模板計(jì)算書.doc

.板模板(碗扣式支撐)計(jì)算書新建廠房及附屬用房項(xiàng)目（板模板）工程 ；工程建設(shè)地點(diǎn)：天津市學(xué)府工業(yè)園；屬于框架結(jié)構(gòu)；地上2層；地下0層；建筑高度：14.4m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：7.2m ；總建筑面積：24356.68平方米；總工期：939天。本工程由天津市眾賀科技發(fā)展有限公司投資建設(shè)，天津市豐和建筑工程設(shè)計(jì)有限公司設(shè)計(jì)，天津市地質(zhì)勘察院地質(zhì)勘察，天津市誠達(dá)工程監(jiān)理有限公司監(jiān)理，天津瑞東建筑工程有限公司組織施工；由擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人。工程說明：工程概況；本工程位于天津市西青區(qū)學(xué)府工業(yè)園慧深道與學(xué)府西街交叉口東南側(cè)。本工程主體為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上二層，建筑高度；二層為14.850m,一、綜合說明由于其中模板支撐架高7.3米，為確保施工安全，編制本專項(xiàng)施工方案。設(shè)計(jì)范圍包括：樓板，長寬2.9m3.2m，厚0.11m。特別說明：碗扣式模板支架目前尚無規(guī)范，本計(jì)算書參考扣件式規(guī)范的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。據(jù)研究，碗扣式模板支架在有上碗扣的情況下，其承載力可比扣件式提高15左右，在計(jì)算中暫不做調(diào)整，但在搭設(shè)過程中要注意檢查，支模架的上碗扣不能缺失。（一）模板支架選型根據(jù)本工程實(shí)際情況，結(jié)合施工單位現(xiàn)有施工條件，經(jīng)過綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇碗扣式鋼管腳手架作為模板支架的搭設(shè)材料，進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。（二）編制依據(jù)1、中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ1302001）。2、建筑施工安全手冊(杜榮軍 主編)。3、建設(shè)部 建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)(JGJ59-99)。4、本工程相關(guān)圖紙，設(shè)計(jì)文件。5、國家有關(guān)模板支撐架設(shè)計(jì)、施工的其它規(guī)范、規(guī)程和文件，此外，在計(jì)算中還參考了浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)建筑施工扣件式鋼管模板支架技術(shù)規(guī)程(J10905-2006)的部分內(nèi)容。二、搭設(shè)方案（一）基本搭設(shè)參數(shù)模板支架高H為7.3m，立桿步距h（上下水平桿軸線間的距離）取1.2m，立桿縱距l(xiāng)a取1.2m，橫距l(xiāng)b取0.9m。立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)的自由長度a取0.1m。整個(gè)支架的簡圖如下所示。 模板底部的方木，截面寬40mm，高80mm，布設(shè)間距0.2m。（二）材料及荷載取值說明本支撐架使用 48 3.5鋼管，鋼管壁厚不得小于3mm，鋼管上嚴(yán)禁打孔；采用的扣件，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)，在螺栓擰緊扭力矩達(dá)65Nm時(shí)，不得發(fā)生破壞。模板支架承受的荷載包括模板及支架自重、新澆混凝土自重、鋼筋自重，以及施工人員及設(shè)備荷載、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載等。三、板模板支架的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性驗(yàn)算荷載首先作用在板底模板上，按照底模底模方木/鋼管橫向水平鋼管可調(diào)托座立桿基礎(chǔ)的傳力順序，分別進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。其中，取與底模方木平行的方向?yàn)榭v向。（一）板底模板的強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算模板按三跨連續(xù)梁計(jì)算，如圖所示: （1）荷載計(jì)算，按單位寬度折算為線荷載。此時(shí)，模板的截面抵抗矩為：w1000152/6=3.75104mm3；模板自重標(biāo)準(zhǔn)值：x10.31 =0.3kN/m；新澆混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值：x20.11241 =2.64kN/m；板中鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值：x30.111.11 =0.121kN/m；施工人員及設(shè)備活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：x411 =1kN/m；振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：x521=2kN/m。以上1、2、3項(xiàng)為恒載，取分項(xiàng)系數(shù)1.2，4、5項(xiàng)為活載，取分項(xiàng)系數(shù)1.4，則底模的荷載設(shè)計(jì)值為： g1 =(x1+x2+x3)1.2=(0.3+2.64+0.121)1.2=3.673kN/m； q1 =(x4+x5)1.4=(1+2)1.4 =4.2kN/m；對荷載分布進(jìn)行最不利布置，最大彎矩取跨中彎矩和支座彎矩的較大值。 跨中最大彎矩計(jì)算簡圖跨中最大彎矩計(jì)算公式如下:M1max = 0.08g1lc2+0.1q1lc2 = 0.083.6730.22+0.14.20.22=0.029kNm 支座最大彎矩計(jì)算簡圖支座最大彎矩計(jì)算公式如下：M2max= -0.1g1lc2-0.117q1lc2= -0.13.6730.22-0.1174.20.22= -0.034kNm；經(jīng)比較可知，荷載按照圖2進(jìn)行組合，產(chǎn)生的支座彎矩最大。