方的计算 按照三跨连续梁计算，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 = 2.219/0.900=2.466kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×2.47×0.90×0.90=0.200kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.900×2.466=1.332kN 最大支座力 N=1.1×0.900×2.466=2.441kN 木方的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 4.00×9.00×9.00/6 = 54.00cm3； I = 4.00×9.00×9.00×9.00/12 = 243.00cm4； (1)木方抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.200×106/54000.0=3.70N/mm2 木方的抗弯计算

强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)木方抗剪计算 [可以不计算] 最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql 截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh

三、板底支撑钢管计算 横向支撑钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取木方支撑传递力。

2.44kN 2.44kN 2.44kN 2.44kN 2.44kN 2.44kN 2.44kN 2.44kN 2.44kN 2.44kN A 900 900 900 B

支撑钢管计算简图

0.586

0.537

支撑钢管弯矩图(kN.m)

0.094

1.534 支撑钢管变形图(mm)

1.79

1.79

2.44

2.44

3.09

3.09 0.65 0.65

0.65

0.65

0.00

0.00 2.44 1.79 1.79

2.44 3.09 3.09 支撑钢管剪力图(kN)

经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.586kN.m 最大变形 vmax=1.534mm 最大支座力 Qmax=7.975kN 抗弯计算强度 f=0.586×106/4491.0=130.47N/mm2 支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!

四、扣件抗滑移的计算

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:

R ≤ Rc

其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN； R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 计算中R取最大支座反力，R=7.98kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! R≤8.0 kN时，可采用单扣件； 8.0kN12.0kN时，应采用可调托座。

五、模板支架荷载标准值(立杆轴力)

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 = 0.100×2.780=0.277kN (2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.350×0.900×0.900=0.284kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 25.000×0.120×0.900×0.900=2.430kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 2.990kN。 2.活荷载为施工荷载标准值与振捣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)×0.900×0.900=2.430kN

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.20NG + 1.4NQ

六、立杆的稳定性计算

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N = 6.99kN —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到； i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.60 A —— 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.24 W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 4.49 —— 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] = 205.00N/mm2； l0 —— 计算长度 (m)； 如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算 l0 = k1uh (1)

l0 = (h+2a) (2) k1 —— 计算长度附加系数，按照表1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 = 0.10m； 公式(1)的计算结果：l0=1.155×1.700×1.80=3.534m =3534/16.0=221.586 =0.149 =6990/(0.149×424)=110.838N/mm2，立杆的稳定性计算

七、楼板强度的计算

1.计算楼板强度说明 验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取8.00m，楼板承受的荷载按照线均布考虑。 宽度范围内配筋3级钢筋，配筋面积As=18000.0mm2，fy=360.0N/mm2。 板的截面尺寸为 b×h=8000mm×250mm，截面有效高度 h0=230mm。

按照楼板每7天浇筑一层，所以需要验算7天、14天、21天...的 承载能力是否满足荷载要求，其计算简图如下：

2.计算楼板混凝土7天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边8.00m，短边8.00×1.00=8.00m， 楼板计算范围内摆放9×9排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。 第2层楼板所需承受的荷载为 q=1×1.20×(0.35+25.00×0.12)+ 1×1.20×(0.28×9×9/8.00/8.00)+ 1.4×(2.00+1.00)=8.64kN/m2 计算单元板带所承受均布荷载q=8.00×8.64=69.12kN/m 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax=0.0513×ql2=0.0513×69.12×8.002=226.94kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为20.00℃，查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到7天后混凝土强度达到58.40%，C30.0混凝土强度近似等效为C17.5。 混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=8.41N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度： = Asfy/bh0fcm = 18000.00×360.00/(8000.00×230.00×8.41)=0.42 查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=0.332 此层楼板所能承受的最大弯矩为： M1= sbh02fcm = 0.332×8000.000×230.0002×8.4×10-6=1181.5kN.m 结论：由于 Mi = 1181.51=1181.51 > Mmax=226.94 所以第7天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。 第2层以下的模板支撑可以拆除。