地铁车站支架计算书.docx

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地铁车站支架计算书

计算书及相关施工图纸

12.1模板及支撑系统设计取值

高大模板支撑架采用φ48.3mm×3.6mm（验算按φ48mm×3.0mm）钢管及构配件搭设碗扣式钢管满堂支撑架、可调托撑（底板厚度5mm，螺杆外径36mm）搭设，模板采用18mm厚竹胶板、100mm×100mm截面松木方（验算按95mm×95mm）次楞、2[10槽钢（用于侧墙及梁板）或φ48.3mm×3.6mm扣件式双钢管（用于立柱）主楞。

模板分类布置如下：

板：

次楞间距250mm，顶板立杆双向间距600mm，中板立杆横向900mm、纵向600mm，边立杆距侧墙及梁侧≤400mm，水平杆步距1200mm；两侧加腋部位范围内的立杆横向间距加密至450mm。

侧墙：

次楞竖向布置、间距250mm，主楞横向布置、间距400mm、600mm（对应水平杆顶撑步距），横向钢管支撑纵向间距600mm，竖向间距1200mm，两侧距墙横向4跨（5根立杆）、竖向3步（350+1200×3=3950）范围内均加密至400mm、竖向3步以上至板底加密至600mm（端头井负二层净高7280mm，加密区为竖向4步）。

梁：

中板梁次楞间距200mm，梁下布置4根立杆，纵距600mm；顶板梁次楞间距200mm，梁下布置6根立杆，纵距600mm；梁下立杆不升至板底，纵横水平杆步距1200mm。

柱：

次楞竖向布置间距250mm，主楞横向布置间距450mm。

由于涉及到的模板及支撑系统选型较多，现将模板及支撑系统采用的设计值列于下表12.1-1所示：

表12.1-1模板及支撑系统采用的设计值

模板位置

选型（mm）

满堂支撑体系

横向间距×纵向间距×水平杆层间距600×600×1200（顶板）

900×600×1200（中板）

侧墙木模

次楞：

100×100方木@250

主楞：

2[10槽钢@400（600）

中板木模

次楞：

100×100方木@250

主楞：

2[10槽钢@900

顶板木模

次楞：

100×100方木@250

主楞：

2[10槽钢@600

中、顶板纵梁底模（中板下4根立杆，顶板下6根立杆，纵距600mm，布距1200mm）

次楞：

100×100方木@200

主楞：

2[10槽钢

立柱模板

背肋：

100×100方木@250

柱箍：

2根并排48.3mm（壁厚3.6mm）钢管@450

长边柱箍中间加一道M16对拉螺栓

12.2模板及支撑系统设计验算说明

12.2.1设计验算原则

（1）应满足模板在运输、安装、使用过程中的强度、刚度及稳定性的要求；

（2）从本工程实际出发，优先选用定型化、标准化的模板支撑和模板构件；

（3）采取符合实际的力学模型进行计算。

12.2.2模板及支架系统的力学参数

（1）碗扣式支撑架

钢管、碗扣、扣件钢材Q235A（3号）强度设计值

205N/mm2

水平杆件容许挠度值

L/150

钢管的弹性模量E

206000N/mm2

主要受压构件（立柱）的容许长细比

210

（2）木材

参数

弹性模量E

抗弯强度设计值f

净截面惯性矩Ix

截面面积距Wx

95×95方木

10000N/mm2

13N/mm2

6787552mm4

142896mm3

2440×1220×18竹胶板

6000N/mm2

13N/mm2

486000mm4

54000mm3

（3）钢材

参数

截面面积A

弹性模量E

抗弯强度值f

净截面惯性矩Ix

截面面积距Wx

钢管φ48×3mm

424mm2

2.06×105N/mm2

215N/mm2

107830mm4

4.49cm3

2[10槽钢

25.496cm2

2.06×105N/mm2

215N/mm2

3960000mm4

79.4cm3

12.2.3模板变形值的规定

为了保证结构表面的平整度，模板及模板支架必须具有足够的刚度，验算时其变形值不超过下列规定：

（1）对结构表面外露的模板，为模板构件计算跨度的1/400；结构表面隐蔽的模板，为模板构件计算跨度的1/250；

（2）支架体系的压缩变形值或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的1/1000；

（3）柱箍最大容许变形值为3mm或B/500；

12.3侧墙模板设计验算

根据《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）、《建筑施工临时支撑结构技术规范》（JGJ300-2013）、《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）进行模板设计验算。