Mmax=0.034kNm；（2）底?？箯潖?qiáng)度驗(yàn)算取Max(M1max，M2max)進(jìn)行底?？箯濖?yàn)算，即 =0.034106 /(3.75104)=0.916N/mm2底模面板的受彎強(qiáng)度計(jì)算值 =0.916N/mm2 小于抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fm =15N/mm2，滿足要求。（3）底?？辜魪?qiáng)度計(jì)算。荷載對模板產(chǎn)生的剪力為Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.63.6730.2+0.6174.20.2=0.959kN；按照下面的公式對底模進(jìn)行抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算： =3959.064/(2100015)=0.096N/mm2；所以，底模的抗剪強(qiáng)度 =0.096N/mm2小于 抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv =1.4N/mm2滿足要求。（4）底模撓度驗(yàn)算模板彈性模量E=6000 N/mm2；模板慣性矩 I=1000153/12=2.812105 mm4；根據(jù)JGJ1302001，剛度驗(yàn)算時(shí)采用荷載短期效應(yīng)組合，取荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，不乘分項(xiàng)系數(shù)，因此，底模的總的變形按照下面的公式計(jì)算： =0.048mm；底模面板的撓度計(jì)算值 =0.048mm小于撓度設(shè)計(jì)值v =Min(200/150，10)mm ，滿足要求。（二）底模方木的強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算按三跨連續(xù)梁計(jì)算（1）荷載計(jì)算模板自重標(biāo)準(zhǔn)值：x1=0.30.2=0.06kN/m；新澆混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值：x2=0.11240.2=0.528kN/m；板中鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值：x3=0.111.10.2=0.024kN/m；施工人員及設(shè)備活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：x4=10.2=0.2kN/m；振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：x5=20.2=0.4kN/m；以上1、2、3項(xiàng)為恒載，取分項(xiàng)系數(shù)1.2，4、5項(xiàng)為活載，取分項(xiàng)系數(shù)1.4，則底模的荷載設(shè)計(jì)值為：g2 =(x1+x2+x3)1.2=(0.06+0.528+0.024)1.2=0.735kN/m；q2 =(x4+x5)1.4=(0.2+0.4)1.4=0.84kN/m； 支座最大彎矩計(jì)算簡圖支座最大彎矩計(jì)算公式如下:Mmax= -0.1g2la2-0.117q2la2= -0.10.7351.22-0.1170.841.22=-0.247kNm；（2）方木抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算方木截面抵抗矩 W=bh2/6=40802/6=4.267104 mm3； =0.247106/(4.267104)=5.796N/mm2；底模方木的受彎強(qiáng)度計(jì)算值 =5.796N/mm2 小于抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fm =13N/mm2 ，滿足要求。（3）底模方木抗剪強(qiáng)度計(jì)算荷載對方木產(chǎn)生的剪力為Q=0.6g2la+0.617q2la=0.60.7351.2+0.6170.841.2=1.151kN；按照下面的公式對底模方木進(jìn)行抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算： =0.539N/mm2；所以，底模方木的抗剪強(qiáng)度 =0.539N/mm2小于抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv=1.3N/mm2滿足要求。（4）底模方木撓度驗(yàn)算方木彈性模量 E=9000 N/mm2；方木慣性矩 I=40803/12=1.707106 mm4；根據(jù)JGJ1302001，剛度驗(yàn)算時(shí)采用荷載短期效應(yīng)組合，取荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，不乘分項(xiàng)系數(shù)，因此，方木的總的變形按照下面的公式計(jì)算： =0.521(x1+x2+x3)la4/(100EI)+0.192(x4+x5)la4/(100EI)=0.586 mm；底模方木的撓度計(jì)算值 =0.586mm 小于 撓度設(shè)計(jì)值v =Min(1200/150，10)mm ，滿足要求。（三）托梁材料計(jì)算根據(jù)JGJ1302001，板底水平鋼管按三跨連續(xù)梁驗(yàn)算，承受本身自重及上部方木小楞傳來的雙重荷載，如圖所示。 （1）荷載計(jì)算材料自重：0.038kN/m；方木所傳集中荷載：?。ǘ┲蟹侥緝?nèi)力計(jì)算的中間支座反力值，即p=1.1g2la+1.2q2la=1.10.7351.2+1.20.841.2=2.179kN；按疊加原理簡化計(jì)算，鋼管的內(nèi)力和撓度為上述兩荷載分別作用之和。（2）強(qiáng)度與剛度驗(yàn)算托梁計(jì)算簡圖、內(nèi)力圖、變形圖如下：托梁采用：鋼管(單鋼管) :48 3.5；W=5.08 103mm3；I=12.19 104mm4； 支撐鋼管計(jì)算簡圖 支撐鋼管計(jì)算彎矩圖(kNm) 支撐鋼管計(jì)算變形圖(mm) 支撐鋼管計(jì)算剪力圖(kN) 中間支座的最大支座力 Rmax = 10.875 kN ；鋼管的最大應(yīng)力計(jì)算值 = 0.893106/5.08103=175.749 N/mm2；鋼管的最大撓度 max = 1.989 mm ；支撐鋼管的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fm=205 N/mm2；支撐鋼管的最大應(yīng)力計(jì)算值 =175.749 N/mm2 小于 鋼管抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fm=205 N/mm2,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度計(jì)算值 =1.989小于最大允許撓度 v=min(900/150,10) mm,滿足要求!