浙江****大學圖書館工程梁模板扣件鋼管高支撐架計算書一、工程概況1、工程名稱：2、工程地址及規(guī)模、層次、結構：浙師大圖書館工程經省計委[2004]***號文件批準，建筑工程施工許可證編號為****。本工程位于***校園內，即校前廣場***側，市***大道以西，由浙江***投資建造，是一座功能完備，造型美觀實用的大樓。本工程位于浙江****新校區(qū)內，由圖書館和報告廳二部分組成，其中7層圖書館設有一層地下室。本工程總建筑面積為40972.9m2，為二至七層框架結構（部分框剪結構），其中地上建筑面積為38283.9m2（圖書館35247.9m2，報告廳3036m2），地下室建筑面積2689m2。建筑物最高點為33.6米，圖書館標準層層高為4.8米。本工程屬一類建筑，耐火等級為一級，屋面防水等級為二級，地下室防水等級為二級，設計使用年限為50年?！?.000相當于絕對標高67.2米，室內外高差0.6米。3、建設、勘察、設計、施工、監(jiān)理、質檢、安檢等參與建設工程單位：建設單位：勘察單位：設計單位：施工單位：監(jiān)理單位：質監(jiān)單位：安監(jiān)單位：4、正式開工日期：2004年12月7日。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》（JGJ130-2001）。因為本工程支模架的高度超過8M，根據相關規(guī)定進行型鋼支撐。本工程采用型鋼和鋼管腳手架的結合做為承重體系的方案方案進行施工。型鋼，鋼管采用鋼管類型為48×3.5的鋼管，鋼管間距為500×500見方，立桿的步距h=1.50米本方案處采用規(guī)范的計算之外，又參照《施工技術》2002.3.《扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全》相關理論進行多方論證計算。相關參數如下：模板支架搭設高度為28.0米，基本尺寸為：梁截面B×D=840mm×630mm，梁支撐立桿的橫距(跨度方向)l=0.50米，立桿的步距h=1.50米，梁底增加2道承重立桿。圖1梁模板支撐架立面簡圖采用的鋼管類型為48×3.5。二、模板面板計算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。模板面板的按照多跨連續(xù)梁計算。作用荷載包括梁與模板自重荷載，施工活荷載等。1.荷載的計算：(1)鋼筋混凝土梁自重(kN/m)：q1=25.000×0.630×0.500=7.875kN/m(2)模板的自重線荷載(kN/m)：q2=0.350×0.500×(2×0.630+0.840)/0.840=0.438kN/m(3)活荷載為施工荷載標準值與振倒混凝土時產生的荷載(kN)：經計算得到，活荷載標準值P1=(1.000+1.000)×0.840×0.500=0.840kN均布荷載q=1.2×7.875+1.2×0.438=9.975kN/m集中荷載P=1.4×0.840=1.176kN面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:本算例中，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=50.00×1.80×1.80/6=27.00cm3；I=50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4；計算簡圖彎矩圖(kN.m)剪力圖(kN)變形圖(mm)經過計算得到從左到右各支座力分別為N1=1.029kNN2=3.749kNN3=3.748kNN4=1.029kN最大彎矩最大變形V=0.2mm(1)抗彎強度計算經計算得到面板抗彎強度計算值f=0.102×1000×1000/27000=3.778N/mm2面板的抗彎強度設計值[f]，取15.00N/mm2；面板的抗彎強度驗算f<[f],滿足要求!(2)抗剪計算截面抗剪強度計算值T=3×1984.0/(2×500.000×18.000)=0.331N/mm2截面抗剪強度設計值[T]=1.40N/mm2抗剪強度驗算T<[T]，滿足要求!(3)撓度計算面板最大撓度計算值v=0.212mm面板的最大撓度小于280.0/250,滿足要求!三、梁底支撐木方的計算（一）梁底木方計算按照三跨連續(xù)梁計算，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=3.749/0.500=7.497kN/m最大彎矩M=0.1ql2=0.1×7.50×0.50×最大剪力Q=0.6×0.500×7.497=2.249kN最大支座力N=1.1×0.500×7.497=4.123kN木方的截面力學參數為本算例中，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=6.00×8.00×8.00/6=64.00cm3；I=6.00×8.00×8.00×8.00/12=256.00cm4；(1)木方抗彎強度計算抗彎計算強度f=0.187×106/64000.0=2.93N/mm2木方的抗彎計算強度小于13.0N/mm2,滿足要求!(2)木方抗剪計算最大剪力的計算公式如下:Q=0.6ql截面抗剪強度必須滿足:T=3Q/2bh<[T]截面抗剪強度計算值T=3×2249/(2×60×80)=0.703N/mm2截面抗剪強度設計值[T]=1.30N/mm2木方的抗剪強度計算滿足要求!(3)木方撓度計算最大變形v=0.677×6.248×500.04/(100×9500.00×2560000.0)=0.109mm木方的最大撓度小于500.0/250,滿足要求!四、梁底支撐鋼管計算(一)梁底支撐橫向鋼管計算橫向支撐鋼管按照集中荷載作用下的連續(xù)梁計算。集中荷載P取木方支撐傳遞力。支撐鋼管計算簡圖支撐鋼管彎矩圖(kN.m)支撐鋼管變形圖(mm)支撐鋼管剪力圖(kN)經過連續(xù)梁的計算得到最大彎矩最大變形vmax=0.057mm最大支座力Qmax=4.240kN抗彎計算強度f=0.097×106/5080.0=19.04N/mm2支撐鋼管的抗彎計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度小于460.0/150與10mm,滿足要求!(二)梁底支撐縱向鋼管計算梁底支撐縱向鋼管只起構造作用，無需要計算。