某工程首層頂板及梁模板高大支撐計算書

一、頂板支撐計算書工程名稱：**新聞中心；結(jié)構(gòu)類型：框架；建筑高度：82.00m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：3.90m；總建筑面積：124530.00m2；總工期：720天；施工單位：**建設(shè)開發(fā)總公司**分公司；高支撐架的計算參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2001）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)及建筑施工手冊（第四版）縮印本。板支架搭設(shè)高度為13.4米，搭設(shè)尺寸為：立桿的橫距b=1.20米，立桿的縱距l(xiāng)=1.20米，立桿的步距h=1.20米。采用的鋼管類型為Φ48×3.50。圖1樓板支撐架立面簡圖圖2樓板支撐架荷載計算單元1.1、頂板竹膠板驗算：荷載設(shè)計：竹膠板及木方自重0.35KN/m2鋼筋混凝土重力25KN/m3施工及振搗荷載取2+2=4KN/m2布料桿荷載取1.25KN/m2（總重量2T，底座4m*4m）則：多層板及木方自重：0.35×1.2=0.42KN/m鋼筋混凝土重力：25×0.14×1.2=4.2KN/m施工荷載：4×1.2=4.8KN/m布料桿荷載1.25×1.2=1.2KN/mq=10.92KN/m=10.92N/mm，竹膠板直接放在50×100木方上，因50×100的木方間距250較密，故木方可按均布荷載考慮。按四等跨連續(xù)梁計算（施工手冊P52頁），跨度l取250mm，荷載按均布計算，h=12mm，b=取1200mm。l=0.l=0.25mlll彎矩系數(shù):KM=-0.107剪力系數(shù):KV=-0.607撓度系數(shù):KW=0.632模板強(qiáng)度驗算：(根據(jù)施工手冊P44、P52、P510頁)I=bh3/12=1000×123=1.44×105mm4，W=1/6bh2=2.4×104mm2，E=4.5×103N/mm2最大彎矩為：Mmax=0.107ql2=73N·m應(yīng)力值：σ=Mmax/W==3.04N/mm2＜2[fm]=15N/mm2滿足模板強(qiáng)度要求（竹膠板的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值[fm]=15N/mm2）。模板剛度驗算：最大撓度：f=0.632ql4/100EI=0.42mm＜L/400=250/400=0.63mm模板剛度滿足要求1.2、模板支撐50×100木方的計算:方木按照簡支梁計算，方木的截面力學(xué)參數(shù)為方木的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=5×10×10/6=83.33cm3；I=5×10×10×10/12=416.67cm4；方木楞計算簡圖1.2.1.荷載的計算：(1)鋼筋混凝土板自重(kN/m)：q1=25.000×0.250×0.140=0.875kN/m；(2)模板的自重線荷載(kN/m):q2=0.350×0.250=0.088kN/m；(3)活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載(kN)：p1=(2+3.5)×1.2×0.25=1.65kN；1.2.2.強(qiáng)度計算:最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和，計算公式如下:均布荷載q=1.2×(0.875+0.088)=1.155kN/m；集中荷載p=1.4×1.65=2.31kN；最大彎距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；截面應(yīng)力σ=M/w=0.9×106/83.333×103=10.8N/mm2；方木的計算強(qiáng)度為10.8小于13.0N/mm2,滿足要求，所以安全!1.2.3.抗剪計算：最大剪力的計算公式如下:Q=ql/2+P/2截面抗剪強(qiáng)度必須滿足:T=3Q/2bh<[T]其中最大剪力:Q=1.2×1.155/2+2.31/2=1.85kN；截面抗剪強(qiáng)度計算值T=3×1850/(2×50×100)=0.56N/mm2；截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計值[T]=1.300N/mm2；方木的抗剪強(qiáng)度為0.56小于[T]=1.300，滿足要求，所以安全!1.2.4.撓度計算:最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的撓度和，計算公式如下:均布荷載q=q1+q2=0.875+0.088=0.963kN/m；集中荷載p=2.31kN；最大變形V=5×0.963×12004/(384×9500×4166666.67)+2310×12003/(48×9500×4166666.67)=2.76mm；木方的最大撓度2.76小于1200.000/250=4.8,滿足要求,所以安全!1.3、50×100木方支撐的100×100木方支撐計算:支撐木方按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算集中荷載P取縱向板底支撐傳遞力N=1.85kN；支撐木方計算簡圖支撐鋼管計算彎矩圖(kN.m)支撐鋼管計算變形圖(kN.m)支撐鋼管計算剪力圖(kN)最大彎矩Mmax=1.025kN.m；最大變形Vmax=3.990mm；最大支座力Qmax=9.220kN；截面應(yīng)力σ=1.025×106/1.67×105=6.17N/mm2；其中100×100方木的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=103/6=167.7cm3；I=10×10×10×10/12=833.33cm4；支撐100×100方木的計算強(qiáng)度6.17N/mm2小于13N/mm2,滿足要求,所以安全!