支架承受力怎样计算(五篇)

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支架承受力怎样计算篇一

摘要:结合石家庄地铁**站土建工程施工实例,对住建部规定的危险性较大工程之一的高支模设计计

算及应用进行了详细介绍,重点说明白设计计算的主要内容及施工本卷须知,对类似工程具有普遍指导

意义。

关键词:地铁车站危险性较大工程高支模受力分析施工方法1工程概况

**站车站为地下两层三跨岛式站台车站，中心里程为dk7+583.000，车站全长223.62m，结构标准段总宽度21.1m，基坑深约13.34m。该车站为二层明挖现浇框架结构，车站中板厚度为400mm，侧墙厚度为700mm，顶板厚度为800mm和900mm，负一层层高4950mm，负二层层高6190mm。2侧墙、顶板设计计算

在地铁站混凝土施工过程中,大量使用高支模现浇施工方法,为保证施工质量与安全,模板和脚手架计算显得更为重要,需要受力验算的部位有:顶板、中板、梁、柱、侧墙等,验算主要包括强度、刚度、稳定性三个方面,下面以侧墙、顶板、立柱的受力验算为例,计算模板和脚手架的布置。根据风道结构形式、施工荷载、施工质量等方面的因素，结合北京地铁车站主体结构工程施工经验，侧墙模板、顶板底模都采用2440×1220×15mm木模板。背楞采用100×100mm方木，侧墙次楞间距200mm，主楞间距600mm；顶板次楞间距300mm，主楞间距600mm。立杆间距：600×900mm（横×纵），水平杆步距：1200mm。模板支撑体系采用扣件式脚手架钢管。2.1侧墙模板支架验算2.1.1荷载计算

新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力计算

c40混凝土自重（γc）取25kn/m3，采用导管卸料，浇注速度v=2m/h，浇注入模温度t=25℃；β1=1.2；β2=1.15；t0=200/(t+15)；墙高h＝6.29m；

f1=0.22γct0β1β2v1/2=0.22×25×200/（25+15）×1.2×1.15×21/2=44.7kn/m2f2=γch=25×6.29=157.25kn/m2取较小值f1=44.7kn/m2作为计算值。考虑倾倒混凝土时，采用混凝土泵车导管，倾倒混凝土对侧模板产生的水平荷载标准值取2kn/m2。则按强度要求计算模板支撑系统时，组合荷载为：f1=1.2×44.7+1.4×2=56.44kn/m2(强度要求)按刚度要求计算支撑系统时，不考虑倾倒混凝土荷载，f2=1.2×44.7=53.64kn/m2（刚度要求）2.1.2侧墙模板验算

图2-1

每块模板承受的线荷载为：q1=56.44kn/m2q2=53.64kn/m2

1、强度验算

根据模板规格，其截面抗争矩w=54mm3，截面惯性矩i=486mm4σ=mmax/w=0.1ql2=0.1×0.05644×2023/37.5=46.02n/m2[σ]=13n/m2符合要求2、刚度验算

ω=0.667ql4/(100ei)=0.667×0.05364×2023/(100×10000×281.25)=0.2mm[ω]=l/400=0.5mm符合要求

2.1.3支撑检验（脚手架横向钢管）横向水平钢管承受的最大水平压力n=56.44kn

1、强度验算

σ=n/a=56.44×600×1/489=70n/mm[σ]=205n/mm22、稳定性验算λul190056.96i15.8查表可得：0.829[w][]0.829205169.95n/mm2符合要求2.1.4次楞验算（100×100mm方木）

图2-2

q356.440.211.29n/mmq453.640.210.73n/mm截面特性wbh622

1001006166666.7mm3bh31001003i8333333.3mm412121、强度验算kmql2m0.111.2960022.44n/mm2[]13n/mm2ww166666.7符合要求