12.3.1荷载计算

侧墙采用竹胶板加满堂支撑架支撑体系。

侧墙浇筑段最高为6.28m，荷载设计按6.28m计算。

（1）侧压力计算

新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列二公式计算，并取二式中的较小值:

=0.22×24×3×1.2×1.15×1.51/2=26.77KN/m2

=24×6.28=150.72KN/m2

式中F——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/㎡）；

γc——混凝土的重力密度（kN/m3），计算中取24kN/m3；

t0——新浇筑混凝土的初凝时间（h），t0=3；

V——混凝土的浇筑速度（m/h），计算时取1.5m/h；

β1——外加剂影响修正系数，掺加缓凝作用的外加剂时取1.2；

β2——混凝土塌落度影响修正系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50～90mm时取1.0；110～150mm时，取1.15。

结构砼采用泵送，计算时，取1.15；

H——取侧墙浇筑的最高值。

根据计算结果，取较小值，新浇筑混凝土对模板最大侧压力F0=26.77KN/m2。

有效压头高度h由下式计算：

分项系数1.35，则h=1.15mm作用在侧墙模板上的总荷载为：

F=1.35×26.77=36.14KN/m2

12.3.2面板验算

侧墙模板在力学上属于受弯构件，按三跨连续梁计算。

墙侧模板采用18mm厚竹胶板，内楞采用100mm×100mm（计算取95mm×95mm）方木，间距L=250mm。

进行强度验算时，采用设计荷载，则作用在模板上的均布荷载为：

q1=bF=1×36.14=36.14KN/m。

进行刚度验算时，采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用，则模板上作用的均布荷载为：

q2=bF0=1×26.77=26.77KN/m。

（1）强度验算

模板最大弯矩：

M=Kmq1l2=0.1×36.14×0.252=0.226KN×m

最大拉应力

=0.226×106/54000=4.18N/mm2

<[

]=13N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×26.77×2504/（100×6000×486000）=0.24mm

υ<[υ]=L/400=0.625mm刚度验算满足

12.3.3次楞验算

（1）强度验算

次楞采用100×100mm方木@250mm，主楞间距400mm或600mm，取L=600mm进行验算，建立受力模型如下：

次楞最大弯矩根据计算公式计算：

M=Kmq1l2=0.1×36.14×0.25×0.62=0.325kN×m

最大拉应力

=0.325×106/142896=2.27N/mm2

<[

]=13N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×26.77×0.25×6004/（100×10000×6787552）=0.09mm

υ<[υ]=L/400=1.5mm刚度验算满足

12.3.4主楞验算

（1）强度验算

主楞取2[10槽钢进行验算，因为支撑杆纵向间距为600mm，所以主楞支点间距按照L=600mm进行验算，将次楞和面板看成整体，将次楞的荷载简化成均布力，建立受力模型如下：

主楞最大弯矩根据计算公式计算：

M=Kmq1l2=0.1×36.14×0.6×0.62=0.78kN×m

最大拉应力

=0.78×106/79400=9.8N/mm2

<[

]=215N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×26.77×0.6×6004/（100×2.06×105×3960000）=0.02mm

