单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,h,*,扣件式钢管模板支架设计计算要点,1 模板系统的荷载计算,2 水平杆件计算,3 立杆计算,4 连接扣件抗滑承载力计算,5 立杆地基承载力计算,1,h,1 模板,系统的荷载计算,1.1 荷载类型,施工手册：,永久荷载：,模板与支架自重、新浇筑混凝土自重及,对模板侧面的压力,、钢筋自重等。,可变荷载：,施工人员及施工设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载、,倾倒混凝土时产生的荷载,、风荷载等。,浙江标准,：,永久荷载：,模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重。,可变荷载：,施工人员及施工设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载、,风荷载。,2,h,1.2 荷载标准值,(1)模板及支架自重标准值：,模板及支架自重标准值根据模板设计图纸确定。,施工手册：,肋形楼板及无梁楼板,的荷载，可参考下表取值(,kN/m,2,)。,浙江标准：,无梁楼板及肋形楼板模板的自重标准值，可参照下表取,值(,kN/m,2,)。,说明：,支架自重标准值应根据模板支架布置确定。现行国家行业标准建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(,JGJ130),未考虑模板支架自重荷载随着搭设高度的增加而带来的不利影响,，在立杆计算(尤其是支架高度超过4时)增加模板支架的自重荷载，可以使荷载计算更符合实际情况。经测算，,一般情况下支架自重按模板支架高度以0.15,kN/m,取值,，可以反映这一影响。,3,h,(2)新浇筑混凝土自重标准值,普通混凝土,采用2,4kN/m,3,，其它,混凝土根据实际重力密度确定。,(3)钢筋自重标准值,根据工程图纸确定。一般梁板结构每立方米钢筋混凝土的钢筋自重标准值可取：,楼板1.1,kN/m,3,；,梁1.5,kN/m,3,当采用型钢混凝土结构时，型钢重量应根据实际情况确定。,4,h,(4),施工人员及设备荷载标准值,施工手册：,a.,计算模板及直接支承模板的小楞时，均布荷载取2.5,kN/m,2,，,另应以集中荷载2.5,kN,再进行验算，比较两者所得的弯矩值，取其较大者采用；,b.,计算直接支承小楞的构件时，均布活荷载取1.5,kN/m,2,；,c.,计算支架立柱及其它支承结构构件时，均布活荷载取1.0,kN/m,2,；,d.,对大型浇筑设备如上料平台、混凝土输送泵等按实际情况计算；,e.,混凝土堆集料高度超过100,mm,以上者，按实际高度计算。,浙江标准：,按作用于水平模板面的均布荷载考虑，根据工程实际情况，,统一按,1,kN/m,2,计算,。,5,h,(5)振捣混凝土时产生的荷载标准值,对水平面模板取2.0,kN/m,2,；,此外，,施工手册：,对垂直面模板取4.0,kN/m,2,(,作用范围在新浇混凝土侧压力的有效压头高度之内)。,(6)风荷载标准值,施工手册：,对风压较大地区及受风荷载作用易倾倒的模板，尚须考虑风荷载作用下的,抗倾倒稳定性,。风荷载标准值按建筑结构荷载规范(,GB50009),的规定采用，其中基本风压除按不同地形调整外，可乘以0.8的临时结构调整系数。即风荷载标准值为:,w,k,=,0.8,z,s,z,w,0,浙江标准：,作用在模板支架上的水平风荷载标准值，应按下列公式计算：,w,k,=,0.7,s,z,w,0,此外，对,水平结构边梁，,考虑到受到风荷载的直接作用，且还有如混凝土输送泵等水平力对模板支撑架的作用，确实会对模板支架的整体稳定性产生不利影响，,浙江标准,增加了对模板支撑架整体侧向的水平力作用，以水平结构边梁上风荷载的形式出现。,6,h,对于整体侧向力计算可采用简化方法计算：,(1)若,风荷载沿模板支架横向作用,，如右图所示，取整体模板支架的一排横向支架作为计算单元，作用在计算单元顶部模板上的水平力为：,风荷载作用示意图,A,F,结构模板纵向挡风面积(,mm,2,)；,w,k,风荷载标准值(,N/mm,2,),；,L,a,模板支架的纵向长度(,mm)；,l,a,立杆纵距,(,mm),。