附件4次梁模板扣件钢管高支撑架计算书高支撑架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。支 撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架，对于高支撑架的计算规范存在重要 疏漏，使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。本计算书还参照施工技术 2002.3.扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全，供脚手架设计人员参考。模板支架搭设高度为5.0米，基本尺寸为：梁截面 BD=300mm600mm，梁支撑立杆的横距(跨度方向) l=0.90米，梁 底加一道小横杆，即小横杆间距为0.45m。立杆的步距 h=1.50米，梁底增加0道承重立杆。50001500600300900图1 梁模板支撑架立面简图计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。集中力大小为 F = 1.225.0000.1800.8000.450=1.944kN。采用的钢管类型为483.0。一、模板面板计算面板为受弯结构,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.荷载的计算：(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：q1 = 25.0000.6000.450=6.750kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q2 = 0.3500.450(20.600+0.300)/0.300=0.788kN/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)：经计算得到，活荷载标准值 P1 = (1.000+2.000)0.3000.450=0.405kN均布荷载 q = 1.26.750+1.20.788=9.045kN/m集中荷载 P = 1.40.405=0.567kN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:W = 45.001.801.80/6 = 24.30cm3；I = 45.001.801.801.80/12 = 21.87cm4；3000.57kN9.05kN/mAB计算简图0.1440.000弯矩图(kN.m)1.640.280.281.64剪力图(kN)0.0000.956变形图(mm)经过计算得到从左到右各支座力分别为N1=1.640kNN2=1.640kN最大弯矩 M = 0.144kN.m最大变形 V = 1.0mm(1)抗弯强度计算经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.14410001000/24300=5.926N/mm2面板的抗弯强度设计值 f，取15.00N/mm2；面板的抗弯强度验算 f f,满足要求!(2)抗剪计算 可以不计算截面抗剪强度计算值 T=31640.0/(2450.00018.000)=0.304N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2抗剪强度验算 T T，满足要求!(3)挠度计算面板最大挠度计算值 v = 0.956mm面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!二、梁底支撑木方的计算（一）梁底木方计算（一）梁底木方计算按照两跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计 算公式如下:均布荷载 q = 1.640/0.450=3.645kN/m最大弯矩 M = 0.125ql2=0.1253.650.450.45=0.092kN.m最大剪力 Q=0.6250.4503.645=1.025kN最大支座力 N=1.250.4503.645=2.050kN木方的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = 4.009.009.00/6 = 54.00cm3；I = 4.009.009.009.00/12 = 243.00cm4；(1)木方抗弯强度计算抗弯计算强度 f=0.092106/54000.0=1.71N/mm2木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!(2)木方抗剪计算 可以不计算最大剪力的计算公式如下:Q = 0.625ql截面抗剪强度必须满足:T = 3Q/2bh T截面抗剪强度计算值 T=31025/(24090)=0.427N/mm2截面抗剪强度设计值 T=1.60N/mm2木方的抗剪强度计算满足要求!(3)木方挠度计算最大变形 v =0.5213.038450.04/(1009500.002430000.0)=0.028mm木方的最大挠度小于450.0/250,满足要求!三、梁底支撑钢管计算( (一一) ) 梁底支撑横向钢管计算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取木方支撑传递力。9001.64kN 1.64kN 1.94kN 1.94kNAB支撑钢管计算简图0.9680.000支撑钢管弯矩图(kN.m)0.0003.845支撑钢管变形图(mm)3.583.581.64 1.640.000.00 1.64 1.643.583.58支撑钢管剪力图(kN)经过连续梁的计算得到最大弯矩 Mmax=0.968kN.m最大变形 vmax=3.845mm最大支座力 Qmax=3.584kN抗弯计算强度 f=0.968106/4491.0=215.62N/mm2支撑钢管的抗弯计算强度大于205.0N/mm2,不满足要求!支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!( (二二) ) 梁底支撑纵向钢管计算梁底支撑纵向钢管计算纵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取横向支撑钢管传递力。900 900 9003.58kN 3.58kN 3.58kN 3.58kN 3.58kN 3.58kN 3.58kNAB支撑钢管计算简图0.5650.484支撑钢管弯矩图(kN.m)1.3610.074支撑钢管变形图(mm)1.251.252.332.331.791.791.791.792.332.331.251.25支撑钢管剪力图(kN)经过连续梁的计算得到最大弯矩 Mmax=0.565kN.m最大变形 vmax=1.361mm最大支座力 Qmax=7.706kN抗弯计算强度 f=0.565106/4491.0=125.70N/mm2支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!四、扣件抗滑移的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(规范5.2.5):R Rc其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；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，R=7.71kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承 载力可取8.0kN；双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。五、立杆的稳定性计算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=7.71kN (已经包括组合系数1.4)脚手架钢管的自重 N2 = 1.20.1295.000=0.775kNN = 7.706+0.775=8.481kN 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 = 1.60A 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.24W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 4.49 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)；如果完全参照扣件式规范不考虑高支撑架，由公式(1)或(2)计算 l0 = k1uh (1)l0 = (h+2a) (2)k1 计算长度附加系数，按照表1取值为1.185；u 计算长度系数，参照扣件式规范表5.3.3；u = 1.70a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.50m；公式(1)的计算结果： = 99.54N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求!公式(2)的计算结果： = 69.63N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求!如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算 l0 = k1k2(h+2a) (3)k2 计算长度附加系数，按照表2取值为1.007；公式(3)的计算结果： = 97.49N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求!模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。表1 模板支架计算长度附加系数 k1步距 h(m) h0.9 0.9h1.2 1.2h1.5 1.5h2.1k1 1.163 1.167 1.185 1.243表2 模板支架计算长度附加系数 k2H(m) 4 6 8 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40h+2a或u1h(m)1.35 1.0 1.014 1.026 1.039 1.042 1.054 1.061 1.081 1.092 1.113 1.137 1.155 1.1731.44 1.0 1.012 1.022 1.031 1.039 1.047 1.056 1.064 1.072 1.092 1.111 1.129 1.1491.53 1.0 1.007 1.015 1.024 1.031 1.039 1.047 1.055 1.062 1.079 1.097 1.114 1.1321.62 1.0 1.007 1.014 1.021 1.029 1.036 1.043 1.051 1.056 1.074 1.090 1.106 1.1231.80 1.0 1.007 1.014 1.020 1.026 1.033 1.040 1.046 1.052 1.067 1.081 1.096 1.1111.92 1.0 1.007 1.012 1.018 1.024 1.030 1.035 1.042 1.048 1.062 1.076 1.090 1.1042.04 1.0 1.007 1.012 1.018 1.022 1.029 1.035 1.039 1.044 1.060 1.073 1.087 1.1012.25 1.0 1.007 1.010 1.016 1.020 1.027 1.032 1.037 1.042 1.057 1.070 1.081 1.0942.70 1.0 1.007 1.010 1.016 1.020 1.027 1.032 1.037 1.042 1.053 1.066 1.078 1.091