2、刚度验算kmql40.67710.7360046000.11mm[]1.5mm100ei100100008333333.3400符合要求

2.1.5主楞验算（100×100mm方木）

图2-3

q50.0564460033.86n/mmq60.0536460032.18n/mm截面特性w166666.7mm3i8333333.3mm4将主楞看成以横向水平钢管为制作的三跨连续梁

1、强度验算

m0.133.866007.31n/mm2[]13n/mm2w166666.72符合要求

2、刚度验算kwql40.67732.1860046000.34mm[]1.5mm100ei100100008333333.3400符合要求

2.2顶板底模支架验算

顶板最厚处为900mm，所以以900mm厚为验算对象。

2.2.1顶板荷载组合

钢筋砼自重：25.10.922.59kn/m2模板自重：0.3kn/m2砼振捣产生荷载：4kn/m2施工人员及设备荷载：2.5kn/m2强度检算荷载组合：q1(0.322.59)1.2(42.5)1.436.218kn/m2刚度检算荷载组合：q2(0.322.59)1.227.468kn/m2

2.2.2模板（2440×1220×15mm）验算

将模板视为以次楞为支座的多跨连续梁，计算图式如下：

图2-4

截面特性w37.5mm3i281.25mm41、强度检算

m0.1070.036223009.3n/mm2[]13n/mm2w37.52符合要求

2、刚度检算kwql0.6770.027473003000.54mm[]0.75mm100ei10010000281.2540044符合要求

2.2.3次楞验算（100×100mm方木）

图2-5次楞承受的均布荷载分别是：q30.0362230010.87n/mm(强度要求)q40.027473008.24n/mm(刚度要求)截面特性bh2w166666.7mm36bh3i8333333.3mm4121、强度验算m0.1ql20.110.8760022.35n/mm2[]13n/mm2ww166666.7符合要求

2、刚度验算kwql40.6778.2460046000.87mm[]1.5mm100ei100100008333333.3400符合要求

2.2.4主楞验算（100×100mm方木）将主楞视为以横向钢管为支座的多跨连续梁

图2-6

主楞承受的均布荷载分别为：q50.0362260021.73n/mm(强度要求)q60.0274760016.48n/mm（刚度要求）

1、强度验算m0.121.7390010.56n/mm2[]13n/mm2w166666.7符合要求

2、刚度验算kwql40.67716.4890049001.69mm[]2.25mm100ei100100008333333.3400符合要求2.2.5脚手架钢管支撑检算

竖向钢管所受轴向压力n36.2180.90.619.56kn，远小于横向水平杆的压力。根据横杆强度、稳定性的检算，顶板砼施工时强度、稳定性同样满足要求。

3柱模板支架计算3.1方柱模板支架验算3.1.1荷载计算

根据侧墙砼荷载计算，柱浇筑砼时：

f156.44kn/m2f253.64kn/m2q12500.0564414.11n/mm2q22500.0536413.41n/mm2

3.1.2次楞检算（次楞70×100mm方木）

间距：250mm截面特性bh2w116666.7mm36bh3i5833333.3mm4121、强度验算kmql20.114.118002m8.28n/mm2[]13n/mm2ww116666.7符合要求

2、刚度验算

44kwql0.67713.418008000.64mm[]2mm100ei100100005833333.3400

符合要求3.1.3柱箍验算

柱箍间距800mm，采用两根ф48钢管和ф14对拉螺杆作为柱箍周边固定柱模板，计算简图如下：

图3-1柱箍受力化为均布荷载考虑：q30.0564490050.8n/mmq40.0536490048.28n/mm截面特性：w10160mm3i243800mm41、强度检算50.85502m8189.06[]205n/mmw101602、刚度验算ql40.52148.2855045500.5210.46mm[]1.338mm100ei1002060002438004003、对拉螺杆截面积检算

