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板模板(扣件钢管高架)计算书

江苏顺泰包装印刷科技有限公司厂房工程 ；工程建设地点淮安市深圳路、飞耀路口；属于框架结构；地上局部两层；建筑高度9.612m;总建筑面积：12166平方米；总工期：131天。

本工程由江苏顺泰包装印刷科技有限公司投资建设，东南大学设计研究院设计，淮安淮工监理，南通五建组织施工；由朱叶军担任项目经理。

因本工程模板支架高度大于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。

某边坡施工组织设计-secret横向间距或排距(m):1.00；纵距(m):1.20；步距(m):1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10；模板支架搭设高度(m):8.90；

采用的钢管(mm):Φ48×3.0 ；板底支撑连接方式:方木支撑；

立杆承重连接方式:双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:0.80；

模板与木板自重(kN/m2):0.350；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000；

施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500；

面板采用胶合面板，厚度为16mm；板底支撑采用方木；

面板弹性模量E(N/mm2):9500；面板抗弯强度设计值(N/mm2):13；

木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400；木方的间隔距离(mm):250.000；

木方弹性模量E(N/mm2):9000.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000；

木方的截面宽度(mm):50.00；木方的截面高度(mm):100.00；

楼板的计算厚度(mm):110.00；

图2 楼板支撑架荷载计算单元

模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度

模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W = 120×1.62/6 = 51.2 cm3；

I = 120×1.63/12 = 40.96 cm4；

模板面板的按照三跨连续梁计算。

(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m)：

q1 = 25×0.11×1.2+0.35×1.2 = 3.72 kN/m；

(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m)：

q2 = 2.5×1.2= 3 kN/m；

其中：q=1.2×3.72+1.4×3= 8.664kN/m

最大弯矩 M=0.1×8.664×2502= 54150 kN·m；

面板最大应力计算值 σ =M/W= 54150/51200 = 1.058 N/mm2；

面板的抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2；

面板的最大应力计算值为 1.058 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

其中q =q1=3.72kN/m

面板最大挠度计算值 ν = 0.677×3.72×2504/(100×9500×40.96×104)=0.025 mm；

面板最大允许挠度 [ν]=250/ 250=1 mm；

面板的最大挠度计算值 0.025 mm 小于 面板的最大允许挠度 1 mm,满足要求!

三、模板支撑方木的计算

方木按照三跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=b×h2/6=5×10×10/6 = 83.33 cm3；

I=b×h3/12=5×10×10×10/12 = 416.67 cm4；

(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m)：

q1= 25×0.25×0.11+0.35×0.25 = 0.775 kN/m ；

(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m)：

q2 = 2.5×0.25 = 0.625 kN/m；

均布荷载 q = 1.2 × q1 + 1.4 ×q2 = 1.2×0.775+1.4×0.625 = 1.805 kN/m；

最大弯矩 M = 0.1ql2 = 0.1×1.805×1.22 = 0.26 kN·m；

方木最大应力计算值 σ= M /W = 0.26×106/83333.33 = 3.119 N/mm2；

方木的抗弯强度设计值 [f]=13.000 N/mm2；

方木的最大应力计算值为 3.119 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!

截面抗剪强度必须满足:

τ = 3V/2bhn < [τ]

其中最大剪力: V = 0.6×1.805×1.2 = 1.3 kN；

方木受剪应力计算值 τ = 3 ×1.3×103/(2 ×50×100) = 0.39 N/mm2；

方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.4 N/mm2；

方木的受剪应力计算值 0.39 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2，满足要求!

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

均布荷载 q = q1 = 0.775 kN/m；

最大允许挠度 [ν]=1200/ 250=4.8 mm；

方木的最大挠度计算值 0.14 mm 小于 方木的最大允许挠度 4.8 mm,满足要求!

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＝1.805kN;

支撑钢管计算弯矩图(kN·m)

支撑钢管计算变形图(mm)

支撑钢管计算剪力图(kN)

最大弯矩 Mmax = 0.677 kN·m ；

最大变形 Vmax = 2.149 mm ；

最大支座力 Qmax = 7.897 kN ；

最大应力 σ= 676983.289/4490 = 150.776 N/mm2；

支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值 150.776 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度为 2.149mm 小于 1200/150与10 mm,满足要求!

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，扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的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= 7.897 kN；

R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

六、模板支架立杆荷载设计值(轴力)

作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

(1)脚手架的自重(kN)：

NG1 = 0.138×8.9 = 1.232 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 = 0.35×1×1.2 = 0.42 kN；

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：

NG3 = 25×0.11×1×1.2 = 3.3 kN；

经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.952 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 = (2.5+2 ) ×1×1.2 = 5.4 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 = 13.502 kN；

立杆的稳定性计算公式:

σ =N/(φA)≤[f]

l0 = h+2a = 1.5+0.1×2 = 1.7 m；

l0/i = 1700 / 15.9 = 107 ；

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= 0.537 ；

钢管立杆的最大应力计算值 ；σ=13502.112/（0.537×424） = 59.301 N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值 σ= 59.301 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！

如果考虑到高支撑架的安全因素，建议按下式计算

l0 = k1k2(h+2a)= 1.167×1.017×(1.5+0.1×2) = 2.018 m；

Lo/i = 2017.626 / 15.9 = 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 ；

钢管立杆的最大应力计算值 ；σ=13502.112/（0.412×424） = 77.293 N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值 σ= 77.293 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 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》。

八、立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p ≤ fg

fg = fgk×kc = 100×1=100 kpa；

其中，地基承载力标准值：fgk= 100 kpa ；

脚手架地基承载力调整系数：kc = 1 ；

立杆基础底面的平均压力：p = N/A =13.502/0.25=54.008 kpa ；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 13.502 kN；

基础底面面积 ：A = 0.25 m2 。

p=54.008 ≤ fg=100 kpa 。地基承载力满足要求！

九、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。

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；

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；

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。

a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；

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T／CHTS 10022-2020 公路桥梁现浇施工钢支架技术指南.pdf，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。

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；

d.地基支座的设计要满足承载力的要求。

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GB 51386-2019-T：冶金石灰焙烧工程设计标准（无水印 带标签），发现下沉、松动和变形情况及时解决。