模板支撑计算

安徽新华书店图书批销配送中心A标段模板施工方案

一、工程概况

安徽新华书店图书批销配送中心工程位于北二环路与嘉山路交叉口，框架三层，一层层高5.5米，结构层高5.47米。二、三层层高4.5米，结构层高4.47米。占地面积143×52.5米，建筑面积24031平方米，现施工场地回填土至-1.00米标高位置，回填土地基承载力为120kN/m2。现浇空心板40cm厚，框架梁最大为400×800mm。

二、模板支撑选型

施工采用48×3.5mm钢管搭设满堂脚手架，做模板支撑架，楼板底立杆纵距、横距相等，为la=lb=0.85米，步距1.8米，梁底立杆横距lb1=0.75米，立杆纵距la1=0.8米。模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度a=150mm。一层支撑底部设50×300厚垫板，四周设置剪刀撑，中间每隔四跨设置一道剪刀撑，剪刀撑与地面成60度角。模板支架搭设形式如下：

三、模板支撑搭设要求

1、 脚手架用扣件应采用铸铁扣件，钢管应采用48×3.5无缝钢管。扣件及钢管的使用应有质量证明文件。

2、 剪刀撑与立杆及水平杆相交处，均应用旋转扣件连接牢固，水平杆件连接优先采用对接扣件连接，如采用搭接，水平杆及剪刀撑，搭接长度均不应小于1米，在搭接部位应等间距设置3个旋转扣件固定。两根相临纵向、横向水平杆的接头不宜设置在同一步或同一跨内，不同步或不同跨两个相临接头在水平方向错开的距离不应小于0.5米。

3、 满堂脚手架在底部即地梁上设置纵横向扫地杆，扫地杆宜采用直角扣件连接。通过扫地杆将上部荷载传递到基础梁上。（该满堂脚手架设计采用基础梁与地基共同承受荷载）该满堂架共设四道水平杆，三步架。

4、 剪刀撑应由底至顶连续设置。支架立杆应竖直设置，纵横方向应在同一条直线上，同一步水平杆件应在同一平面上，满堂架搭设完毕后，应作到整齐划一。立杆全部采用6米长标准管。

5、 在该满堂架顶层及梁上面一步水平杆处各设置一道水平剪刀撑。

6、 后浇带跨有后浇带的梁不受力，其上部水平杆应离开梁至少

5cm距离。

7、 满堂架搭设前应先检查回填土是否密实，地面标高是否符合要求，地面平整度是否符合要求。

8、 满堂架体应相互连接成为一整体，四周水平杆应交圈。

9、 满堂架搭设过程中专业公长应跟班指导施工。

10、脚手架拆除应待顶板混凝土强度达到100%设计强度后并经技术负责人同意后方可拆除。拆除应遵循由上到下，先承重后非承重，先支后拆的原则进行。

四、受力分析

作用在脚手架上的荷载可分为两大类：竖向荷载和水平荷载，两种荷载的传递路线如下：

立杆横杆剪刀撑

永久荷载（结构自重）

竖向荷载 纵横向水平杆

施工荷载

基础 立杆

（水平荷载忽落不计）

由上面的荷载传递路线可知：

1、作用于满堂脚手架上的全部竖向荷载最终都是通过立杆传递的：由竖向荷载产生的竖向力由立杆传给基础。

2、脚手架的杆件受力分析：由荷载传递路线的途径可知：

a、立杆是传递全部竖向荷载的最重要的构件，它主要承受压力，计算忽落扣件连接偏心以及施工荷载作用产生的弯矩。当不组合风荷载时（风荷载可忽落不计）简化为轴心受压杆件计算。