,(2)若风荷载沿模板支架纵向作用,，取整体模板支架的一排纵向支架作为计算单元，将上式和下式中的,L,a,、,L,b,互换，,l,a,换为,l,b,。,若模板支架双面敞开，则按模板支架周边长度的短向计算。,7,h,风荷载引起的计算单元立杆附加轴力按线性分布确定，如下图所示。最大附加轴力,N,1,的,表达式为：,计算单元立杆附加轴力线性分布,F,作用在计算单元顶部模板上的水平力(,N)，,按上式计算；,H,模板支架高度(,mm)；,L,b,模板支架的横向长度,(,mm),。,m,计算单元中附加轴力为压力的立杆数，按下式计算(,n,为 计算单元立杆数)：,(,n,为奇数),(,n,为偶数),验算点处立杆附加轴力,N,i,按最大轴力,N,1,及线性分布图确定。,8,h,1,.3,荷载组合,施工手册：,计算模板及其支架时，按下,表进行,荷载组合。,浙江标准：,设计模板支架的承重构件时，应根据使用过程中可能出现的荷载，取其最不利组合进行计算，荷载效应组合宜按下表采用。,9,h,1.4 荷载分项系数,施工手册：,当按承载力极限状态计算面板及支撑承载力或稳定性时，取荷载设计值；当按正常使用极限状态验算受弯构件的变形时，取荷载标准值。,荷载分项系数按下表采用。,因模板结构属于临时性结构，设计钢模板及支架时，设计荷载值可乘以,0.85,予以折减；采用冷弯薄壁型钢时，设计荷载值不应折减；设计木模板及支架时，当木材含水率小于,25,，设计荷载值可乘以,0.90,予以折减。,10,h,浙江标准：,计算构件的强度、稳定性时，应采用荷载效应基本组合的设计值。,永久荷载的分项系数：对由永久荷载效应控制的组合，取1.35；对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；,可变荷载分项系数：取1.4。,说明：,根据建筑结构可靠度设计统一标准规定：永久荷载的分项系数：当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；而对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35。,对于模板支架而言，永久荷载效应一般起到控制作用，,故取永久荷载分项系数为1.35。但对,厚度不大于120,mm,楼板的模板支架，计算表明，可变荷载设计值大于永久荷载设计值，属由可变荷载效应控制的组合,，此时，永久荷载分项系数可取1.2。,11,h,2 水平构件计算抗弯、抗剪、挠度,典型的模板支架的传力路线为：荷重底模方木横向水平杆纵向水平杆扣件立杆。,底模、方木、横向和纵向水平杆(,统称为模板支架水平构件,)作为支撑体系中的受力构件，应对其抗弯和挠度进行计算。,计算横向、纵向水平杆的内力和挠度时，,横向水平杆宜按简支梁计算；纵向水平杆宜按三跨连续梁计算。,12,h,2.1 模板支架水平构件的抗弯强度计算,W,截面模量（,mm,3,）；,f,m,抗弯强度设计值（,N/mm,2,），,根据构件材料确定；,M,弯矩设计值(,Nmm)：,M=,G,M,Gk,+1.4,M,Qk,G,永久荷载的分项系数：对由可变荷载效应控制的组合，,应取1.2；而对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35。,M,Gk,模板自重、新浇混凝土自重与钢筋自重标准值产生的弯,矩总和；,M,Qk,施工人员及施工设备荷载标准值、振捣混凝土时产生,的荷载标准值产生的弯矩总和。,13,h,2.2 水平构件中的底模、方木抗剪强度计算,剪应力（,N/mm,2,）；,Q,剪力设计值（,N）；,b,构件宽度（,mm）；,h,构件高度（,mm）；,f,V,抗剪强度设计值（,N/mm,2,），,根据构件材料确定。,14,h,2.3 模板支架水平构件的挠度应符合下列规定,v,v,v,容许挠度，不应大于受弯构件计算跨度的1/150或10,mm。,(施工手册：,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),v,计算挠度(,mm)。,简支梁承受均布荷载时：,简支梁跨中承受集中荷载时：,q,均布荷载(,N/mm)；,P,跨中集中荷载(,N)；,E,弹性模量(,N/mm,2,)；,I,截面惯性矩(,mm,4,)；,l,梁的计算长度,(,mm),。