碗扣式支架计算书

1、现浇板模板(碗扣式支撑)计算书本标段内K58+288(2-6m小桥)、K60+739（1-8m）小桥、K61+800（1-8m）小桥及6座涵洞的桥面板和涵洞盖板均采用现场浇筑施工，模板支撑采用48mm碗扣式支架搭设，搭设结构为：立杆步距h（上下水平杆轴线间的距离）取1.2及1.5m，立杆纵距ly取0.9m，横距lx取0.9m。为确保施工安全，现选择支架高度最高，荷载最大的K60+739（1-8m）小桥作为代表性结构物进行支架稳定性计算，以验证该类结构物碗扣式支架搭设方案是否安全可靠，计算依据建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）、混凝土结构设计规范GB50010-200

2、2、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等规范编制。一、综合说明K60+739（1-8m）小桥现浇板模板支架高度在4.96m范围内，按高度5m进行支架稳定性验算。设计范围：K60+739小桥现浇板，长宽13.91m6.38m，厚0.5m。二、搭设方案（一）基本搭设参数模板支架高H为5m，立杆步距h（上下水平杆轴线间的距离）取1.2m，立杆纵距ly取0.9m，横距lx取0.9m。整个支架的简图如下所示。碗扣支架布置图模板采用1.5cm厚竹胶板拼接，模板底部的采用双层10*10cm方木支撑，其中底模方木布设间距为0.3m；横向托梁方木布设间距

3、0.9m。（二）材料及荷载取值说明本支撑架使用 48 3.5钢管，钢管壁厚不小于3.5-0.025mm，钢管上严禁打孔；采用的扣件，不得发生破坏。上碗扣、可调底座及可调托撑螺母应采用铸钢制造，其材料性能应符合GB11352中ZG270-500的规定。模板支架承受的荷载包括：模板及模板支撑自重、新浇混凝土自重、钢筋自重，以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。三、板模板支架的强度、刚度及稳定性验算荷载首先作用在板底模板上，按照底模底模方木/钢管横向水平方木可调顶托立杆可调底托基础的传力顺序，分别进行强度、刚度和稳定性验算。（一）板底模板的强度和刚度验算模板按三跨连续梁考虑，取模板长1m

4、计算，如图所示:（1）荷载计算，按单位宽度折算为线荷载。此时，模板的截面抵抗矩为：w1000152/6=3.75104mm3；模板自重标准值：x10.31 =0.3kN/m；新浇混凝土自重标准值（包括板中钢筋自重）：x20.5251 =12.5kN/m；施工人员及设备活荷载标准值：x311 =1kN/m；振捣混凝土时产生的荷载标准值：x4=2kN/m。以上1、2、3项为恒载，取分项系数1.2，4、5项为活载，取分项系数1.4，则底模的荷载设计值为： g1 =(x1+x2)1.2=(0.3+12.5)1.2=15.36kN/m； q1 =(x3+x4)1.4=(1+2)1.4 =4.2kN/m；

5、对荷载分布进行最不利布置，最大弯矩取跨中弯矩和支座弯矩的较大值。 跨中最大弯矩计算简图跨中最大弯矩计算公式如下:M1max = 0.08g1lc2+0.1q1lc2 = 0.0815.360.32+0.14.20.32=0.147kNm 支座最大弯矩计算简图支座最大弯矩计算公式如下：M2max= -0.1g1lc2-0.117q1lc2= -0.115.360.32-0.1174.20.32= -0.182kNm；经比较可知，荷载按照图2进行组合，产生的支座弯矩最大。Mmax=0.182kNm；（2）底模抗弯强度验算 取Max(M1max，M2max)进行底模抗弯验算，即 =0.182106

6、/(3.75104)=4.85N/mm2底模面板的受弯强度计算值 =4.85N/mm2 小于抗弯强度设计值 fm =13N/mm2，满足要求。（3）底模抗剪强度计算。荷载对模板产生的剪力为Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.615.360.3+0.6174.20.3=3.54kN；按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算： =33540/(2100018)=0.295N/mm2；所以，底模的抗剪强度 =0.295N/mm2小于抗剪强度设计值fv =1.4N/mm2满足要求。（4）底模挠度验算模板弹性模量E=6000 N/mm2；模板惯性矩 I=1000153/12=2.81105 mm4；

7、根据JGJ1302001，刚度验算时采用荷载短期效应组合，取荷载标准值计算，不乘分项系数，因此，底模的总的变形按照下面的公式计算：f=0.677 （x1+x2+x3+x4）L4/100EI=0.677*15.8*10-3*3004 /100*6000*2.81*105 = =0.513mm；底模面板的挠度计算值 =0.513mm小于挠度设计值v=L/400=300/400=0.75mm ，满足要求。（二）底模方木的强度和刚度验算按三跨连续梁计算（1）荷载计算根据第一节荷载分析，恒载g2和活载q2按线性比取值，则底模的荷载设计值为：g2 = g1*0.3=15.36*0.3=4.608kN/m；

