浅谈楼板模板扣件钢管高支撑架计算
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅谈楼板模板扣件钢管高支撑架计算范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
【摘要】根据楼板模板扣件钢管高支撑架计算，以确保使用安全，在施工中这个计算是非常重要的，计算不正确且未计算，盲目的施工这样会给施工人员带来安全隐患，甚至塌方造成人员伤亡以及死亡。所以在全面阐述有关规定和设计条件，能够确保安全施工，以下是对某一个工地的楼板模板扣件钢管高支撑架计进行计算，望能够给各技术人员一个参考。
【关键词】模板；木方；脚手架；托梁
计算参数：
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20.0m，
立杆的纵距 b=1.20m，立杆的横距 l=1.20m，立杆的步距 h=1.50m。
面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。
木方60×80mm，间距300mm，
木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。
梁顶托采用100×100mm木方。
模板自重0.20kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3。
倾倒混凝土荷载标准值0.00kN/m2，施工均布荷载标准值2.50kN/m2。
扣件计算折减系数取1.00。
图 楼板支撑架立面简图
图 楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
按照模板规范4.3.1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×（25.10×0.15+0.20）+1.40×2.50=8.258kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.10×0.15+0.7×1.40×2.50=7.533kN/m2
由于可变荷载效应控制的组合S最大，永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.40
采用的钢管类型为φ48.3×3.6。
钢管惯性矩计算采用 I=π（D4-d4）/64，抵抗距计算采用 W=π（D4-d4）/32D。
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。模板面板的按照三跨连续梁计算。
考虑0.9的结构重要系数，静荷载标准值 q1 = 0.9×（25.100×0.150×1.200+0.200×1.200）=4.282kN/m
考虑0.9的结构重要系数，活荷载标准值 q2 = 0.9×（0.000+2.500）×1.200=2.700kN/m
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 = bh2/6 = 120.00×1.80×1.80/6 = 64.80cm3；
截面惯性矩 I = bh3/12 = 120.00×1.80×1.80×1.80/12 = 58.32cm4；
式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。
（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×（1.20×4.282+1.40×2.700）×0.300×0.300=0.080kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.080×1000×1000/64800=1.239N/mm2
（2）抗剪计算
T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力 Q=0.600×（1.20×4.282+1.4×2.700）×0.300=1.605kN
截面抗剪强度计算值 T=3×1605.0/（2×1200.000×18.000）=0.111N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2
（3）挠度计算
v = 0.677ql4 / 100EI < [v] = l / 250
面板最大挠度计算值 v = 0.677×4.282×3004/（100×6000×583200）=0.067mm
（4） 2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到面板跨中最大弯矩计算公式为 M = 0.2Pl+0.08ql2
面板的计算宽度为1200.000mm
集中荷载 P = 2.5kN
考虑0.9的结构重要系数，静荷载标准值 q = 0.9×（25.100×0.150×1.200+0.200×1.200）=4.282kN/m
面板的计算跨度 l = 300.000mm
经计算得到 M = 0.200×0.9×1.40×2.5×0.300+0.080×1.20×4.282×0.300×0.300=0.226kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.226×1000×1000/64800=3.488N/mm2
二、支撑木方的计算
木方按照均布荷载计算。
1.荷载的计算
（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：
q11 = 25.100×0.150×0.300=1.130kN/m
（2）模板的自重线荷载（kN/m）：
q12 = 0.200×0.300=0.060kN/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/m）：
经计算得到，活荷载标准值 q2 = （2.500+0.000）×0.300=0.750kN/m
考虑0.9的结构重要系数，静荷载 q1 = 0.9×（1.20×1.130+1.20×0.060）=1.285kN/m
考虑0.9的结构重要系数，活荷载 q2 = 0.9×1.40×0.750=0.945kN/m
计算单元内的木方集中力为（0.945+1.285）×1.200=2.676kN
2.木方的计算
按照三跨连续梁计算，计算公式如下：
均布荷载 q = P/l = 2.676/1.200=2.230kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×2.23×1.20×1.20=0.321kN.m
最大剪力 Q=0.6ql = 0.6×1.200×2.230=1.605kN
最大支座力 N=1.1ql = 1.1×1.200×2.230=2.943kN
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：
截面抵抗矩 W = bh2/6 = 6.00×8.00×8.00/6 = 64.00cm3；
截面惯性矩 I = bh3/12 = 6.00×8.00×8.00×8.00/12 = 256.00cm4；
式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。
（1）木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f = M/W =0.321×106/64000.0=5.02N/mm2
