模板支架立杆稳定性计算器

概述

模板支架立杆稳定性计算器用于根据当前 metadata 与 index.ts 所定义的参数、公式和判定逻辑完成计算。

补充说明：当前文档以计算器目录下的 metadata.json、index.ts 和本文件为同一审计单元维护。

依据标准

• 试验/计算方法：JGJ 166-2016

现行标准

标准/文件	控制值或说明	附注
Q235 抗压强度设计值	205 N/mm₂	JGJ 166-2016
Q355 抗压强度设计值	310 N/mm₂	JGJ 166-2016
立杆长细比 λ 限值	≤ 200	JGJ 166-2016

计算公式

N = 1.2 \times (NG1K \times A + NG2K \times H) + 1.4 \times (NQ1K + NQ2K) \times A

参数与符号

输入参数

ID	符号	名称	单位	说明
steelGrade	steelGrade	钢材牌号	—	钢材牌号
pipeSpec	pipeSpec	立杆外径×壁厚	—	立杆外径×壁厚
h	h	立杆步距 h	mm	输入立杆步距
mu	μ	计算长度系数 μ	—	输入计算长度系数
NG1K	NG1K	模板自重标准值 NG1K	kN/m₂	输入模板自重标准值
NG2K	NG2K	支架自重标准值 NG2K	kN/m	输入支架自重标准值
NQ1K	NQ1K	施工人员及设备荷载标准值 NQ1K	kN/m₂	输入施工荷载
NQ2K	NQ2K	混凝土振捣荷载标准值 NQ2K	kN/m₂	输入振捣荷载
H	H	支撑架搭设高度 H	m	输入支撑架搭设高度
k	k	计算长度修正系数 k	—	计算长度修正系数 k
areaPerPole	Aarea	每根立杆承担面积	m₂	输入每根立杆承担面积

输出参数

ID	符号	名称	单位	说明
NGK	NGK	恒荷载标准值产生的轴向力 NGK	kN	恒荷载标准值产生的轴向力 NGK
NQK	NQK	施工荷载标准值产生的轴向力 NQK	kN	施工荷载标准值产生的轴向力 NQK
N	N	立杆轴向力设计值 N	kN	立杆轴向力设计值 N
l0	l₀	立杆计算长度 l₀	mm	立杆计算长度 l₀
lambda	λ	长细比 λ	—	长细比 λ
phi	φ	轴心受压稳定系数 φ	—	轴心受压稳定系数 φ
sigma	σ	稳定性应力 σ = N/(φA)	N/mm₂	稳定性应力 σ = N/(φA)
sigmaRatio	σ/f	应力比 σ/f	%	应力比 σ/f

示例数据

示例输入

名称	ID	示例值	单位
钢材牌号	steelGrade	Q235	—
立杆外径×壁厚	pipeSpec	Φ48×3.6	—
立杆步距 h	h	1600	mm
计算长度系数 μ	mu	1.7	—
模板自重标准值 NG1K	NG1K	0.38	kN/m₂
支架自重标准值 NG2K	NG2K	0.16	kN/m
施工人员及设备荷载标准值 NQ1K	NQ1K	1.6	kN/m₂
混凝土振捣荷载标准值 NQ2K	NQ2K	3.7	kN/m₂
支撑架搭设高度 H	H	9	m
计算长度修正系数 k	k	1	—
每根立杆承担面积	areaPerPole	0.98	m₂

主要结果

名称	ID	结果值	单位
恒荷载标准值产生的轴向力 NGK	NGK	1.812	kN
施工荷载标准值产生的轴向力 NQK	NQK	5.194	kN
立杆轴向力设计值 N	N	9.446	kN
立杆计算长度 l₀	l0	2720	mm
长细比 λ	lambda	171.07	—
轴心受压稳定系数 φ	phi	0.41	—
稳定性应力 σ = N/(φA)	sigma	47.12	N/mm₂
应力比 σ/f	sigmaRatio	23	%