14截面积a0154mm2an0.62550.8550102.72mm2a0f170(f为螺栓的抗拉强度值，取170n/mm2)3.2圆柱模板计算

模板采用定型钢模板：面板采用δ5mm；横肋采用80mm宽，δ6mm的圆弧肋板，间距400mm；竖肋采用[8，间距340mm；法兰采用δ12mm带钢。3.2.1模板检算计算简图如下：

图3-2挠度计算

依照三边固结一边简支计算，取10mm宽的板条作为计算单元，荷载为：q=0.05644×10=0.5644n/m根据lx/ly=0.70,查表得wmax=0.00227×ql/bcbc=eh³b/12(1-ν²)=2.1×10×5³×10/12×(1-0.3²)=24038461.54ν——钢材的泊桑比等于0.3wmax=0.00227×5.644×340/24038461.54=0.712㎜[w]=340/400=0.85mm符合要求。3.2.2竖肋计算计算简图：

竖肋采用[8，间距340mm,因竖肋与横肋焊接，固按两端固定梁计算，面板与竖肋共同宽度应按340㎜计算4

图3-

3荷载q=f×l=0.05644×340=19.1896n/mm截面惯性矩i=2139558.567㎜挠度计算

wmax=ql/384ei=19.1896×340/384×2.1×10×2139558.567=0.002㎜[w]=340/400=0.85mm3.2.3横肋计算计算简图：

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图3-4

荷载计算

圆弧形肋板采用80mm宽，6mm厚的钢板，间距为400mm。荷载为：q=f×l=0.05644×400=22.576kn/m圆弧形横肋端头拉力计算依据（路桥施工计算手册213页）t=qd/2=22.576×0.8/2=9.0304kn圆弧形横肋端头拉力强度计算

横肋材料为q235钢材ft=140n/㎜²f=fta=140×80×6=67.2knft故横肋抗拉强度符合要求。3.2.4连接螺栓强度计算

在模板连接中，螺栓只承受拉力，螺栓为m20×60；查《桥梁施工计算手册》得ft=110n/mm²,螺栓内径16.75mm.单个螺栓承受拉力f=d²πft/4=16.75²×π×110/4=24.24kn2f=48.48kn＞t＝9.0304kn故螺栓抗拉承载力符合要求。4模板施工方法4.1侧墙模板施工4.1.1施工工艺流程

剔除接茬处混凝土柔弱层→测量放样→搭设脚手架、绑扎侧墙钢筋→钢筋检验→安装预埋孔洞模板→安装侧模板→安装支撑钢管固定→预检4.1.2侧墙模板施工

侧墙模板采用2440×1220×18mm木模板,主、次楞均采用100×100cm方木。将次楞和木模板组合加工，人工依次进行安装，不足标准块模板长度或宽度的位置预先制作异形模板拼装，面板接缝处用玻璃胶封闭。脚手架水平钢管两端部加设顶托顶在两边侧墙的竖向主楞上，固定侧墙模板，防止侧墙浇筑时模板内移。最终再在主楞外背上钢管。侧墙模板次楞间距为200mm，主楞间距为600mm，脚手架水平杆步距为1200mm。侧墙模板体系见图4-1《侧墙模板安装图》（以标准段为例）4.2顶板（梁）模板施工4.2.1施工工艺流程

搭设脚手架→测放梁轴线和梁、板底高程→铺设梁底模板→安装、绑扎梁下部钢筋→安装梁侧模板和板底模板→校正模板高程→模板预检→绑扎板、次梁及主梁上部钢筋4.2.2板（梁）模板施工侧墙模板安装，经检验合格后，校正脚手架立杆上的钢管，依次铺装主楞、次楞、模板，板缝采用胶带封闭。根据计算，板次楞间距为300mm。脚手架立杆纵向间距900mm，横向间距为600mm。梁板底模次楞和主楞间距分别为250mm、900mm，脚手架立杆横向间距调整为600mm。梁、板底模板安装时，考虑砼的落沉量将模板标高台高2cm，并按跨度的2‰～3‰进行起拱。

图4