υ<[υ]=L/400=1.5mm刚度验算满足

12.3.5侧墙支撑验算

（1）横撑验算

横撑承担轴心压力设计值：

N=Fab=36.14×0.6×0.6=13.01KN

横撑稳定性按下式计算：

——长细比，

=1306.65/15.9=82.18

l0——计算长度；l0=kμ2h=1.155×1.257×900=1306.65mm；

i——截面回转半径；取值15.9mm

——轴心受压构件的稳定系数，应根据长细比

查规范取值；查表得0.710

f——钢材的抗压强度设计值，取值205N/mm2

水平杆稳定性则为：

13.01×103/（0.710×489）=37.47

205N/mm2满足要求

（2）斜撑验算

横向支撑杆端增设带顶托（可调支托）的钢管斜撑杆，分别与侧墙水平钢管主楞、底板面（预留防滑插筋）顶紧。

对最不稳定的顶端外伸斜撑（长细比最大段）进行验算。

斜撑承担的轴心压力设计值：

N=Fl=36.14×0.6×0.6/COS45°=18.4KN

横撑稳定性按下式计算：

——长细比，

=2904/15.9=183

l0——计算长度；l0=kμ2（h+2a）=1.155×1.257×（1200+2×400）=2904mm；

i——截面回转半径；取值15.9mm

——轴心受压构件的稳定系数，应根据长细比

查规范取值；查表得0.214

f——钢材的抗压强度设计值，取值205N/mm2

水平杆稳定性则为：

18.4×103/（0.214×489）=176

205N/mm2满足要求

12.4中板模板设计验算

12.4.1荷载计算

（1）恒载计算

楼板自重：

中板厚400mm或600mm，按最不利情况取600mm，新浇筑混凝土重度取0.6×24=14.4KN/m2；

楼板模板自重：

取0.5KN/m2;

钢筋自重：

取0.6×1.1=0.66KN/m2；

验算顶板模板取用的恒载标准值q=14.4+0.5+0.66=15.56KN/m2。

（2）活载计算

采用混凝土泵车导管，倾倒混凝土对水平模板产生的荷载不考虑；

施工人员及设备荷载标准值：

当计算模板及直接支撑模板的次楞时，均布活荷载可取2.5KN/㎡；当计算直接支撑次楞的主楞时，均布活荷载标准值可取1.5KN/m2。

振捣混凝土时产生的荷载取2KN/m2

验算中板模板取用的活载标准值q=4.5KN/m2及3.5KN/m2。

（3）总荷载

均布荷载：

Q1=1.2×15.56+1.4×4.5=24.97KN/m2或Q1=1.2×15.56+1.4×3.5=23.57KN/m2；标准均布荷载：

Q2=15.56KN/m2。

12.4.2面板验算

（1）强度验算

面板采用18mm厚竹胶板，取1m宽为计算单元，次楞间距250mm。

采用L=250mm的三跨连续梁作为力学计算模型：

q1=24.97×1=24.97KN/m2；q2=15.56×1=15.56KN/m2

模板最大弯矩根据公式计算：

M=Kmq1l2=0.1×24.97×0.252=0.16kN×m

最大拉应力

=0.16×106/54000=2.96N/mm2

<[

]=13N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×15.56×2504/（100×6000×486000）=0.14mm

υ<[υ]=L/400=0.625mm.刚度验算满足

12.4.3次楞验算

（1）强度验算

次楞采用100×100mm方木@250，主楞间距900mm。

采用L=900mm的三跨连续梁作为力学计算模型：

q3=24.97×0.25=6.24KN/m2；q4=15.56×0.25=3.89KN/m2

次楞最大弯矩根据公式计算：

M=Kmq3l2=0.1×6.24×0.92=0.51kN×m

最大拉应力

=0.51×106/142896=3.6N/mm2

<[

]=13N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×3.89×9004/（100×10000×6787552）=0.25mm

υ<[υ]=L/400=2.25mm刚度验算满足

12.4.4主楞验算

（1）强度验算

主楞采用2[10槽钢@900，立杆纵向间距600mm，将次楞和面板看成整体，采

用L=600mm的三跨连续梁作为力学计算模型：

q5=23.56×0.9=21.23KN/m2；q6=15.56×0.9=14KN/m2

主楞最大弯矩根据公式计算：

M=Kmq5l2=0.1×21.23×0.62=0.76kN×m

最大拉应力

=0.76×106/79400=9.57N/mm2

<[

]=215N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×14×6004/（100×2.06×105×3960000）=0.02mm

