模板與腳手架

扣件式（碗扣式）模板高支撐計算書本計算書采用腳手架計算軟件進行計算，計算過程基本采用扣件式腳手架計算。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規(guī)范》（JGJ130-）。支撐高度在4m以上的模板支架被稱為扣件式鋼管高支撐架，對于高支撐架的計算規(guī)范存在重要疏漏，使計算極輕易出現(xiàn)不能完全保證安全的計算成果。本計算書還參照《施工技術》、《扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全》。板支架搭設高度為8.1m搭設尺寸為：立桿的橫距b=0.90m，立桿的縱距l(xiāng)=0.90m，立桿的步距h=1.20m，次龍骨間距150mm。采用的鋼管類型為φ48×3.50。一、模板支撐木方的計算方木按照簡支梁計算，方木的截面力學參數(shù)：方木的截面慣性矩I和截面抵御彎矩W分別為：W=50×100×100/6=83.33×103mm3I=50×100×100×100/12=4.167×106mm41、荷載的計算:(1)鋼筋混凝土自重(KN/m):q1=25×0.15×0.5=1.875KN/m(2)模板的自重線荷載(KN/m):q2=0.35×0.15=0.053KN/m(3)活荷載為施工荷載原則值與振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載(KN)P1=(1＋2)×0.9×0.15=0.405KN2、強度計算：最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分派的彎矩和，計算公式如下：均布荷載q=1.2×(1.875＋0.053)=2.313KN/m集中荷載p=1.4×0.405=0.567KN最大彎距M=Pl/4＋ql2/8=0.567×0.9/4＋2.313×0.92/8=0.362KN.m最大支座力N=P/2＋ql/2=0.567/2＋2.313×0.900/2=1.324KN截面應力σ=M/W=0.362×106/83.33×103=4.341N/mm2方木的計算強度為4.341不不小于13.0N/mm2，滿足規(guī)定3、抗剪計算：最大剪力的計算公式如下：Q=ql/2＋P/2截面抗剪強度必須滿足：T=3Q/2bh<[T]其中最大剪力:Q=0.9×2.313＋0.567/2=1.324KN截面抗剪強度計算值T=3×1324.350/(2×100×50)=0.397N/mm2截面抗剪強度設計值:[T]=1.300N/mm2方木的抗剪強度為0.397不不小于1.300，計算滿足規(guī)定。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派的撓度和，計算公式如下：均布荷載q=q1＋q2=1.875+0.053=1.928KN/m集中荷載P=0.405KN最大變形V=5×1.928×9004/(384×9500×4166666.67)＋405×9002/(48×9500×4166666.67)=0.571mm木方的最大撓度0.571不不小于900.000/250,計算滿足規(guī)定。、二、主龍骨計算主龍骨采用100mm×100mm的方木,按集中荷載作用下的三跨持續(xù)梁計算：W=167×103mm3I=8.33×106mm4最大彎矩Mmax=1.788KN.M最大支座力Qmax=6.622KN截面應力σ=1.788×106/167×103=10.7N/mm2水平支撐梁的計算強度不不小于13N/mm2，滿足規(guī)定。三、扣件抗滑移計算扣件抗滑承載力設計值，取8.000KN縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值R=6.622KN單扣件抗滑承載力的設計計算滿足規(guī)定。本工程所有用碗扣式腳手架，扣件的抗滑移根據(jù)規(guī)范不需計算，因此完全滿足規(guī)定。四、模板支架荷載原則值（軸力）：作用于模板支架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。