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XX博物馆改扩建项目超限构件模板支撑架专项施工方案(范本).docx

MT=3×1.000×0.468 = 1.405kN.m

模板支架整体抗倾覆验算 MT < MR，满足整体稳定性要求！

梁模板扣件钢管支撑架计算书

钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。

模板支架搭设高度为2.5m高层住宅1#楼商品砼质量控制交底，

梁截面 B×D=800mm×1500mm，立杆的纵距(跨度方向) l=0.45m，立杆的步距 h=1.20m，

梁底增加2道承重立杆。

面板厚度15mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。

内龙骨采用40.×90.mm木方。

木方剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。

梁两侧立杆间距 1.20m。

梁底按照均匀布置承重杆4根计算。

模板自重0.50kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3。

振捣混凝土荷载标准值2.00kN/m2，施工均布荷载标准值2.50kN/m2。

扣件计算折减系数取1.10。

图1 梁模板支撑架立面简图

按照GB51210规范6.1.11条规定确定荷载组合分项系数如下：

由可变荷载效应控制的组合S=1.2×(25.50×1.50+0.20)+1.40×2.50=49.640kN/m2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.50×1.50+0.7×1.40×2.50=54.088kN/m2

由于永久荷载效应控制的组合S最大，

永久荷载分项系数取1.35，可变荷载分项系数取0.7×1.40=0.98

采用的钢管类型为φ48×2.7。

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照多跨连续梁计算。

作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：

q1 = 25.500×1.500×0.450=17.213kN/m

(2)模板的自重线荷载(kN/m)：

q2 = 0.200×0.450×(2×1.500+0.800)/0.800=0.428kN/m

(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN)：

经计算得到，活荷载标准值 P1 = (2.500+2.000)×0.800×0.450=1.620kN

均布荷载 q = 1.35×17.213+1.35×0.428=23.814kN/m

集中荷载 P = 0.98×1.620=1.588kN

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

截面抵抗矩 W = 16.88cm3；

截面惯性矩 I = 12.66cm4；

计算简图

弯矩图(kN.m)

剪力图(kN)

变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

变形计算受力图

变形图(mm)

经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=1.535kN

N2=4.124kN

N3=4.660kN

N4=4.660kN

N5=4.124kN

N6=1.535kN

最大弯矩 M = 0.071kN.m

最大变形 V = 0.066mm

经计算得到面板抗弯计算强度 f = γ0M/W = 1.00×0.071×1000×1000/16875=4.207N/mm2

面板的抗弯强度设计值 [f]，取17.00N/mm2；

面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!

截面抗剪强度计算值 γ0T = 3γ0Q/2bh = 3×1.00×2698.0/(2×450.000×15.000)=0.600N/mm2

截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2

面板抗剪强度验算 T < [T]，满足要求!

面板最大挠度计算值 v = 0.066mm

面板的最大挠度小于160.0/250,满足要求!

二、梁底支撑龙骨的计算

按照三跨连续梁计算，计算公式如下:

均布荷载 q = P/l = 4.660/0.450=10.357kN/m

最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×10.36×0.45×0.45=0.210kN.m

最大剪力 Q=0.6ql = 0.6×0.450×10.357=2.796kN

最大支座力 N=1.1ql = 1.1×0.450×10.357=5.126kN

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

截面抵抗矩 W = 54.00cm3；

截面惯性矩 I = 243.00cm4；

(1)龙骨抗弯强度计算

抗弯计算强度 f = γ0M/W = 1.00×0.210×106/54000.0=3.88N/mm2

龙骨的抗弯计算强度小于17.0N/mm2,满足要求!

最大剪力的计算公式如下:

Q = 0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

γ0T = 3γ0Q/2bh < [T]

截面抗剪强度计算值 T=3×1.00×2796.27/(2×40.00×90.00)=1.165N/mm2

截面抗剪强度设计值 [T]=1.70N/mm2

龙骨的抗剪强度计算满足要求!

挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值，

均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以龙骨计算跨度(即龙骨下小横杆间距)

得到q=7.097kN/m

最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×7.097×450.04/(100×9000.00×2430000.0)=0.090mm

龙骨的最大挠度小于450.0/400(木方时取250),满足要求!

(一) 梁底支撑横向钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取次龙骨支撑传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图(kN.m)

支撑钢管剪力图(kN)

变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

支撑钢管变形计算受力图

支撑钢管变形图(mm)

最大弯矩 Mmax=0.321kN.m

最大变形 vmax=0.132mm

最大支座力 Qmax=9.188kN

抗弯计算强度 f = γ0M/W = 1.00×0.321×106/5262.3=61.02N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于466.7/150与10mm,满足要求!

(二) 梁底支撑纵向钢管计算

梁底支撑纵向钢管只起构造作用，无需要计算。

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:

γ0R ≤ Rc

其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8.00kN,双扣件取12.00kN；

　　 R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

计算中R取最大支座反力，γ0R= 1.00×9.19=9.19kN

选用双扣件,抗滑承载力的设计计算满足要求!

1、按扣件脚手架规范计算立杆稳定性：

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，它包括：

横杆的最大支座反力 N1=9.19kN (已经包括组合系数)

脚手架钢管的自重 N2 = 1.00×1.35×0.399=0.539kN

顶部立杆段，脚手架钢管的自重 N2 = 1.00×1.35×0.240=0.324kN

非顶部立杆段 N = 9.188+0.539=9.727kN

顶部立杆段 N = 9.188+0.324=9.511kN

φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到；

i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.59

A —— 立杆净截面面积 (cm2)； A = 5.06

W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.26

σ —— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；

[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；

l0 —— 计算长度 (m)；

参照《扣件式规范》2011，由公式计算

顶部立杆段：l0 = ku1(h+2a) (1)

非顶部立杆段：l0 = ku2h (2)

k —— 计算长度附加系数，按照表5.4.6取值为1.155,当允许长细比验算时k取1；

u1，u2 —— 计算长度系数，参照《扣件式规范》附录C表；

a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.30m；

顶部立杆段：a=0.2m时，u1=1.869,l0=3.454m；

λ=3454/15.9=217.844

允许长细比(k取1) λ0=217.844/1.155=188.610 <210 长细比验算满足要求!

φ=0.155

σ=1.00×9511/(0.155×505.5)=121.640N/mm2

a=0.5m时，u1=1.403,l0=3.565m；

λ=3565/15.9=224.852

允许长细比(k取1) λ0=224.852/1.155=194.677 <210 长细比验算满足要求!

φ=0.145

σ=1.00×9511/(0.145×505.5)=129.650N/mm2

依据规范做承载力插值计算 a=0.300时，σ=124.310N/mm2,立杆的稳定性计算 σ< [f],满足要求!

非顶部立杆段：u2=2.225,l0=3.084m；

λ=3084/15.9=194.503

允许长细比(k取1) λ0=194.503/1.155=168.401 <210 长细比验算满足要求!

φ=0.191

σ=1.00×9727/(0.191×505.5)=100.501N/mm2,立杆的稳定性计算 σ< [f],满足要求!

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式

MW=1.4×0.6Wklah2/10

其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2)；

Wk=uz×us×w0 = 0.300×1.250×0.600=0.225kN/m2

h —— 立杆的步距，1.20m；

la —— 立杆纵向间距(梁截面方向)，0.45m；

lb —— 立杆横向间距江西省萍乡市芦溪县宣风镇吐霞境内田心水库除险加固工程施工组织设计，1.20m；

Nw —— 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；

风荷载产生的弯矩 Mw=1.4×0.6×0.225×0.450×1.200×1.200/10=0.033kN.m；

风荷载设计值产生的立杆段轴力 Nwk计算公式

Nwk=(6n/(n+1)(n+2))*MTk/B

其中 MTk —— 模板支撑架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值(kN.m)TB／T 2325.1-2019标准下载，由公式计算：MTk = 0.5H2lawfk + HlaHmwmk

B —— 模板支撑架横向宽度(m)；

n —— 模板支撑架计算单元立杆横向跨数；