υ<[υ]=L/400=1.5mm.刚度验算满足

12.4.5板下立杆稳定性验算

中板下立杆的布置形式为900mm×600mm×1200mm

（1）荷载计算

1）混凝土自重：

24×0.6×0.9×0.6=7.78KN；

钢筋自重：

1.1×0.6×0.9×0.6=0.36KN；

模板自重：

0.5×0.9×0.6=0.27KN

静荷载：

G1=7.78+0.36+0.27=8.41KN

2）施工人员及设备（均布荷载）：

2.5×0.9×0.6=1.35KN；

混凝土振捣荷载：

2×0.9×0.6=1.08KN；

动荷载：

G2=1.35+1.08=2.43KN

3）立杆的轴向压力设计值：

G=8.41×1.2+2.43×1.4=13.49KN

（2）立杆稳定性验算

立杆稳定性计算公式：

---轴心受压杆件稳定系数，按照长细比查规范附录E采用；

A---立杆横截面面积；A=424mm2

f---钢材的抗拉、抗压强度设计值。

长细比

=l0/i

式中l0——立杆计算长度，按l0=kμ1（h+2a）计算，a为立杆伸出顶层水平杆长度。

最不利情况下：

l0=1.155×1.257×（1200+2×500）=3194

i——回转半径取值15.9mm

则

=3194/15.9=200.88查表轴心受压稳定系数取0.179

单肢立杆承载力

=0.179×424×205÷1000=15.56kN

N<

立杆轴向承载力验算满足

12.5顶板模板设计验算

12.5.1荷载计算

（1）恒载计算

楼板自重：

顶板厚800mm-900mm，按最不利情况取900mm，新浇筑混凝土重度取0.9×24=21.6kN/㎡；

楼板模板自重：

取0.5KN/㎡;

钢筋自重：

取0.9×1.1=0.99KN/㎡；

验算顶板模板取用的恒载标准值q=21.6+0.5+0.99=23.09KN/㎡。

（2）活载计算

采用混凝土泵车导管，倾倒混凝土对水平模板产生的荷载不考虑；

施工人员及设备荷载标准值：

当计算模板及直接支撑模板的次楞时，均布活荷载可取2.5KN/㎡；当计算直接支撑次楞的主楞时，均布活荷载标准值可取1.5KN/㎡。

振捣混凝土时产生的荷载取2KN/m2

验算中板模板取用的活载标准值q=4.5KN/m2及3.5KN/m2。

（3）总荷载

均布荷载：

Q1=1.2×23.09+1.4×4.5=34.01KN/m2或Q1=1.2×23.09+1.4×3.5=32.61KN/m2；标准均布荷载：

Q2=23.09KN/m2。

12.5.2面板验算

（1）强度验算

面板采用18mm厚竹胶板，取1m宽为计算单元，次楞间距250mm。

采用L=250mm的三跨连续梁作为力学计算模型：

q1=34.01×1=34.01KN/m2；q2=23.09×1=23.09KN/m2

模板最大弯矩根据公式计算：

M=Kmq1l2=0.1×34.01×0.252=0.21kN×m

最大拉应力

=0.21×106/54000=3.9N/mm2

<[

]=13N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×23.09×2504/（100×6000×486000）=0.21mm

υ<[υ]=L/400=0.625mm.刚度验算满足

12.5.3次楞验算

（1）强度验算

次楞采用100×100mm方木@250mm，主楞间距600mm。

采用L=600mm的三跨连续梁作为力学计算模型：

q3=34.01×0.25=8.5KN/m2；q4=23.09×0.25=5.77KN/m2

次楞最大弯矩根据公式计算：

M=Kmq3l2=0.1×8.5×0.62=0.31kN×m

最大拉应力

=0.31×106/142896=2.2N/mm2

<[

]=13N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×5.77×6004/（100×10000×6787552）=0.1mm

υ<[υ]=L/400=2.25mm刚度验算满足

12.5.4主楞验算

（1）强度验算

主楞采用2[10槽钢@600，立杆纵向间距600mm，将次楞和面板看成整体，采

用L=600mm的三跨连续梁作为力学计算模型：

q5=34.01×0.6=20.41KN/m2；q6=23.09×0.6=13.85KN/m2

主楞最大弯矩根据公式计算：

M=Kmql2=0.1×20.41×0.62=0.7kN×m

最大拉应力

=0.7×106/79400=8.8N/mm2

<[

]=215N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×13.85×6004/（100×2.06×105×3960000）=0.01mm