支撐鋼管的最大撓度3.990mm小于1200/250=4.8與10mm,滿足要求!1.5、模板支架荷載標(biāo)準(zhǔn)值(軸力):作用于模板支架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。1.5.1.靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1)腳手架的自重(kN)：NG1=0.149×13.400=2kN；鋼管的自重計算參照《扣件式規(guī)范》附錄A雙排架自重標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計人員可根據(jù)情況修改。(2)模板的自重(kN)：NG2=0.350×1.2×1.2=0.50kN；(3)鋼筋混凝土樓板自重(kN)：NG3=25×0.14×1.2×1.2=5.04kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值NG=NG1+NG2+NG3=7.54kN；1.5.2.活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。經(jīng)計算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值NQ=(2+3)×1.2×1.2=7.2kN；1.5.3.不考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式N=1.2NG+1.4NQ=19.13kN；1.6、立桿的穩(wěn)定性計算:立桿的穩(wěn)定性計算公式:其中N----立桿的軸心壓力設(shè)計值(kN)：N=19.13kN；σ----軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比lo/i查表得到；i----計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑(cm)：i=1.58cm；A----立桿凈截面面積(cm2)：A=4.89cm2；W----立桿凈截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08cm3；σ--------鋼管立桿抗壓強(qiáng)度計算值(N/mm2)；[f]----鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計值：[f]=205N/mm2；Lo----計算長度(m)；如果完全參照《扣件式規(guī)范》，由公式(1)或(2)計算lo=k1uh(1)lo=(h+2a)(2)k1----計算長度附加系數(shù)，取值為1.243；u----計算長度系數(shù)，參照《扣件式規(guī)范》表；u=1.700；a----立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a=0.4m；公式(1)的計算結(jié)果：立桿計算長度Lo=k1uh=1.243×1.700×1.200=2.536m；Lo/i=25356/15.800=160.000；由長細(xì)比Lo/i的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.274；鋼管立桿受壓強(qiáng)度計算值；σ=19130/（0.274×489.000）=143N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算σ=143N/mm2小于[f]=205.000滿足要求！公式(2)的計算結(jié)果：立桿計算長度Lo=h+2a=1.2+0.4×2=2.0m；Lo/i=2000/15.8=127；由長細(xì)比Lo/i的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.412；鋼管立桿受壓強(qiáng)度計算值；σ=19130/（0.412×489）=95N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算σ=95N/mm2小于[f]=205.000滿足要求！如果考慮到高支撐架的安全因素，適宜由公式(3)計算lo=k1k2(h+2a)(3)k2--計算長度附加系數(shù)，h+2a=2按照表2取值1.05；公式(3)的計算結(jié)果：立桿計算長度Lo=k1k2(h+2a)=1.243×1.05×(1.2+0.4×2)=2.6m；Lo/i=1600/15.800=165；由長細(xì)比Lo/i的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.259；鋼管立桿受壓強(qiáng)度計算值；σ=19130/（0.259×489.000）=151N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算σ=151N/mm2小于[f]=205.000滿足要求！