五、扣件抗滑移的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8.0kN；R——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取最大支座反力，R=4.24kN單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!當直角扣件的擰緊力矩達40--65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN；六、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，它包括：橫桿的最大支座反力N1=4.24kN(已經包括組合系數1.4)腳手架鋼管的自重N2=1.2×0.129×28.000=4.338kNN=4.240+4.338=8.578kN——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數,由長細比l0/i查表得到；i——計算立桿的截面回轉半徑(cm)；i=1.58A——立桿凈截面面積(cm2)；A=4.89W——立桿凈截面抵抗矩(cm3)；W=5.08——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]=205.00N/mm2；l0——計算長度(m)；如果完全參照《扣件式規(guī)范》不考慮高支撐架，由公式(1)或(2)計算l0=k1uh(1)l0=(h+2a)(2)k1——計算長度附加系數，按照表1取值為1.185；u——計算長度系數，參照《扣件式規(guī)范》表；u=1.70a——立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a=0.30m；公式(1)的計算結果：=89.00N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計算<[f],滿足要求!公式(2)的計算結果：=45.39N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計算<[f],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l0=k1k2(h+2a)(3)k2——計算長度附加系數，按照表2取值為1.070；公式(3)的計算結果：=69.92N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計算<[f],滿足要求!模板承重架應盡量利用剪力墻或柱作為連接連墻件，否則存在安全隱患。表1模板支架計算長度附加系數k1———————————————————————————————————————步距h(m)h≤0.90.9<h≤1.21.2<h≤1.51.5<h≤2.1k11.1631.1671.1851.243———————————————————————————————————————表2模板支架計算長度附加系數k2—————————————————————————————————————————————H(m)46810121416182025303540h+2a或u1h(m)1.351.01.0141.0261.0391.0421.0541.0611.0811.0921.1131.1371.1551.1731.4441..01..0121.02221.003111.0391.04471..0561.06441.007211.0921.11111..1291.14991.5531..01..0071.01551.002411.0311.03391..0471.05551.006211.0791.09971..1141.13221.6621..01..0071.01441.002111.0291.03361..0431.05111.005611.0741.09901..1061.12331.8801..01..0071.01441.002011.0261.03331..0401.04661.005211.0671.08811..0961.11111.9921..01..0071.01221.001811.0241.03301..0351.04221.004811.0621.07761..0901.10442.0041..01..0071.01221.001811.0221.02291..0351.03991.004411.0601.07731..0871.10112.2251..01..0071.01001.001611.0201.02271..0321.03771.004211.0571.07701..0811.09442.7701..01..0071.01001.001611.0201.02271..0321.03771.004211.0531.06661..0781.0911———————————————————————————————————————————————————————————以上表參照杜榮軍軍：《扣件式式鋼管模板高高支撐架設計計和使用安全全》七、梁模板高支撐撐架的構造和和施工要求[[工程經驗]除了要遵守《扣件件架規(guī)范》的的相關要求外外，還要考慮慮以下內容1.模板板支架的構造造要求：a..梁板模板高高支撐架可以以根據設計荷荷載采用單立立桿或雙立桿桿；b..立桿之間必必須按步距滿滿設雙向水平平桿，確保兩兩方向足夠的的設計剛度；；c..梁和樓板荷荷載相差較大大時，可以采采用不同的立立桿間距，但但只宜在一個個方向變距、而而另一個方向向不變。2.立桿桿步距的設計計：a..當架體構造造荷載在立桿桿不同高度軸軸力變化不大大時，可以采采用等步距設設置；b..當中部有加加強層或支架架很高，軸力力沿高度分布布變化較大，可可采用下小上上大的變步距距設置，但變變化不要過多多；c..高支撐架步步距以為宜，不不宜超過1..5m。3.整體體性構造層的的設計：a..當支撐架高高度≥20m或橫向向高寬比≥6時，需要設設置整體性單單或雙水平加加強層；b..單水平加強強層可以每44--6米沿沿水平結構層層設置水平斜斜桿或剪刀撐撐，且須與立立桿連接，設設置斜桿層數數要大于水平平框格總數的的1/3；c..雙水平加強強層在支撐架架的頂部和中中部每隔100--15mm設置，四周周和中部每110--155m設豎向斜斜桿，使其具具有較大剛度度和變形約束束的空間結構構層；d..在任何情況況下，高支撐撐架的頂部和和底部（掃地地桿的設置層層）必須設水水平加強層。4.剪刀刀撐的設計：：