1、靜荷載原則值包括如下內(nèi)容：(1)腳手架的自重（KN）NG1=0.149×8.1=1.206KN(2)模板的自重(KN):NG2=0.35×0.9×0.9=0.284KN(3)鋼筋混凝土樓板自重(KN):NG3=25×0.5×0.9×0.9=10.125KN經(jīng)計算得到:靜荷載原則值NG=NG1＋NG2＋NG3=11.615KN2、活荷載為施工荷載原則值和振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載。經(jīng)計算得到，活荷載原則值NQ=（1＋2）×0.9×0.9=2.43KN3、不考慮風荷載時，立桿的軸向壓力設計值計算公式：N=1.2NG＋1.4NQ=17.34KN五、立桿的穩(wěn)定性計算立桿的穩(wěn)定性計算公式：其中：N——立桿的軸心壓力設計值（KN）：N=17.34KN；——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細比L0/i查表得到i——計算立桿的載面回轉(zhuǎn)半徑（cm）：i=1.58cmA——立桿凈載面面積（cm2）：A=4.89cm2W——立桿凈截面模量（抵御矩）（cm2）：W=5.08cm2σ——鋼管立桿抗壓強度計算值（N/mm2）[f]——鋼管立桿抗壓強度設計值：[f]=205N/mm2L0——計算長度（m）：假如完全參照《扣件式規(guī)范》，由公式(1)或(2)計算L0=K1uh(1)L0=(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5.3.3;u=1.7a——立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a=0.35m公式(1)的計算成果:立桿計算長度L0=K1uh=1.243×1.7×1.2=2.536mL0/i=2535.72/15.8=160;由長細比L0/i的成果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定性系數(shù)=0.274;鋼管立桿受壓強度計算值:σ=17339.508/(0.274×489)=129.413N/mm2立桿穩(wěn)定性計算σ=129.413N/mm2不不小于[f]=205符合規(guī)定。公式(2)的計算成果:L0/i=1900/15.8=120;由長細比L0/i的成果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定性系數(shù)=0.452;鋼管立桿受壓強度計算值:σ=17339.508/(0.452×489)=78.449N/mm2立桿穩(wěn)定性計算σ=78.449N/mm2不不小于[f]=205符合規(guī)定。假如考慮到高支撐架的安全原因,合適由公式(3)計算L0=K1K2(h＋2a)(3)K2——計算長度附加系數(shù)，h＋2a=1.9按照表2取值1.014;公式(3)的計算成果:L0/i=2392.402/15.800=151;由長細比L0/i的成果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定性系數(shù)=0.305;鋼管立桿受壓強度計算值:σ=17339.508/(0.305×489)=116.259N/mm2立桿穩(wěn)定性計算σ=116.259N/mm2不不小于[f]=205符合規(guī)定。六、梁和樓板模板高支撐架的構造和施工規(guī)定（工程經(jīng)驗）除了要遵守《扣件架規(guī)范》的有關規(guī)定外，還要考慮如下內(nèi)容：1、模板支架的構造規(guī)定：1.1梁板模板高支撐架可以根據(jù)設計荷載采用單立桿或雙立桿;1.2立桿之間必須按步距滿雙向水平桿，保證兩方向足夠的設計剛度。1.3梁和樓板荷載相差較大時，可以采用不一樣的立桿間距，但只宜在一種方向變距，而另一種方向不變。2、立桿步距的設計：2.1當架體構造荷載在立桿不一樣高度軸力變化不大時，可以采用等步距設置;2.2當中部有加強層或支架很高，軸力沿高度分布變化較大，可采用下小上大的變步距設置，但變化不要過多;2.3高支撐架步距以0.9-1.5為宜，不適宜超過1.5m。3、剪刀撐的設計：3.1沿支架四面外立面應滿足立面滿設剪刀撐。