合规判定

以下内容为基于当前 generate() 样本执行 qualification() 的判定结果：

• 通过：Q235钢材：稳定性应力 σ ≤ f=205 N/mm2，满足要求

• 通过：Q355钢材：稳定性应力 σ ≤ f=310 N/mm2，满足要求

• 通过：长细比 λ ≤ 200，满足一般支架要求

• 通过：应力比 σ/f ≤ 100%，稳定性满足要求

参考与链接

• /docs/jgj-166

原有补充说明

模板支架立杆稳定性计算器

概述

模板支架立杆稳定性计算器依据 JGJ 166-2016《建筑施工模板安全技术规范》，用于验算木模板及钢管支架中立杆在承载能力极限状态下的稳定性，确保施工安全。

本计算器适用于建筑工程中各类现浇混凝土结构的模板支撑体系设计与安全验算。

计算公式

恒荷载标准值产生的轴向力

$$N_{GK} = N_{G1K} \times A + N_{G2K} \times H$$

施工荷载标准值产生的轴向力

$$N_{QK} = (N_{Q1K} + N_{Q2K}) \times A$$

立杆轴向力设计值（承载能力极限状态）

$$N = 1.2 \times N_{GK} + 1.4 \times N_{QK}$$

立杆计算长度

$$l_0 = k \times \mu \times h$$

长细比

$$\lambda = \frac{l_0}{i}$$

> 回转半径 i：Φ48×3.6 → 15.9mm；Φ60×3.5 → 21.1mm

轴心受压稳定系数

$$\varphi = f(\lambda, \text{钢材牌号})$$

依据长细比 λ 和钢材牌号（Q235 / Q355）查 JGJ 166-2016 附表。

稳定性应力验算

$$\sigma = \frac{N \times 10^3}{\varphi \times A}$$

合格判据：

• Q235：σ ≤ f = 205 N/mm²

• Q355：σ ≤ f = 310 N/mm²

应力比

$$\frac{\sigma}{f} \times 100\%$$

反映应力占抗压强度设计值的百分比。

符号说明

符号	名称	单位	说明
N_G1K	模板自重标准值	kN/m²	面板、方木楞等模板构件自重
N_G2K	支架自重标准值	kN/m	钢管、扣件等支架自重（每米）
A	每根立杆承担面积	m²	每根立杆承担的模板投影面积
H	支撑架搭设高度	m	支撑架搭设高度
N_Q1K	施工人员及设备荷载标准值	kN/m²	人员重量、施工设备、振捣荷载
N_Q2K	混凝土振捣荷载标准值	kN/m²	振捣荷载
k	计算长度修正系数	—	模板支架取1.0；独立支撑架取1.155
μ	计算长度系数	—	依据立杆布置形式查 JGJ 166-2016 附录 A
h	立杆步距	mm	相邻水平杆中心距
i	回转半径	mm	Φ48×3.6 → 15.9mm；Φ60×3.5 → 21.1mm
λ	长细比	—	λ ≤ 200（一般支架）；λ ≤ 150（高宽比>3的独立支架）
φ	轴心受压稳定系数	—	查 JGJ 166-2016 附表
f	抗压强度设计值	N/mm²	Q235 → 205；Q355 → 310
A	立杆截面积	mm²	Φ48×3.6 → 489mm²；Φ60×3.5 → 621mm²

主要参考标准

• JGJ 166-2016《建筑施工模板安全技术规范》 — 现行行业标准

- 第 5.2.1~5.2.6 条：模板支架设计计算规定
- 附录 A：计算长度系数 μ 表格
- 附表：轴心受压稳定系数 φ

使用说明

1. 选择钢材牌号：Q235（f=205 N/mm²）或 Q355（f=310 N/mm²）
2. 选择立杆规格：Φ48×3.6（A=489mm²，i=15.9mm）或 Φ60×3.5（A=621mm²，i=21.1mm）
3. 输入立杆步距 h（一般取 1500~1800mm）
4. 输入计算长度系数 μ（查 JGJ 166-2016 附录 A 表 A.0.1~A.0.6）
5. 输入荷载标准值：模板自重 NG1K、支架自重 NG2K、施工荷载 NQ1K+NQ2K
6. 输入支撑架搭设高度 H
7. 选择计算长度修正系数 k：模板支架取 1.0；独立支撑架取 1.155
8. 点击计算，查看稳定性应力 σ 和应力比 σ/f，验证是否满足要求

注意事项

• 立杆长细比 λ 不得超过 200（一般支架）或 150（高宽比>3的独立支架）

• 稳定性应力 σ 不得超过钢材抗压强度设计值 f

• 计算长度系数 μ 必须依据支架实际布置形式查表确定，不可随意取值

• 施工荷载应考虑混凝土浇筑方式、振捣设备等因素的影响