超高梁板模板及其支撑体系.docx
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超高梁板模板及其支撑体系
洛栾洛卢高速公路监控分中心办公楼
超
高
梁
板
模
板
及
其
支
撑
方
案
编制人:
审核人：
2017年4月10日
超高梁板模板及其支撑体系
1.工程概况
洛栾洛卢高速公路监控分中心办公楼项目是一座室内空间较大的建筑,其局部层高较高,1-3轴/A-F轴层高达9m,板厚90mm,最大梁截面400×1200;7-8轴/E-F轴层高达7.8m,板厚100mm,最大梁截面250×700;
2.模板及其支撑体系
根据本工程梁板局部超高等特点、考虑施工方便；本方案的验算过程，模板及其支撑体系暂定如下：
架体支撑体系为满堂脚手架，扫地杆距离地面200-300mm，立杆纵横间距0.8m，步距1.5m，剪刀撑沿高支架四周满设，中部按间隔不超过3米设置纵横剪刀撑。
剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不小于1m，等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接斜杆杆端的距离不小于100mm。
梁宽400mm的梁，梁底背方40*80五根，梁底宽200-250mm梁底背方40*80三根；梁截面400*1200，,梁下立杆采用双立杆，纵向间距550mm，步距1500mm；梁截面400*900，,梁下立杆采用双立杆，纵向间距550mm，步距1500mm；；梁截面200*750和200*600，梁下立杆纵向间距800mm，步距1500mm；梁侧模板采用木方作为内楞间距350mm，钢管作为外楞间距550mm，采用可回收的m12普通穿梁螺栓加固水平间距550mm，梁模板采用12mm胶合面板作为面板，梁底承重钢管支撑选用双立杆纵向均匀布置间距1.5米，支承为φ48×3钢管。
扣件式钢管脚手架作为支撑系统，梁两侧立杆间距0.9m，梁底起拱3‰。
梁高1200mm，梁侧螺杆ф12mm三道，螺杆纵向间距600mm;,梁高900mm梁侧拉杆ф12mm二道，螺杆纵向间距600;500≤h＜800设一道ф12螺杆纵向间距600mm；
因基础未进行房心土回填，层高9m，架体支撑最大高度为10.8m，层高7.8m，架体支撑最大高度为9.6m，本高架方案根据两种层高情况下特殊断面大梁分别计算,按照层高11m的高架计算结果实施。
900mm≤梁高≤1200mm的大梁按1200mm高大梁计算结果实施；500＜梁高≤750mm按750mm高大梁计算结果。
3.验算
3.1900mm≤梁高≤1200mm梁板模板支撑;
3.1.1、大梁侧模及拉杆
A、梁模板基本参数
梁截面宽度B=400mm，
梁截面高度H=1200mm，
H方向对拉螺栓3道，对拉螺栓直径12mm，
对拉螺栓在垂直于梁截面方向距离（即计算跨度）600mm。
梁模板使用的木方截面40×80mm，
梁模板截面侧面木方距离300mm。
E=6000N/mm2，[f]=15N/mm2。
B、梁模板荷载标准值计算
Q1=0.340kN/m2；
Q2=1.500kN/m3；
Q3=24.000kN/m3；
Q4=2.500kN/m2。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=28.380kN/m2
实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=28.380kN/m2
倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6.000kN/m2。
C、梁模板侧模计算
梁侧模板按照三跨连续梁计算，计算简图如下
图梁侧模板计算简图
①.抗弯强度计算
抗弯强度计算公式要求：
f=M/W<[f]
q=（1.2×28.38+1.4×6.00）×1.50=63.684N/mm
M=-0.10×63.684×0.3002=-0.573kN.m
f=0.573×106/81000.0=7.076N/mm2
梁侧模面板抗弯计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!
②.抗剪计算
最大剪力
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.6×0.300×63.684=11.463kN
截面抗剪强度计算值T=3×11463/（2×1500×18）=0.637N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
面板的抗剪强度计算满足要求!
③.挠度计算
最大挠度
其中q=28.38×1.50=42.57N/mm
v=0.677×42.570×300.04/（100×6000.00×729000.1）=0.534mm
梁侧模板的挠度计算值:
v=0.534mm小于[v]=300/250,满足要求!
④、穿梁螺栓计算
计算公式:
N<[N]=fA
f穿梁螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；
穿梁螺栓承受最大拉力N=（1.2×28.38+1.4×6.00）×1.50×0.60/3=12.74kN
穿梁螺栓直径为12mm；
穿梁螺栓最大容许拉力值为[N]=12.920kN；
穿梁螺栓承受拉力最大值为N=12.737kN；
每个截面布置3道穿梁螺栓。
穿梁螺栓强度满足要求!