（2）木方抗剪计算
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=3×1605/（2×60×80）=0.502N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2
（3）木方挠度计算
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木方计算跨度（即木方下小横杆间距）
得到q=1.071kN/m
最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×1.071×1200.04/（100×9000.00×2560000.0）=0.652mm
（4）2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到跨中最大弯矩计算公式为 M = 0.2Pl+0.08ql2
考虑荷载重要性系数0.9，集中荷载 P = 0.9×2.5kN
经计算得到 M = 0.200×1.40×0.9×2.5×1.200+0.080×1.285×1.200×1.200=0.904kN.m
抗弯计算强度 f = M/W =0.904×106/64000.0=14.13N/mm2
三、托梁的计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方的支座力 P= 2.943kN
均布荷载取托梁的自重 q= 0.096kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图（kN.m）
托梁剪力图（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：
托梁变形计算受力图
托梁变形图（mm）
经过计算得到最大弯矩 M= 1.470kN.m
经过计算得到最大支座 F= 13.113kN
经过计算得到最大变形 V= 0.935mm
顶托梁的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：
截面抵抗矩 W = bh2/6 = 10.00×10.00×10.00/6 = 166.67cm3；
截面惯性矩 I = bh3/12 = 10.00×10.00×10.00×10.00/12 = 833.33cm4；
式中：b为板截面宽度，h为板截面高度。
（1）顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度 f = M/W =1.470×106/166666.7=8.82N/mm2
（2）顶托梁抗剪计算
截面抗剪强度必须满足：
T = 3Q/2bh < [T]
截面抗剪强度计算值 T=3×7169/（2×100×100）=1.075N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2
（3）顶托梁挠度计算
最大变形 v =0.935mm
四、立杆的稳定性计算荷载标准值
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）脚手架钢管的自重（kN）：
NG1 = 0.182×20.000=3.646kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 满堂架自重标准值，设计人员可根据情况修改。
（2）模板的自重（kN）：
NG2 = 0.200×1.200×1.200=0.288kN
（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：
NG3 = 25.100×0.150×1.200×1.200=5.422kN
考虑0.9的结构重要系数，经计算得到静荷载标准值 NG = 0.9×（NG1+NG2+NG3） = 8.420kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
考虑0.9的结构重要系数，经计算得到活荷载标准值 NQ = 0.9×（2.500+0.000）×1.200×1.200=3.240kN
3.不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.20NG + 1.40NQ
五、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为：
其中 N ―― 立杆的轴心压力设计值，N = 14.64kN
i ―― 计算立杆的截面回转半径，i=1.59cm；
A ―― 立杆净截面面积，A=5.060cm2；
W ―― 立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.260cm3；
[f] ―― 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
a ―― 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.20m；
h ―― 最大步距，h=1.50m；
l0 ―― 计算长度，取1.500+2×0.200=1.900m；
λ ―― 长细比，为1900/15.9=119
φ ―― 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比 l0/i 查表得到0.458；
经计算得到σ=14640/（0.458×506）=63.172N/mm2；
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依据模板规范计算公式5.2.5-15：
MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10
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，1.50m；
la ―― 立杆迎风面的间距，1.20m；
lb ―― 与迎风面垂直方向的立杆间距，1.20m；
风荷载产生的弯矩 Mw=0.9×0.9×1.4×0.225×1.200×1.500×1.500/10=0.069kN.m；
Nw ―― 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值，参照模板规范公式5.2.5-14；
Nw=1.2×8.420+0.9×1.4×3.240+0.9×0.9×1.4×0.069/1.200=14.252kN
经计算得到σ=14252/（0.458×506）+69000/5260=74.593N/mm2；
参考文献：
[1] 《建筑施工模板安全技术规范》JGJ 162-2008
[2] 《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
[3] 《钢结构设计规范》GB50017-2003
[4] 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
[5] 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
[6] 《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ 164-2008