建筑施工技术模板设计

模板支架计算书
模板支架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
一、参数信息:
1.脚手架参数横向间距或排距(m):1.00；纵距(m):1.00；步距(m):1.50；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10；脚手架搭设高度(m):4.00；采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ；扣件连接方式:双扣件，取扣件抗滑承载力系数:0.80；板底支撑连接方式:钢管支撑；板底钢管的间隔距离(mm):300.00；
2.荷载参数模板与模板自重(kN/m2):0.450；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000；楼板浇筑厚度(m):0.09；施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000；
3.楼板参数钢筋级别:二级钢HRB 335(20MnSi)；楼板混凝土标号:C30；每层标准施工天数:8；每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):1440.000；计算楼板的宽度(m):3.60；计算楼板的厚度(m):0.09；计算楼板的长度(m):5.25；施工平均温度(℃):15.000；

图1 楼板支撑架立面简图
图2 楼板支撑架荷载计算单元
二、纵向支撑钢管的计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为截面抵抗矩 w=5.08cm3；截面惯性矩 I=12.19cm4；
方木楞计算简图1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：q11= 25.000×0.300×0.090 = 0.675 kN/m；
(2)模板的自重线荷载(kN/m):q12= 0.450×0.300 = 0.135 kN/m ；
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN)：q2 = (1.000 + 2.000)×0.300 = 0.900 kN/m；
2.强度验算:Z大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。Z大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值Z不利分配的弯矩和，计算公式如下:Z大弯矩计算公式如下:
静荷载：q1 = 1.2 × (q1 + q2) = 1.2×(0.675+0.135) = 0.972 kN/m；活荷载：q2 = 1.4×0.900 = 1.260 kN/m；Z大弯距 Mmax = (0.100×0.972+0.117×1.260 ) ×1.0002 = 0.245 kN.M；
Z大支座力 N = ( 1.1 ×0.972 + 1.2×1.260)×1.000 = 2.581 kN ；Z大应力计算值 σ= M / W = 0.245×106/5080.0 = 48.154 N/mm2；纵向钢管的抗压强度设计值 [f]=205.0 N/mm2；
纵向钢管的Z大应力计算值为 48.154 N/mm2 小于 纵向钢管的抗压强度设计值 205.0 N/mm2，满足要求!
3.挠度验算:Z大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载 q1 = q11 + q12 = 0.810 kN/m活荷载 q2 = 0.900 kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的Z大挠度V= (0.677×0.810+0.990×0.900)×1000.04/( 100×2.1×105×12.190 ) =5.732 mm；
支撑钢管的Z大挠度小于1000.000/150与10 mm，满足要求!
三、板底支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P = 2.581 kN；
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
支撑钢管计算变形图(kN.m)
支撑钢管计算剪力图(kN)
Z大弯矩 Mmax = 0.869 kN.m ；Z大变形 Vmax = 2.221 mm ；Z大支座力 Qmax = 9.387 kN ；Z大应力 σ= 171.043 N/mm2；支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205.000 N/mm2；
支撑钢管的Z大应力计算值 171.043 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2，满足要求!
支撑钢管的Z大挠度小于1000.000/150与10 mm，满足要求!
四、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
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(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值，取12.80 kN； 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Z大支座反力，R= 9.387 kN；
R < 12.80 kN，所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架的自重(kN)： NG1 = 0.129×4.000 = 0.516 kN；
(2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.450×1.000×1.000 = 0.450 kN；
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 25.000×0.090×1.000×1.000 = 2.250 kN；
静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.216 kN；
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000 ) ×1.000×1.000 = 3.000 kN；
3.不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ = 8.060 kN；
六、立杆的稳定性计算:
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(kN) ：N = 8.060 kN； σ---- 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比 Lo/i 查表得到； i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.58 cm； A ---- 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.89 cm2； W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3； σ-------- 钢管立杆受压应力计算值 (N/mm2)； [f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205.000 N/mm2； L0---- 计算长度 (m)；
如果完全参照《扣件式规范》，由下式计算
l0 = h+2a
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆ZX线至模板支撑点的长度；a = 0.100 m；
得到计算结果：立杆计算长度 L0 = h + 2a = 1.500+2×0.100 = 1.700 m ； L0 / i = 1700.000 / 15.800=108.000 ；
由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.530 ；钢管立杆受压应力计算值；σ=8059.680/(0.530×489.000) = 31.098 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ= 31.098 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f]= 205.000 N/mm2，满足要求！