（四）立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 立桿計(jì)算簡圖1、不組合風(fēng)荷載時(shí)，立桿穩(wěn)定性計(jì)算（1）立桿荷載。根據(jù)規(guī)程，支架立桿的軸向力設(shè)計(jì)值N應(yīng)按下式計(jì)算： N = 1.35NGK + 1.4NQK 其中NGK為模板及支架自重，顯然，最底部立桿所受的軸壓力最大。將其分成模板（通過頂托）傳來的荷載和下部鋼管自重兩部分，分別計(jì)算后相加而得。模板所傳荷載就是頂部可調(diào)托座傳力，根據(jù)3.1.4節(jié)，此值為F1=10.875kN。除此之外，根據(jù)規(guī)程條文說明4.2.1條，支架自重按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。故支架自重部分荷載可取為F2=0.157.3=1.095kN；立桿受壓荷載總設(shè)計(jì)值為：Nut=F1+F21.35=10.875+1.0951.35=12.353kN；其中1.35為下部鋼管自重荷載的分項(xiàng)系數(shù)，F(xiàn)1因?yàn)橐呀?jīng)是設(shè)計(jì)值，不再乘分項(xiàng)系數(shù)。（2）立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算。按下式驗(yàn)算 -軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)長細(xì)比按規(guī)程附錄C采用； A -立桿的截面面積，取4.89102mm2； KH -高度調(diào)整系數(shù)，建筑物層高超過4m時(shí)，按規(guī)程5.3.4采用；計(jì)算長度l0按下式計(jì)算的結(jié)果取大值：l0=h+2a=1.2+20.1=1.4m；l0=kh=1.1851.7971.2=2.555m；式中：h-支架立桿的步距，取1.2m； a -模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長度，取0.1m； -模板支架等效計(jì)算長度系數(shù)，參照規(guī)程附表D1,取1.797； k -計(jì)算長度附加系數(shù)，按規(guī)程附表D2取值為1.185；故l0取2.555m；=l0/i=2.555103 /15.8=162；查規(guī)程附錄C得 = 0.268； KH=1/1+0.005(7.3-4)=0.984； =1.05N/(AKH)=1.0512.353103 /(0.2684.891020.984)=100.607N/mm2；立桿的受壓強(qiáng)度計(jì)算值 =100.607N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f =205 N/mm2 ，滿足要求。2、組合風(fēng)荷載時(shí)，立桿穩(wěn)定性計(jì)算（1）立桿荷載。根據(jù)規(guī)程，支架立桿的軸向力設(shè)計(jì)值Nut取不組合風(fēng)荷載時(shí)立桿受壓荷載總設(shè)計(jì)值計(jì)算。由前面的計(jì)算可知:Nut12.353kN；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：Wk=0.7zsWo=0.70.740.2730.45=0.064kN/m2；其中 w0 - 基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：w0 = 0.45 kN/m2； z - 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：z= 0.74 ； s - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為0.273；Mw=0.851.4Mwk=0.851.4Wklah2/10=0.851.40.0641.21.22/10=0.013kNm；（2）立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 =1.05N/(AKH)+Mw/W=1.0512.353103/(0.2684.891020.984)+0.013106 /(5.08103)=103.183N/mm2；立桿的受壓強(qiáng)度計(jì)算值 =103.183N/mm2 小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f =205 N/mm2 ，滿足要求。（五）立桿的地基承載力計(jì)算 立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力應(yīng)滿足下式的要求 p fg 地基承載力設(shè)計(jì)值:fg = fgkkc = 1200.4=48 kPa； 其中，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值：fgk= 120 kPa ； 腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)：kc = 0.4 ； 立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力：p = 1.05N/A =1.0512.353/0.3=43.236 kPa ；其中，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值 ：N = 12.971 kN；基礎(chǔ)底面面積 ：A = 0.3 m2 。p=43.236kPa fg=48 kPa 。地基承載力滿足要求！（六）拆模時(shí)間計(jì)算參考建筑施工安全手冊（杜榮軍主編，中國建筑工業(yè)出版社出版社出版），各樓層層高、樓面設(shè)計(jì)荷載、樓板板厚均按相同計(jì)。1、支架所受各類荷載的取值：附加在每根立桿上的樓蓋自重荷載為：N板i1.20