b、纵向或横向水平杆（最上排水平杆）是靠扣件连接将施工荷载、脚手架自重递给立杆的。扣件连接是以扣件与钢管之间的摩擦力传递竖向力，一只扣件抗滑移承载力为8KN。

3、纵横向水平杆计算：

a、48×3.5mm的圆钢管抗剪承载力很强不必计算（钢管抗剪承载力V=489×120×0.5×10-3=29.34KN）；

b、计算纵、横向水平杆的内力与扰度时，纵向水平杆宜按三跨连续梁计算。 四、模板支架受力验算

楼板底一纵横距内（计算单元内）模板支架自重

立杆：L=（5.5+1.0-0.05-0.41-0.03）=6.01m

按钢管规格标准取L=6.0m

立杆：6.0×0.0384=0.2304kN

横杆：0.85×5×0.0384=0.1632kN

纵杆：0.85×5×0.0384=0.1632kN

直角扣件（支架顶主节点处按增加一扣件考虑）

11×13.2×10-3=0.1452kN

对接扣件：18.4×10-3×0.85×4/6=0.0104kN

剪刀撑（每隔四排垂直两个方向设置剪刀撑，计算支架自重时考虑含剪刀撑计算单元，剪刀撑斜杆与地面的倾角取a=60度）

（2×6×0.85×0.0384/sin60×6×ctg60）×2=0.2611kN

旋转扣件（剪刀撑每步与立杆相交处均有旋转扣件）

10×14.6×10-3×0.85×2/6×ctg60=0.0717kN

以上各项合计：1.0444kN

梁底一纵横距内（计算单元内）模板支架自重 立杆：6×0.0384=0.2304kN

横杆：（1.5+0.3×2）×0.0384=0.0826kN

纵杆：4×0.8×0.0384=0.1229kN

直角扣件：（梁底主节点处按增加一扣件考虑）

14×13.2×10-3=0.1848kN

对接扣件：18.4×10-3×（0.8×3+0.75×2）/6=0.0119 kN

剪刀撑（取近似值）0.2765+0.0759=0.3524kN

以上各项合计：0.985kN

注：1、钢管每米重量=0.0384kN

2、直角扣件每只重量=13.2×10-3 kN

3、对接扣件每只重量=18.4×10-3 kN

4、旋转扣件每只重量=14.6×10-3 kN

永久荷载标准值：

楼板底模板支架自重标准值1.0444kN

梁板底模板支架标准值0.985kN

楼板模板自重标准值0.3kN/m2 楼板钢筋自重标准值 每立方米钢筋自重标准值1.1kN

梁钢筋自重标准值 每立方米钢筋混凝土1.5kN

新浇混凝土自重标准值24kN/m3

可变荷载标准值：

施工荷载标准值1.0kN/m2

振动混凝土时产生的荷载标准值2.0kN/m2

（1） 验算混凝土楼板模板支架

a、 大横向水平杆验算

混凝土楼板模板下大横向水平杆按两跨连续梁计算（计算变形宜按三跨连续梁计算）两跨连续梁计算简图如下：

850 850

作用大横向水平杆永久线荷载标准值：

qk1=0.3×0.85+1.1×0.85×0.25+24×0.85×0.25=5.5888kN/m

（0.25m为空心板折算成普通钢筋混凝土楼板厚度）

作用大横向水平杆永久线荷载设计值：

q1=1.2qk1=1.2×5.5888=6.7065kN/m

作用大横向水平杆可变线荷载标准值： qk2=1×0.85+2×0.85=2.55 kN/m

作用大横向水平杆可变线荷载设计值

q2=1.4qk2=1.4×2.55=3.57kN/m

作用大横向水平杆线荷载设计值

q=q1+q2=6.7065+3.57=10.2765kN/m

大横向水平杆受最大弯矩

M=0.125qlb2=0.125×10.2765×0.852=0.9281kN.m

抗弯强度

ó=M/W=0.9281×106/5.08×103=182.3N/mm2<205N/mm2=f

满足要求

按两跨连续梁计算的扰度

υ= lb4（0.521qk1+0.912qk2）/100EI

=8504（0.521×5.5888+0.912×2.55）/100×2.06×105×12.19×104

=0.76mm<7500/1000=7.5mm

按三跨连续梁计算的扰度

v=lb4（0.677qk1+0.99qk2）/100EI =8504（0.677×5.5888+0.99×2.55）/100×2.06×105×12.19×104

=1.3mm<7.5mm 满足要求

说明：a、现浇钢筋混凝土梁板起拱高度为跨度的1/1000—3/1000。支架的压缩变形值或弹性饶度控制为相应的结构计算跨度的1/1000。

b、按两跨梁计算的最大弯矩与最大支反力，比按三、四、五跨连续梁计算的最大弯矩与最大支反力取值大，计算偏安全。

c、按三跨连续梁计算的最大扰度取值，比按二、四、五跨连续梁计算的最大扰度取大值。

扣件抗滑移承载力验算

大横向水平杆传给立杆最大竖向力设计值

R=1.25qlb=1.25×10.2765×0.85=10.92kN<2×RC=2×8=16kN

在楼板模板支架顶主节点处立杆上设双扣件。满足要求

混凝土楼板模板支架立杆计算：

支架立杆的轴向力设计值为大横向水平杆传给立杆最大竖向力与楼板底模板支架自重产生的轴向力设计值之和，即：

N=R+1.0444×1.2=10.92+1.0444×1.2=13.0088kN

模板支架立杆的计算长度

lo=h+2a=1.8+2×0.15=2.1m μ=1.5

λ=lo/i=kμh/i

取k=1 λ=1.5×210/1.58=199<[λ]=210

满足要求

取k=1.155 λ=1.155×1.5×210/1.58=230

查表得 =0.137

N/ A=13.0088×103/0.137×489=194.15N/mm2<205 N/mm2=f

满足要求

注： ——轴心受压构件稳定系数

λ——长细比

lo——立杆计算长度

μ——立杆长度系数

i——截面回转半径

k——计算长度附加系数

A——立杆的截面面积

f——钢管抗压强度设计值 说明：在本规范立杆稳定性验算公式中，对立杆偏心受荷（初偏心e=53mm）的实际工况已作考虑。

验算混凝土梁模板支架：

小横向水平杆计算：

混凝土梁模板下小横向水平杆按简支梁中部受集中力计算，计算简图如下：

小横向水平杆受恒荷载作用产生的集中力标准值

pk1=0.8×[（0.8-0.4）×2+0.4]×0.3+0.4×0.8×0.8×（24+1.5）

=6.72kN

小横向水平杆受活荷载作用产生的集中力标准值

Pk2=1×0.4×0.8+2×0.4×0.8=0.96kN

传给小横向水平杆集中力标准值

Pk=Pk1+Pk2=6.72+0.96=7.68kN

传给小横向水平杆集中力设计值

P=1.2Pk1+1.4Pk2=1.2×6.72+1.4×0.96=9.408kN

作用小横向水平杆的最大弯矩

M=plb1/4=9.408×0.75/4=1.764kN.m

抗弯强度