高大模板支撐體系計(jì)算探討

廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東廣州 510000

摘要：本文主要針對(duì)高大模板支撐體系的計(jì)算展開(kāi)了探討，結(jié)合了具體的工程實(shí)例，對(duì)高大支模架的配制及支撐體系作了詳細(xì)的闡述，并系統(tǒng)分析研究了模板支撐體系的計(jì)算，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：高大模板；支撐體系；計(jì)算

當(dāng)今我國(guó)建筑行業(yè)高速發(fā)展，公共建筑、高架橋等大型建筑數(shù)量劇增，在這些領(lǐng)域，高支撐體系在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工中的越來(lái)越重要。而在施工過(guò)程中，高支撐系統(tǒng)失穩(wěn)等問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，因此，為了保障高大模板支撐的施工安全，加強(qiáng)對(duì)高大模板支撐體系的計(jì)算尤為重要。

1 工程概況

某5層混凝土框架結(jié)構(gòu)，成孔灌注樁，底層層高為5.4m，其余層高均為3.9m，在⑤～⑨軸交A～B軸范圍內(nèi)中空形成內(nèi)庭，平面尺寸為18m×6.5m，支模架從底層～3層梁板（結(jié)構(gòu)標(biāo)高9.27m），軸線(xiàn)范圍內(nèi)的梁板支架立桿直接落在基礎(chǔ)地面上（標(biāo)高-0.15m）。該支模架搭設(shè)總高度為9.42m（其中底層地面采用塘渣回填后壓實(shí)，上做60mm厚C20混凝土基層，地面標(biāo)高為-0.15m）。

2 高大支模架的配制及支撐體系

（1）高大支模架的配制

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，梁寬b=250mm，梁高h(yuǎn)=750mm，現(xiàn)澆板厚130mm，搭設(shè)高度9.42m。模板的配制要求：①每根立桿底部下設(shè)300mm×300mm×50mm模板底座。②模板采用18mm厚九夾板；梁、板統(tǒng)一采用截面60mm×80mm方木，均豎向設(shè)置；鋼管采用φ48×3.5。（考慮實(shí)際尺寸偏差，模板按15mm厚計(jì)算，方木按55mm×75mm計(jì)算，鋼管按φ48×3.25計(jì)算。）③采用12mm圓鋼對(duì)拉螺栓，并用雙螺帽固定。

（2）支撐體系設(shè)計(jì)

支撐架：梁兩側(cè)立桿橫向間距為900mm，立桿沿梁跨度方向間距為900mm；每縱距內(nèi)附加梁底支撐主楞設(shè)置2根，間距為300mm。

梁側(cè)模：模板厚度為18mm，次楞采用60mm×80mm方木，間距200mm，主楞采用兩根鋼管合并沿梁軸線(xiàn)方向設(shè)置，沿梁高度方向共設(shè)2道，與底部的間距為130mm、480mm、用12mm對(duì)拉螺栓固定，對(duì)拉螺栓水平間距600mm。

梁底模：模板厚度為18mm，采用60×80mm方木，垂直于梁截面方向，設(shè)2根方木。

樓板支撐：底模為18mm厚模板，板底方木為60×80mm，立桿橫向間距、縱向間距均按900mm搭設(shè)，立桿間次楞設(shè)置4根，間距為300mm，垂直于水平桿短跨方向鋪設(shè)。

3 模板支撐體系

梁支撐方式采用梁兩側(cè)有板，梁底次楞平行梁跨方向。立桿縱向間距l(xiāng)a=900mm，立桿橫向間距l(xiāng)b=900mm，模板支架步距h=1500mm，樓板立桿縱向間距l(xiāng)a′=900mm，樓板立桿橫向間距l(xiāng)b′=900mm，梁左側(cè)立桿距梁中心線(xiàn)距離=450mm，立桿伸出頂層橫向水平鋼管中心線(xiàn)至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度a=100mm。梁底立桿支撐采用雙扣件，每縱距內(nèi)附加梁底支撐主楞次楞各2根。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖1：

荷載設(shè)計(jì)：①模板自重=0.3kN/m2、次楞自重=0.01kN/m、主楞自重=0.036kN/m、支架自重=0.15kN/m、梁側(cè)模板自重=0.5kN/m2；②新澆筑混凝土自重=24kN/m3；③梁鋼筋自重=1.5kN/m3、板鋼筋自重=1.1kN/m3；④施工人員及設(shè)備荷載=1kN/m2；⑤振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載=2kN/m2；⑥風(fēng)荷載ωk=0.115kN/m2、基本風(fēng)壓ω0=0.35kN/m2、風(fēng)荷載高度