,等跨连续梁的挠度:结构力学方法计算(浙江标准提供了附录,B,可查),15,h,3 立杆计算 稳定性（关键）,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(,JGJ130-2001),中“模板支架计算”一节规定按脚手架的稳定性公式计算：,不组合风荷载时：,f,组合风荷载时：,+,M,W,W,f,计算立杆段的轴向力设计值:,不组合风荷载时：,N=1.2（N,G1k,+N,G2k,）+1.4N,Qk,组合风荷载时:,N=1.2（N,G1k,+N,G2k,）+0.851.4N,Qk,N,G1k,脚手架结构自重标准值产生的轴向力;,N,G2k,构配件自重标准值产生的轴向力；,N,Qk,施工荷载标准值产生的轴向力总 和。,轴心受压构件的稳定系数，根据长细比,按附录,C,表,C,取值，当,250时:,7320,2,；,长细比，,l,i,;,l,o,计算长度，按下式计算:,l,o,=,k,h,k,计算长度附加系数,其值取,1.155,；,考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度 系数，应按规范表5.3.3采用;,h,立杆步距；,i,截面回转半径；,16,h,A,立杆的截面面积；,M,W,计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,按下式计算:,M,w,0.85,1.4,M,wk,(0.85,1.4,w,k,l,a,h,2,)/10,M,wk,风荷载标准值产生的弯矩；,w,k,风荷载标准值；,l,a,立杆间距(纵距)。,W,立杆截面模量,；,f,钢材的抗压强度设计值。,17,h,分析：,1、,现行国家行业标准建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(,JGJ130),未考虑模板支架搭设高度对整体稳定性产生的不利影响，这是不够合理的。特别是对于高度大于4,m,模板支架的稳定承载力应进行调降，,增加高度调整系数,K,H,，,以反映搭设高度对模板支架稳定承载力的影响。,2、,对于连续浇筑的多层建筑，考虑到上层模板支架传下的荷载，应将立杆的轴力利用修正系数进行调整。根据现场实测，修正系数在1.051.10之间。考虑到其变异性、安全性和实际操作性，宜,取修正系数为1.05,。,3、,现行国家行业标准建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范,(,JGJ130),中，外脚手架的立杆计算长度采用,l,0,=,k,h,，,模板支架的立杆计算长度则采用,l,0,=,h,+2,a,。,通过,理论分析，建议：,立杆,计算长度按,l,0,=,h,+2,a,和,l,0,=,k,h,分别进行计算，并取两者的最大值,。,18,h,浙江标准：,1.,对单层模板支架,，立杆的稳定性应按下列公式计算：,不组合风荷载时：,ut,K,H,f,组合风荷载时：,ut,K,H,+,M,W,W,f,2.,对两层及两层以上模板支架,，考虑叠合效应，立杆的稳定性应按下列公式计算：,不组合风荷载时：,1.05,ut,K,H,f,组合风荷载时：,1.05,ut,K,H,+,M,W,W,f,当模板支架高度超过,4,m,时，应采用高度调整系数,K,H,对立杆的稳定承载力进行调降：,K,H,1/1+0.005(,H,-4),(,H,为模板支架高度,m),计算立杆段的轴向力设计值,N,ut,:,不组合风荷载时：,N,ut,=,G,N,Gk,+1.4,N,Qk,组合风荷载时:,N,ut,=,G,N,Gk,+0.851.4,N,Qk,G,永久荷载的分项系数：对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；而对,由永久荷载效应控制的组合，应取1.35。,N,Gk,模板及支架自重、新浇混凝土自重与钢筋自重标准值产生的轴向,力总和（,N）；,N,Qk,施工人员及施工设备荷载标准值、振捣混凝土时产生的荷载标准,值产生的轴向力总和（,N）。,19,h,4 连接扣件抗滑承载力计算,对单层模板支架，纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力应按下列公式计算(与,JGJ130,相同)：,RR,c,对两层及