3.1.2、梁下支撑脚手架的计算
基本数据:
模板支架搭设高度为11米，梁截面B×D=400mm×1200mm，梁支撑立杆的横距（跨度方向）l=0.55米，立杆的步距h=1.50米，梁底增加1道承重立杆,采用的钢管类型为
48×3.5。
A、梁底面模计算
1.荷载的计算
q1=25.000×1.500×0.550=20.625kN/m
q2=0.350×0.550×（2×1.500+0.500）/0.500=1.348kN/m
活荷载标准值P1=（1.200+2.000）×0.500×0.550=0.880kN
均布荷载q=1.2×20.625+1.2×1.348=26.367kN/m
集中荷载P=1.4×0.880=1.232kN
截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=55.00×1.80×1.80/6=29.70cm3；
I=55.00×1.80×1.80×1.80/12=26.73cm4；
计算简图
弯矩图（kN.m）
剪力图（kN）
变形图（mm）
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.665kN
N2=5.542kN
N3=5.542kN
N4=1.665kN
M=0.088kN.m
V=0.1mm
（1）抗弯强度计算
f=0.088×1000×1000/29700=2.963N/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]
T=3×2813.0/（2×550.000×18.000）=0.426N/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=0.070mm
面板的最大挠度小于166.7/250,满足要求!
B、梁底支撑木方的计算
1．梁底木方计算
均布荷载q=5.542/0.550=10.077kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×10.08×0.55×0.55=0.305kN.m
最大剪力Q=0.6×0.550×10.077=3.325kN
最大支座力N=1.1×0.550×10.077=6.097kN
W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3；
I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4；
（1）木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.305×106/83333.3=3.66N/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=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×3325/（2×50×100）=0.998N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/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=0.677×8.398×550.04/（100×9500.00×4166666.8）=0.131mm
木方的最大挠度小于550.0/250,满足要求!
C、梁底支撑钢管计算
支撑钢管弯矩图（kN.m）
支撑钢管变形图（mm）
支撑钢管剪力图（kN）
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.475kN.m
最大变形vmax=0.105mm
最大支座力Qmax=12.624kN
抗弯计算强度f=0.475×106/5080.0=93.53N/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450.0/150与10mm,满足要求!
D、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
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=12.62kN
纵向或横向水平杆与立杆连接时采用双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求
E、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
N1=12.62kN
N2=1.2×0.129×12.000=1.859kN
N=12.624+1.859=14.483kN
i=1.58
A=4.89
W=5.08
——钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；
[f]=205.00N/mm2；
l0——计算长度（m）；
如果完全参照《扣件式规范》
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=1.70
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.10m；
公式
（1）：
=150.26N/mm2，
立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
（2）：
=55.11N/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,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1.026；
公式（3）的计算结果：
=74.79N/mm2，
立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
3.1.3、板下支撑脚手架的计算
模板支架搭设高度为11米，
搭设尺寸为：
立杆的纵距b=0.80米，立杆的横距l=0.80米，立杆的步距h=1.50米。
采用的钢管类型为
48×3.5。
图1楼板支撑架立面简图
A、模板面板计算
q1=25.000×0.150×0.800+0.350×0.800=3.280kN/m
q2=（2.000+1.500）×0.800=2.800kN/m
截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=80.00×1.80×1.80/6=43.20cm3；
I=80.00×1.80×1.80×1.80/12=38.88cm4；
（1）抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）；
M——面板的最大弯距（N.mm）；
W——面板的净截面抵抗矩；
[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值（kN/m）；
经计算得到M=0.100×（1.2×3.280+1.4×2.800）×0.300×0.300=0.071kN.m
f=0.071×1000×1000/43200=1.637N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
（2）挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
v=0.677×3.280×3004/（100×6000×388800）=0.077mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
B、模板支撑木方的计算
（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：
q11=25.000×0.150×0.300=1.125kN/m
（2）模板的自重线荷载（kN/m）：
q12=0.350×0.300=0.105kN/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
q2=（1.500+2.000）×0.300=1.050kN/m
q1=1.2×1.125+1.2×0.105=1.476kN/m
q2=1.4×1.050=1.470kN/m
木方的计算
q=2.357/0.800=2.946kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.95×0.80×0.80=0.189kN.m
最大剪力Q=0.6×0.800×2.946=1.414kN
最大支座力N=1.1×0.800×2.946=2.592kN
木方的截面力学参数为
W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3；
I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4；
木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.189×106/83333.3=2.26N/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Q=0.6ql
截面抗剪强度T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×1414/（2×50×100）=0.424N/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=0.677×1.230×800.04/（100×9500.00×4166666.8）=0.086mm
木方的最大挠度小于800.0/250,满足要求!
