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 = 13.688 kN; φ---- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到; i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.58 cm; A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.89 cm2; W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08 cm3; σ-------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2); [f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; L0---- 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》,按下式计算 l0 = h+2a
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 = 1.7; a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.1 m; 上式的计算结果:
立杆计算长度 L0 = h+2a = 1.2+0.1×2 = 1.4 m; L0/i = 1400 / 15.8 = 89 ;
由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.667 ; 钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=13687.572/(0.667×489) = 41.965 N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值 σ= 41.965 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算 l0 = k1k2(h+2a)
k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.185;
k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.4 按照表2取值1.007 ; 上式的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.185×1.007×(1.2+0.1×2) = 1.671 m; Lo/i = 1670.613 / 15.8 = 106 ;
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由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.544 ; 钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=13687.572/(0.544×489) = 51.454 N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值 σ= 51.454 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
以上表参照 杜荣军: 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。 立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p ≤ fg 地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 120×1=120 kpa;
其中,地基承载力标准值:fgk= 120 kpa ; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =13.688/0.25=54.75 kpa ; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 13.688 kN; 基础底面面积 :A = 0.25 m2 。
p=54.75 ≤ fg=120 kpa 。地基承载力满足要求! 梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]: 除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外,还要考虑以下内容
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1.模板支架的构造要求:
a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆;
b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向足够的设计刚度; c.梁和楼板荷载相差较大时,可以采用不同的立杆间距,但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。
2.立杆步距的设计:
a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时,可以采用等步距设置; b.当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置,但变化不要过多;
c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜,不宜超过1.5m。 3.整体性构造层的设计:
a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时,需要设置整体性单或双水平加强层;
b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3;
c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置,四周和中部每10--15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层;
d.在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。
4.剪刀撑的设计:
a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑;
b.中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔10--15m设置。 5.顶部支撑点的设计:
a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm;
b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm; c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载N≤12kN时,可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。
6.支撑架搭设的要求:
a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层
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中设置;
b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求; c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的;
d.地基支座的设计要满足承载力的要求。 7.施工使用的要求:
a.精心设计混凝土浇筑方案,确保模板支架施工过程中均衡受载,最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式;
b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施,钢筋等材料不能在支架上方堆放;
c.浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决
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