8、q2= q1*0.3=4.2 *0.3=1.26kN/m；支座最大弯矩计算简图支座最大弯矩计算公式如下:Mmax= -0.1g2la2-0.117q2la2= -0.14.6080.92-0.1171.260.92=-0.492kNm；（2）方木抗弯强度验算方木截面抵抗矩 W=bh2/6=1001002/6=16.666104 mm3； =0.492106/(16.666104)=2.952N/mm2；底模方木的受弯强度计算值 =2.952N/mm2 小于抗弯强度设计值fm =13N/mm2 ，满足要求。（3）底模方木抗剪强度计算荷载对方木产生的剪力为Q=0.6g2la+0.617q2la=0

9、.64.6080.9+0.6171.260.9=3.19kN；按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算： =0.478N/mm2；所以，底模方木的抗剪强度 =0.478N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.9N/mm2满足要求。（4）底模方木挠度验算方木弹性模量 E=9000 N/mm2；方木惯性矩 I=1001003/12=8.333106 mm4；根据JGJ1302001，刚度验算时采用荷载短期效应组合，取荷载标准值计算，不乘分项系数，因此，方木的总的变形按照下面的公式计算： =0.677*（x1+x2+x3+x4）*L4/(100EI)=0.935 mm；底模方木的挠度计算值 =0.93

10、5mm 小于 挠度设计值v =900/400= 2.25mm ，满足要求。（三）托梁受力验算根据JGJ1302001，板底托梁按二跨连续梁验算，承受本身自重及上部方木小楞传来的双重荷载，如图所示。（1）荷载计算材料自重：0.0384kN/m；方木所传集中荷载：取中间区段单根方木线荷载为q=0.9*（g1+q1）=0.9*（15.36+4.2）=17.6KN/m （2）强度与刚度验算托梁采用：木方 : 100100mm；方木截面抵抗矩 W=bh2/6=1001002/6=16.666104 mm3方木弹性模量 E=9000 N/mm2；方木惯性矩 I=1001003/12=8.333106 mm

11、4；方木跨中最大弯矩M=0.125qL2=0.125*17.6*0.92=1.782KNm方木抗弯强度验算：根据公式： 得=1.782*106/16.666*104=10.6N/mm2托梁方木的受弯强度计算值 =10.6N/mm2 小于抗弯强度设计值fm =13N/mm2 ，满足要求。托梁方木抗剪强度验算方木中点处剪力Q=0.625qL=0.625*17.6*0.9=9.9 kN，则最大剪应力为：=3Q/2bh=3*9.9/2*100*100=1.485N/mm2所以，底模方木的抗剪强度 =1.485N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.9N/mm2满足要求。托梁方木挠度验算 =0.677*q

12、*L4/(100EI)=1.042 mm；底模方木的挠度计算值 =1.042mm 挠度设计值v =900/400= 2.25mm ，满足要求。 （三）碗口支架受力验算碗扣支架立杆的截面特性，外径D=48mm，壁厚t=3.5mm，截面积A=489mm2 ，惯性矩I=121900 mm4，抵抗距W=5080 mm3，回转半径i=15.78mm，抗弯设计强度fm=205 N/mm2。 每根立杆所承受荷载按其支撑面积计算，即P1=Lx*Ly*（ g1+q1） =0.9*0.9*（15.36+4.2）=15.84KN支架高度按最大高度5m计算，根据规范要求，支架自重按支架高度乘以0.15KN/m计算，可

13、得单根支架自重：P2=0.15*5=0.75KN/m单根钢管所受最大荷载：N= P1+ P2=16.59KN 钢管的最大应力计算值 = N/A=16.59*103N/489mm2=33.93 N/mm2；支撑钢管的抗弯、抗压和抗拉强度设计值 fm=205 N/mm2；支撑钢管的最大应力计算值 =33.93 N/mm2 小于 钢管抗弯强度设计值 fm=205 N/mm2,满足要求!（四）立杆稳定性验算立杆计算简图1、不组合风荷载时，立杆稳定性计算（1）立杆荷载。支架立杆的轴向力设计值N为： N= P1+ P2=16.59KN（2）立杆稳定性验算。按下式验算N/Af -轴心受压立杆的稳定系数，根据

14、长细比按规程附录C采用；A -立杆的截面面积，取489 mm2； f钢材强度设计值，取f=205N/mm2；计算长度l0按下式计算的结果取大值：l0=h+2a=1.2+20.1=1.4m；则支架长细比为：=l0/i=1400/15.78=88.71，根据钢管轴心受压构件稳定系数表查得：=0.667 =1.05N/(A)=1.0516.59103 /(0.667489)=53.4N/mm2；立杆的受压强度计算值 =53.4N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f =205 N/mm2 ，满足要求。2、组合风荷载时，立杆稳定性计算（1）立杆荷载。根据规程，支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷

15、载时立杆受压荷载总设计值计算。由前面的计算可知:N16.59kN；风荷载标准值按下式计算：Wk=0.7zsWo=0.71.000.80.9=0.504kN/m2；其中 w0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：w0 = 0.9 kN/m2； z - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：z= 1.00 ； s - 风荷载体型系数：取值为0.8；风荷载对立杆产生的弯矩按下式计算Mw=1.4al02Wk/10；其中：Mw单根立杆弯矩；a立杆纵距，a=0.9ml0立杆计算长度1.4mWk风荷载标准值0.504 kN/m2则Mw=1.4*0.9*1.42*0.504/10=0.124KNm（2）立杆稳定性验算1.05N/(A)+ Mw/Wf W立杆截面模量，取5.08*103mm3立杆