變化系數(shù)μz=1、風(fēng)荷載體型系數(shù)μs=0.471。

4 模板驗(yàn)算

模板厚度=15mm，模板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fm=15N/mm2，模板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv=1.4N/mm2，模板彈性模量E=6000N/mm2。

取1.0m單位寬度計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2：W=bh2/6=37500mm3，I=bh3/12=281250mm4，q=γGΣqGk+1.4ΣqQk=30.424kN/m

（1）抗彎驗(yàn)算：Mmax=0.125ql2=0.238kN·m，σmax=Mmax/W=6.338N/mm2≤fm=15N/mm2（符合要求）

（2）抗剪驗(yàn)算：Qmax=0.5ql=3.803kN，τmax=3Qmax/（2bh）=0.38N/mm2≤fv=1.4N/mm2（符合要求）

（3）撓度驗(yàn)算：vmax=5ql4/（384EI）=0.917mm

vmax=0.917mm≤[v]=min[l/150，10]=min[250/150，10]=1.667mm（符合要求）

（4）支座反力：R1=R2=ql/2=3.803kN

4 次楞驗(yàn)算

次楞方木=55×75mm，次楞自重=0.01kN/m，次楞抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fm=13N/mm2，次楞抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv=1.3N/mm2，次楞截面抵抗矩W=51.562cm3，次楞截面慣性矩I=193.359cm4，次楞彈性模量E=9000N/mm2。

次楞自重荷載：q1=γGq=1.35×0.01=0.014kN/m

梁左側(cè)樓板傳遞給次楞荷載：q2=γGΣNGk+1.4ΣNQk=1.464kN/m

梁右側(cè)樓板傳遞給次楞荷載：q3=γGΣNGk+1.4ΣNQk=1.464kN/m

梁左側(cè)模板傳遞給次楞的荷載：q4=γGΣNGk=0.419kN/m

梁右側(cè)模板傳遞給次楞的荷載：q5=γGΣNGk=0.419kN/m

q=max[3.803/1.0+0.014+1.464+0.419，3.803/1.0+0.014，3.803/1.0+0.014+1.464+0.419]=5.699kN/m

（1）強(qiáng)度驗(yàn)算：Mmax=0.125ql2=0.064kN·m，σmax=Mmax/W=1.243N/mm2≤fm=13N/mm2（符合要求）

（2）抗剪驗(yàn)算：Qmax=0.625ql=1.069kN，τmax=3Qmax/（2bh0）=0.389N/mm2

τmax=0.389N/mm2≤fv=1.3N/mm2（符合要求）

（3）撓度驗(yàn)算：vmax=0.521ql4/（100EI）=0.014mm

vmax=0.014mm≤[v]=min[l/150，10]=min[300/150，10]=2mm（符合要求）

（4）支座反力計(jì)算：梁底次楞依次最大支座反力為：R1=R2=2.137kN

6 主楞驗(yàn)算

主楞采用φ48×3.25鋼管，主楞材料自重=0.036kN/m，主楞截面面積=457mm2，主楞抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Fm=205N/mm2，主楞抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv=125N/mm2，主楞截面抵抗矩W=4.79cm3，主楞截面慣性矩I=11.5cm4，主楞彈性模量E=206000N/mm2。

主楞自重荷載：q1=γGq=0.049kN/m

（1）強(qiáng)度驗(yàn)算：

Mmax=0.699kN·m，σmax=Mmax/W=145.986N/mm2≤fm=205N/mm2（符合要求）

（2）抗剪驗(yàn)算：

Qmax=2.159kN，τmax=2Qmax/A=9.449N/mm2，τmax=9.449N/mm2≤fv=125N/mm2（符合要求）

（3）撓度驗(yàn)算：

vmax=2.469mm≤[v]=min[l/150，10]=min[900/150，10]=6mm（符合要求）

（4）支座反力：支座反力依次為R1=R2=2.159kN

7 縱向水平鋼管驗(yàn)算

（1）強(qiáng)度驗(yàn)算：

Mmax=0.522kN·m，σmax=Mmax/W=108.954N/mm2≤fm=205N/m2（符合要求）

（2）抗剪驗(yàn)算：

Qmax=2.761kN，τmax=2Qmax/A=12.083N/mm2，τmax=12.083N/mm2≤fv=125N/mm2（符合要求）

（3）撓度驗(yàn)算：

vmax=0.925mm≤[v]=min[l/150，10]=min[900/150，10]=6mm（符合要求）