C、板底支撑钢管计算
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。
支撑钢管弯矩图（kN.m）
支撑钢管变形图（mm）
支撑钢管剪力图（kN）
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.561kN.m
最大变形vmax=0.885mm
最大支座力Qmax=7.507kN
抗弯计算强度f=0.561×106/5080.0=110.52N/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800.0/150与10mm,满足要求!
D、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=7.51kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
E、模板支架荷载标准值（立杆轴力）
1.静荷载标准值包括以下内容：
NG1=0.129×12.000=1.549kN
NG2=0.350×0.800×0.800=0.224kN
NG3=25.000×0.150×0.800×0.800=2.400kN
NG=NG1+NG2+NG3=4.173kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
NQ=（1.500+2.000）×0.800×0.800=2.240kN
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
F、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（kN）；N=8.14
——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=1.58
A——立杆净截面面积（cm2）；A=4.89
W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=5.08
——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》，由公式
（1）或
（2）计算
l0=k1uh
（1）
l0=（h+2a）
（2）
k1——计算长度附加系数，取值为1.155；
u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.70
a=0.10m立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度
公式
（1）的计算结果：
=80.33N/mm2，
立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
（2）的计算结果：
=30.99N/mm2，
立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
3.200mm≤梁高≤750mm梁板模板支撑;
计算时梁截面选B×D=250mm×700mm，梁支撑立杆的横距（跨度方向）l=0.70米，立杆的步距h=1.50米，梁底增加1道承重立杆。
采用的钢管类型为
48×3.5。
3.2.1、模板面板计算
荷载的计算：
q1=25.000×1.000×0.700=17.500kN/m
q2=0.350×0.700×（2×1.000+0.500）/0.500=1.225kN/m
P1=（1.200+2.000）×0.500×0.700=1.120kN
均布荷载q=1.2×17.500+1.2×1.225=22.470kN/m
集中荷载P=1.4×1.120=1.568kN
W=70.00×1.80×1.80/6=37.80cm3；
I=70.00×1.80×1.80×1.80/12=34.02cm4；
弯矩图（kN.m）
剪力图（kN）
变形图（mm）
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.380kN
N2=5.021kN
N3=5.021kN
N4=1.380kN
最大弯矩M=0.082kN.m
最大变形V=0.0mm
（1）抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.082×1000×1000/37800=2.169N/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=3×2656.0/（2×700.000×18.000）=0.316N/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=0.043mm
面板的最大挠度小于166.7/250,满足要求!
3.2.2、梁底支撑木方的计算
梁底木方计算
q=5.021/0.700=7.173kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×7.17×0.70×0.70=0.351kN.m
最大剪力Q=0.6×0.700×7.173=3.013kN
最大支座力N=1.1×0.700×7.173=5.523kN
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=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3；
I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4；
（1）木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.351×106/83333.3=4.22N/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=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×3013/（2×50×100）=0.904N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/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=0.677×5.978×700.04/（100×9500.00×4166666.8）=0.245mm
木方的最大挠度小于700.0/250,满足要求!
3.2.3、梁底支撑钢管计算
梁底支撑横向钢管计算
支撑钢管弯矩图（kN.m）
支撑钢管变形图（mm）
支撑钢管剪力图（kN）
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.420kN.m
最大变形vmax=0.091mm
最大支座力Qmax=11.277kN
抗弯计算强度f=0.420×106/5080.0=82.71N/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450.0/150与10mm,满足要求!
3.2.4、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=11.28kN
采用双扣件满足扣件竖向抗滑要求!
3.2.5、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：
N1=11.28kN（已经包括组合系数1.4）
N2=1.2×0.129×12.000=1.859kN
N=11.277+1.859=13.136kN
i=1.58
A=4.89
W=5.08
[f]=205.00N/mm2；
l0——计算长度（m）；
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=1.70计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；
a=0.10m立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；公式
（1）的计算结果：
=136.28N/mm2，
立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
（2）的计算结果：
=49.98N/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1.026；
公式（3）的计算结果：
=67.84N/mm2，
立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
3.2.6侧模螺杆
800≤
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