3.2中部可根據(jù)需要并依構架框格的大小,每隔10-15m設置。4、頂部支撐點的設計：4.1最佳在立桿頂部設置支托板，其距離支架頂層橫桿的高度不適宜不小于400mm。4.2頂部支撐點位于頂層橫桿時，應靠近立桿，且不適宜不小于200mm。4.3支撐橫桿與立桿的連接扣件應進行抗滑驗算，當設計荷載N≤12KN時，可用雙扣件；不小于12KN時應用頂托方式。5、支撐架搭設的規(guī)定：5.1嚴格按照設計尺寸搭設，立桿和水平桿的接頭均應錯開在不一樣框格層中設置；5.2保證立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差不不小于規(guī)范規(guī)定。5.3保證每個扣件和鋼管的質(zhì)量是滿足規(guī)定的，每個扣件的擰緊力矩都要控制在45-60KN.m，鋼管不能選用已經(jīng)長期使用發(fā)生變形的。5.4地基支痤的設計要滿足承載力的規(guī)定。6、施工使用的規(guī)定6.1精心設計混凝土澆筑方案，保證模板支架施工過程中均衡受載，最佳采用由中間向兩邊擴展的澆筑方式。6.2嚴格控制實際施工荷載不超過設計荷載，對出現(xiàn)的超過最大荷載要有對應的控制措施，鋼筋等材料不能在支架上方堆放。6.3澆筑過程中，派人檢查支架和支承狀況，發(fā)現(xiàn)下沉、松動和變形狀況及時處理。扣件式梁高支撐計算書本計算書采用腳手架計算軟件進行計算，計算過程基本采用扣件式腳手架計算。模板支架高度為4.4m。基本尺寸：梁截面B×D=450mm×3700mm，梁支撐立桿的橫距（跨度方向）L=0.450m，立桿的步距h=1.2m采用的鋼管類型為φ48×3.50。一、梁底支撐鋼管計算作用于支撐鋼管的荷載包括梁與模板自重荷載，施工活荷載，通過木方的集中荷載傳遞。1、荷載計算(1)鋼筋混凝土梁自重(KN/m)q1=25.000×0.45×3.7×0.45=18.73KN(2)模板的自重線荷載(KN)q2=0.35×0.45×(2×3.7＋0.45)=1.24KN(3)活荷載為施工荷載原則值與振搗混凝土產(chǎn)生的荷載(KN)經(jīng)計算得到,活荷載原則值P1=(1＋2)×0.45×0.45=0.61KN2、木方楞的傳遞均布荷載計算P=(1.2×(18.73＋1.24)＋1.4×0.61)/0.45=55.15N/mm3、支撐鋼管的強度計算：計算簡圖如下:支撐鋼管按照上圖的計算公式MB=-1/100ql2K3q/l=225/450=0.5查得K3=7.03MB=-0.0703ql/22=-0.0703×55.15×4502=0.785×106N.m截面應力σ=785000/5080.000=154.53N/mm2水平鋼管的計算強度不不小于205.0N/mm2,滿足規(guī)定。鋼管支座反力RB=0.543ql/2×2=0.543×55.15×900/2×2=26.951KNRA=0.124ql/2×2=0.124×55.15×900/2×2=6.155KN二、梁底縱向鋼管計算縱向鋼管只起構造作用，通過扣件連接到立桿。三、扣件抗滑移計算縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算（規(guī)范5.2.5）R≤Rc其中:Rc——扣件抗滑承載力設計值，取8.000KNR——縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；計算中R取最以支座反力，R=2.470KN單扣件抗滑承載力的設計計算滿足規(guī)定。四、立桿的穩(wěn)定性計算立桿的穩(wěn)定性計算公式：其中：N——立桿的軸心壓力設計值（KN）：它包括橫桿的最大支座反力：NB=26.951KN鋼管腳手架的自重：NA=1.2×0.149×4.800=0.858KN樓板的混凝土模板的自重:N3=0.720KNN=26.951＋0.858＋0.720=28.529KN——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細比L0/i查表得到i——計算立桿的載面回轉(zhuǎn)半徑（cm）：i=1.58cmA——立桿凈載面面積（cm2）：A=4.89cm2W——立桿凈截面模量（抵御矩）（cm2）：W=5.08cm2σ——鋼管