υ<[υ]=L/400=1.5mm.刚度验算满足

12.4.5板下立杆稳定性验算

顶板下立杆的布置形式为600mm×600mm×1200mm

（1）荷载计算

1）混凝土自重：

24×0.9×0.6×0.6=7.78KN；

钢筋自重：

1.1×0.9×0.6×0.6=0.36KN；

模板自重：

0.5×0.6×0.6=0.18KN

静荷载：

G1=7.78+0.36+0.27=8.32KN

2）施工人员及设备（均布荷载）：

2.5×0.6×0.6=0.9KN；

混凝土振捣荷载：

2×0.6×0.6=0.72KN；

动荷载：

G2=0.9+0.72=1.62KN

3）立杆的轴向压力设计值：

G=8.32×1.2+1.62×1.4=12.25KN

（2）立杆稳定性验算

立杆稳定性计算公式：

---轴心受压杆件稳定系数，按照长细比查规范附录E采用；

A---立杆横截面面积；A=424mm2

f---钢材的抗拉、抗压强度设计值。

长细比

=l0/i

式中l0——立杆计算长度，按l0=kμ1（h+2a）计算，a为立杆伸出顶层水平杆长度。

最不利情况下：

l0=1.155×1.257×（1200+2×500）=3194

i——回转半径取值15.9mm

则

=3194/15.9=200.88查表轴心受压稳定系数取0.179

单肢立杆承载力

=0.179×424×205÷1000=15.56kN

N<

立杆轴向承载力验算满足

12.6中、顶板纵梁模板及支撑设计验算

中板纵梁加板厚取1000mm，顶板纵梁加板厚取2000mm，梁下荷载相对于板下较大，因此需对纵梁模板及梁下支撑体系进行单独设计验算。

12.6.1中板纵梁底模设计验算

1．荷载计算

（1）恒载计算

楼板及纵梁自重：

纵梁最高1000mm，新浇筑混凝土重度取1×24=24KN/m2，

楼板模板自重：

取0.5KN/㎡;

钢筋自重：

取1×1.1=1.1KN/㎡；

验算中板纵梁底模取用的恒载标准值q=24+0.5+1.1=25.6KN/㎡。

（2）活载计算

振捣混凝土产生的侧压力标准值取2KN/㎡；

验算中板纵梁底模取用的活载标准值q=2KN/㎡。

（3）总荷载

Q1=1.2×25.6+1.4×2=33.52KN/m2

Q2=25.6KN/m2。

2．面板验算

（1）强度验算

面板采用18mm厚竹胶板，取1m宽为计算单元，次楞间距200mm。

采用L=200mm的三跨连续梁作为力学计算模型：

q1=33.25×1=33.25KN/m2；q2=25.6×1=25.6KN/m2

模板最大弯矩根据公式计算：

M=Kmq1l2=0.1×33.25×0.22=0.13kN×m

最大拉应力

=0.13×106/54000=2.4N/mm2

<[

]=13N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×25.6×2004/（100×6000×486000）=0.1mm

υ<[υ]=L/400=0.5mm.刚度验算满足

3．次楞验算

（1）强度验算

次楞采用100×100mm方木@200，主楞间距900mm，梁下加密为四根立杆，最大间距为300mm，取L=300mm建立受力模型如下：

q1=33.25×0.2=6.65KN/m2；q2=25.6×0.2=5.12KN/m2

次楞最大弯矩根据公式计算：

M=Kmq1l2=0.1×6.65×0.32=0.06kN×m

最大拉应力

=0.06×106/142896=0.42N/mm2

<[

]=13N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×5.12×3004/（100×10000×6787552）=0.004mm

υ<[υ]=L/400=0.75mm.刚度验算满足

4．主楞验算

（1）强度验算

主楞采用2[10槽钢@300mm，下部支撑体系纵向间距600mm，将次楞和面板看成整体，将次楞的荷载简化成均布力，取L=600mm建立受力模型如下：

q1=33.25×0.3=9.98KN/m2；q2=25.6×0.2=7.68KN/m2

主楞最大弯矩根据公式计算：

M=Kmq1l2=0.1××0.92=0.81kN×m

最大拉应力

=0.81×106/79400=10.2N/mm2

<[

]=215N/mm2强度验算满足

（2）刚度验算

υ=

=0.677×7.68×9004/（100×2.06×105×3960000）=0.04mm

υ<[υ]=L/400=1.5mm刚度验算满足

5．侧墙模板拉杆验算

混凝土侧压力参见侧墙模板计算，得有效压头h=1.15m，总侧压力F1=36.14kN/m2，侧压力标准值F2=26.77kN/m2。

（1）梁侧模板受力与侧墙一致，且次楞、主楞间距均小于或等于侧墙次楞间距，故由侧墙模板验算可得，梁侧模板满足要求。

（2）模板拉杆验算

梁侧拉杆采用M16拉杆，纵向间距同纵向水平杆为600mm，最大竖向间距取600mm，模板拉杆计算公式：

式中：

f---模板拉杆承受的拉力；

F---混凝土侧压力；

A---拉杆分担的受力面积A=a×b；

a---拉杆横向间距；

b---拉杆竖向间距；

A0---拉杆截面面积；

=

=82.87N/mm2

M16