1.7、梁和樓板模板高支撐架的構(gòu)造和施工要求[工程經(jīng)驗]:除了要遵守《扣件架規(guī)范》的相關(guān)要求外，還要考慮以下內(nèi)容1.7.1.模板支架的構(gòu)造要求：a立桿之間必須按步距滿設(shè)雙向水平桿，確保兩方向足夠的設(shè)計剛度；b.梁和樓板荷載相差較大時，可以采用不同的立桿間距，但只宜在一個方向變距、而另一個方向不變。1.7.2.整體性構(gòu)造層的設(shè)計：根據(jù)多年施工經(jīng)驗及參考相關(guān)文獻(xiàn)，當(dāng)支撐架高度≥20m或橫向高寬比≥6時，需要設(shè)置整體性單或雙水平加強(qiáng)層；本工程的頂板支撐的架高為8.7m，在計算滿足施工安全要求的情況下，根據(jù)架體分布的位置在架體的頂部和中間部位（即在4.0m、8.2m標(biāo)高處）各增加一道水平剪刀撐。可根據(jù)需要并依構(gòu)架框格的大小，每隔10--15m設(shè)置。水平向鋼管剪刀撐由于間距較大，在荷載驗算時，此部分的荷載影響忽略不考慮。水平向鋼管剪刀撐的具體分布位置見下圖：1.7.3.頂部支撐點的設(shè)計：a.頂部支撐點位于頂層橫桿時，應(yīng)靠近立桿，且不宜大于200mm；b.支撐橫桿與立桿的連接扣件應(yīng)進(jìn)行抗滑驗算，當(dāng)設(shè)計荷載N≤12kN時，可用雙扣件；大于12kN時應(yīng)用頂托方式。1.7.4.支撐架搭設(shè)的要求：a.嚴(yán)格按照設(shè)計尺寸搭設(shè)，立桿和水平桿的接頭均應(yīng)錯開在不同的框格層中設(shè)置；b.確保立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差小于《扣件架規(guī)范》的要求；c.確保每個扣件和鋼管的質(zhì)量是滿足要求的，每個扣件的擰緊力矩都要控制在45-60N.m，鋼管不能選用已經(jīng)長期使用發(fā)生變形的；1.7.5.施工使用的要求：a.精心設(shè)計混凝土澆筑順序，確保模板支架施工過程中均衡受載，最好采用由中部向兩邊擴(kuò)展的澆筑方式；b.嚴(yán)格控制實際施工荷載不超過設(shè)計荷載(2kn/㎡)，對出現(xiàn)的超過最大荷載要有相應(yīng)的控制措施，鋼筋等材料不能在支架上方堆放；c.澆筑過程中，派派人檢查支架架和支承情況況，發(fā)現(xiàn)下沉沉、松動和變變形情況及時時解決。二、梁模板支撐計計算書2.1梁底模、側(cè)側(cè)模采用122mm厚竹膠膠板，50×100mmm木方做作木木楞，間距2250mm。斜斜撐、側(cè)楞均均為50×100mmm木方，底楞為50×100mmm木方，間距距為900mm，立立桿支撐使用?48×3.5mm鋼管，橫、縱縱向支撐立桿間距1200mmm；立桿間的的水平拉桿的的步距為12200mm。取取最大的梁作作為計算單位位，梁截面尺寸500××700mmm,長8400mmm的矩形梁,采用竹膠板，梁底底離地面高88.0m，驗算底模、側(cè)模和支支撐立桿的強(qiáng)強(qiáng)度、剛度及及穩(wěn)定性。2.2紅松設(shè)計強(qiáng)強(qiáng)度和彈性模模量度：（查查P79表2-98）fc=10N/mmm2(順紋紋抗壓)fv=1.4N//mm2((順紋抗剪)fm=13N/mmm2（抗彎）E=9000N//mm2（彈性模量量）2.312mm厚厚竹膠板及松松木的荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值：0..35KN//m22.4底模驗算：：抗彎強(qiáng)度驗算a荷載底模竹膠板板及木方自重：0.35×0.50×1.22=0.21KN/mm鋼筋混凝土自重25×0.50×0.70×1.22=10.55KN/m施工及振搗砼荷載載（2+2）×0.50×1.22=2.4KN/m合計:q1=13.11KN/mm乘以折減系數(shù)0..9qq=q1×0.9==13.111×0.9==11.8KN/mb抗彎承載力驗算::梁底模計算算簡圖，按四四等跨連續(xù)梁梁計算l=1.l=1.2m1.21.21.2彎矩系數(shù):KKM=-0.1107剪力系數(shù):KV=-0.6607撓度系數(shù):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抗剪強(qiáng)度驗算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撓度驗算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側(cè)模驗算::荷載計算:T=200Cβ1=1β2=1.155t0=200//(20+115)=5..71a側(cè)壓力F1==0.22RRct0β1β2v1/2=0..22×255×5.711×1×1..15×511/2=80.76KNN/m2F2==RcH=225×0.77=17.55KN/m22取兩者較小小值F2=17.5KNN/m2乘以分項系系數(shù)FF=17.55×1.2==21KN/mm2b振搗砼時產(chǎn)生的荷荷載4KN/mm2乘以分項系數(shù)44×1.4=55.6KN//m221+5.6=226.6KN//m2立檔間距600mmm線荷載26.6×0.66=16KN/mm2乘以折減系數(shù)則qq=16×0.99=14.44KN/m抗彎強(qiáng)度驗算:按四等跨計計算KM=-0.107Kvv=-0.6607Kw=00.632M=KM.ql22=-0.1007×14..4×60002=554.770×103N.mmMM5554.700