立桿抗壓強度計算值（N/mm2）[f]——鋼管立桿抗壓強度設計值：[f]=205.000N/mm2L0——計算長度（m）：假如完全參照《扣件式規(guī)范》，由公式(1)或(2)計算L0=K1uh(1)L0=(h＋2a)(2)K1——計算長度附加系數(shù)，取值為1.185;u——計算長度系數(shù)，參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3;u=1.700a——立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a=0.350m公式(1)的計算成果:立桿計算長度L0=K1uh=1.185×1.700×1.200=2.417mL0/i=2417.400/15.800=153.000;由長細比L0/i的成果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定性系數(shù)=0.298;鋼管立桿受壓強度計算值:σ=28529/(0.298×489.000)=195.78N/mm2立桿穩(wěn)定性計算σ=195.78N/mm2不不小于[f]=205.000符合規(guī)定。公式(2)的計算成果:L0/i=1900.000/15.800=120.000;由長細比L0/i的成果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定性系數(shù)=0.452;鋼管立桿受壓強度計算值:σ=28529/(0.452×489.000)=129.07N/mm2立桿穩(wěn)定性計算σ=129.07N/mm2不不小于[f]=205.000符合規(guī)定。假如考慮到高支撐架的安全原因,合適由公式(3)計算L0=K1K2(h＋2a)(3)K2——計算長度附加系數(shù)，h＋2a=1.900按照表2取值1.003;公式(3)的計算成果:L0/i=2258.255/15.800=143.000;由長細比L0/i的成果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定性系數(shù)=0.336;鋼管立桿受壓強度計算值:σ=28529/(0.336×489.000)=173.63N/mm2立桿穩(wěn)定性計算σ=173.63N/mm2不不小于[f]=205.000符合規(guī)定。模板承重架應盡量運用墻或柱作為連接連墻件,否則存在安全隱患。模板計算1、樓板模板計算根據(jù)《板高支撐計算書》，樓板計算已完畢，次龍骨為50×100mm的方木，中心間距150mm；主龍骨選用2φ48×3.5鋼管,間距900mm。2、墻體模板計算2.1荷載計算2.1.1新澆混凝土對模板產(chǎn)生的側壓力①，分段澆筑取最高為5m，側壓力為F1=0.22γctoβ1β2V1/2F2=Hγc取兩者較小值：式中：F1、F2——新澆混凝土對模板產(chǎn)生的最大側壓力γc——混凝土重力密度，取材24KN/mto——新澆混凝土的初凝時間，按抗?jié)B商品混凝土計算，取to=6hV——混凝土澆筑速度，控制V=1m/hH——混凝土側壓力計算位置處至新澆筑頂面的總高度，取H=5mβ1——外加劑影響修正系數(shù)，β1=1.2β2——混凝土坍落度修正系數(shù)，取β2=1.15得F1=0.22×24×6×1.2×1.15×21/2=61.83KN/m2F2=24×5=120KN/m2>F1取F=F1×0.9(折算系數(shù))=55.65KN/m22.1.2傾倒混凝土時對模板產(chǎn)生的水平荷載②取傾倒混凝土對模板產(chǎn)生的水平荷載為4KN/m2荷載設計值為:4×0.9=3.6kN/㎡由①、②兩項荷載組合，得模板承受的水平荷載為q=1.2×①＋1.4×②=1.2×55.65＋1.4×3.6=71.82KN/m2(用于驗算模板及其支撐的強度)q=①=55.65KN/m2(用于驗算模板及其支撐的剛度)2.2模板及次龍骨的設計及及驗算2.2.1木膠合板加50mm×100mm木方內(nèi)楞，間距200mm，據(jù)以往經(jīng)驗完全滿足規(guī)定，這里不驗算面板。2.2.2次龍骨設計及驗算次龍骨選用50×100mm方木，間距200mm，E=9500N/mm2,I=4.17×106mm4,W=8.33×104mm3主龍骨間距取400mm,次龍骨按三跨持續(xù)梁計算計算簡圖如下：化為均布線荷載:q1=qL模=71.82×0.20=14.364N/mq2=qL模=55.65×0.20=11.13N/mL模——模板的跨度強度驗算:M=0.1q1l2=0.1×14.364×4002=229824N·mmσ=M/W=229824/8.33×104=2.76N/mm2＜[σ]=13N/mm2(可滿足規(guī)定)撓度驗算:ω=Kq2L4/100EI=0.677×11.13×4004/100×9500×4.17×106=0.049mm＜1mm(可滿足規(guī)定)2.3主龍骨的設計及驗算主龍骨選用2φ48×3.5鋼管,間距400mm，雙根布置，穿墻螺栓間距取400mm，主龍骨按三跨持續(xù)梁計算。主龍骨的截面性能為σ=215N/mm2，I=2×12.19×104mm4,W=2×15.08×103mm3主龍骨間距取400mm,主龍骨按三跨持續(xù)梁計算化為均布線荷載:q1=qL模=71.82×0.40=28.728KN/mq2=qL模=55.65×0.40=22.26N/m強度驗算:M=0.1q1l2=0.1×28.728×4002=459648N·mmσ=M/W=459648/2×5.08×103=45.24N/mm2＜[σ]=215N/mm2(可滿足規(guī)定)撓度驗算:ω=Kq2L4/100EI=0.677×22.26×4004/100×2.06×105×2×12.19×104=0.0076mm＜3mm(可滿足規(guī)定)2.4對拉螺栓驗算根據(jù)《建筑施工手冊》第四版（P456）查表：M12A=76mm2；M12F=12.9KN；[σ]=12900/76=170N/mm2①對拉螺栓拉力N=q×內(nèi)楞間距×外楞間距=71.82×103×0.2×0.4=5745.6N。②對拉螺栓應力σ=N/A=5745.6/76=75.6N/mm2＜[σ]=170N/mm2(滿足規(guī)定)3、柱模板計算柱箍采用2φ48×3.5鋼管,間距400mm，并加M12對拉螺栓，間距400mm。3.1柱模受到新澆混凝土側壓力:F1=F1=0.22γctoβ1β2V1/2=0.22×24×6×1.2×1.15×7.351/2=118.52KN/m23.2柱箍所受的均布荷載(N/m2)q=118.52×103/106×400×0.85=40.3N/mm3.3柱箍最大彎矩值(N.mm)M=qL22/8=40.3×8002/8=3224000N.mm3.4強度計算N/A＋M/γxWnx=700/2×40.3/(489×2)＋3224000/(2×5.08×103)=331.75N/mm2>f=205N/mm2(不滿足規(guī)定)(上述公式中所列數(shù)值見《建筑施工手冊》第四版P518及表8-7)3.5撓度計算ω=5q/L24/384EL=5×40.3×8004/384×2×2.06×105×2×12.19×104=2.02mm>[ω]=L2/500=800/500=1.6mm(不滿足規(guī)定)根據(jù)以往經(jīng)驗及計算，單純用鋼管柱箍，很難保證模板的強度及剛度，因此在柱箍外面每側加設四根豎向鋼管，加設M12對拉螺栓，間距400mm，并加鋼管斜撐。4、梁計算在扣件式梁高支撐計算書中，已對底部鋼管的抗彎強度及立桿的穩(wěn)定性進行了計算，現(xiàn)重要對側模進行驗算。4.1荷載計算側壓力:F1=0.22×24×6×1.2×1.15×3.51/2=81.79KN/m2F2=24×3.5=84KN/m2<F1取兩者較小值:F2=81.79KN/m2取傾倒混凝土對模板產(chǎn)生的水平荷載為4KN/m2荷載設計值為:4×0.9=3.6kN/㎡由①、②兩項荷載組合，得模板承受的水平荷載為q=1.2×①＋1.4×②=1.2×81.79＋1.4×3.6=106.79KN/m2(用于驗算模板及其支撐的強度)q=①=81.79KN/m2(用于驗算模板及其支撐的剛度)4.2模板及次龍骨的設計及驗算4.2.1木膠合板加50mm×100mm木方內(nèi)楞，間距200mm，據(jù)以往經(jīng)驗完全滿足規(guī)定，這里不驗算面板。4.2.2次龍骨