梁模板400 x700計(jì)算書.doc

梁模板(扣件鋼管架)600x1500計(jì)算書高支撐架的計(jì)算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2010）、建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范（JGJ 162-2008）、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2011、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2012)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50017-2003)等規(guī)范編制。因本工程梁支架高度大于4米，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)建議，如果僅按規(guī)范計(jì)算，架體安全性仍不能得到完全保證。為此計(jì)算中還參考了施工技術(shù)2002（3）：扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計(jì)和使用安全中的部分內(nèi)容。梁段:KYL01。一、參數(shù)信息1.模板支撐及構(gòu)造參數(shù)梁截面寬度 B(m)：0.40；梁截面高度 D(m)：0.70；混凝土板厚度(mm)：180.00；立桿沿梁跨度方向間距La(m)：1.00；立桿上端伸出至模板支撐點(diǎn)長(zhǎng)度a(m)：0.10；立桿步距h(m)：1.20；板底承重立桿橫向間距或排距Lb(m)：1.50；梁支撐架搭設(shè)高度H(m)：5.40；梁兩側(cè)立桿間距(m)：0.80；承重架支撐形式：梁底支撐小楞垂直梁截面方向；梁底增加承重立桿根數(shù)：1；采用的鋼管類型為483.5；立桿承重連接方式：可調(diào)托座；2.荷載參數(shù)新澆混凝土重力密度(kN/m3)：24.00；模板自重(kN/m2)：0.50；鋼筋自重(kN/m3):2.00；施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：2.0；新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：16.8；振搗混凝土對(duì)梁底模板荷載(kN/m2)：2.0；振搗混凝土對(duì)梁側(cè)模板荷載(kN/m2)：4.0；3.材料參數(shù)木材品種：北美落葉松；木材彈性模量E(N/mm2)：10000.0；木材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc(N/mm)：12.0；木材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fm(N/mm2)：13.0；木材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv(N/mm2)：1.5；面板材質(zhì)：膠合面板；面板厚度(mm)：20.00；面板彈性模量E(N/mm2)：6000.0；面板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fm(N/mm2)：18.0；4.梁底模板參數(shù)梁底方木截面寬度b(mm)：50.0；梁底方木截面高度h(mm)：100.0；梁底縱向支撐根數(shù)：3；5.梁側(cè)模板參數(shù)次楞間距(mm)：300；主楞豎向根數(shù)：4；穿梁螺栓直徑(mm)：M16；穿梁螺栓水平間距(mm)：600；主楞到梁底距離依次是：30mm，200mm，400mm，500mm；主楞材料：圓鋼管；直徑(mm)：48.00；壁厚(mm)：3.50；主楞合并根數(shù)：2；次楞材料：木方；寬度(mm)：50.00；高度(mm)：100.00；次楞合并根數(shù)：2；二、梁側(cè)模板荷載計(jì)算按施工手冊(cè)，新澆混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力，按下列公式計(jì)算，并取其中的較小值: F=0.22t12V1/2 F=H其中 - 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3； t - 新澆混凝土的初凝時(shí)間，取2.000h； T - 混凝土的入模溫度，取20.000； V - 混凝土的澆筑速度，取1.500m/h； H - 混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面總高度，取0.700m； 1- 外加劑影響修正系數(shù)，取1.200； 2- 混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取1.150。分別計(jì)算得 17.848 kN/m2、16.800 kN/m2，取較小值16.800 kN/m2作為本工程計(jì)算荷載。三、梁側(cè)模板面板的計(jì)算面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和剛度。強(qiáng)度驗(yàn)算要考慮新澆混凝土側(cè)壓力和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；撓度驗(yàn)算只考慮新澆混凝土側(cè)壓力。 面板計(jì)算簡(jiǎn)圖(單位：mm)1.強(qiáng)度計(jì)算材料抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算公式如下: M/W f其中，W - 面板的凈截面抵抗矩，W = 5222/6=34.67cm3； M - 面板的最大彎矩(Nmm)； - 面板的彎曲應(yīng)力計(jì)算值(N/mm2)； f - 面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)；按照均布活荷載最不利布置下的三跨連續(xù)梁計(jì)算：Mmax = 0.1q1l2+0.117q2l2其中 ，q - 作用在模板上的側(cè)壓力，包括：新澆混凝土側(cè)壓力設(shè)計(jì)值: q1= 1.20.5216.80.9=9.435kN/m；振搗混凝土荷載設(shè)計(jì)值: q2= 1.40.5240.9=2.621kN/m；計(jì)算跨度: l = 300mm；面板的最大彎矩 M = 0.19.4353002 + 0.117 2.6213002 = 1.13105Nmm；面板的最大支座反力為：N=1.1q1l+1.2q2l=1.19.4350.3+1.22.6210.3=4.057kN；經(jīng)計(jì)算得到，面板的受彎應(yīng)力計(jì)算值: = 1.13105 / 3.47104=3.2N/mm2；面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: f = 18N/mm2；面板的受彎應(yīng)力計(jì)算值 =3.2N/mm2 小于 面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=18N/mm2，滿足要求！ 2.撓度驗(yàn)算=0.677ql4/(100EI)l/250 q-作用在模板上的新澆筑混凝土側(cè)壓力線荷載設(shè)計(jì)值: q=9.435N/mm； l-計(jì)算跨度: l = 300mm； E-面板材質(zhì)的彈性模量: E = 6000N/mm2； I-面板的截面慣性矩: I = 52222/12=34.67cm4；面板的最大撓度計(jì)算值: = 0.6779.4353004/(10060003.47105) = 0.249 mm；面板的最大容許撓度值: = l/250 =300/250 = 1.2mm；面板的最大撓度計(jì)算值 =0.249mm 小于 面板的最大容許撓度值 =1.2mm，滿足要求！四、梁側(cè)模板支撐的計(jì)算1.次楞計(jì)算次楞直接承受模板傳遞的荷載，按照均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算。次楞均布荷載按照面板最大支座力除以面板計(jì)算寬度得到：q=4.057/(0.700-0.180)=7.802kN/m本工程中，次楞采用木方，寬度50mm，高度100mm，截面慣性矩I，截面抵抗矩W和彈性模量E分別為:W = 251010/6 = 166.67cm3；I = 25101010/12 = 833.33cm4；E = 10000.00 N/mm2； 計(jì)算簡(jiǎn)圖 剪力圖(kN) 彎矩圖(kNm) 變形圖(mm)經(jīng)過(guò)計(jì)算得到最大彎矩 M = 0.028 kNm，最大支座反力 R= 1.628 kN，最大變形 = 0.001 mm（1）次楞強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算公式如下: = M/Wf經(jīng)計(jì)算得到，次楞的最大受彎應(yīng)力計(jì)算值 = 2.79104/1.67105 = 0.2 N/mm2；次楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: f = 13N/mm2；次楞最大受彎應(yīng)力計(jì)算值 = 0.2 N/mm2 小于 次楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=13N/mm2，滿足要求?。?）次楞的撓度驗(yàn)算次楞的最大容許撓度值: = 200/400=0.5mm；次楞的最大撓度計(jì)算值 =0.001mm 小于 次楞的最大容許撓度值 =0.5mm，滿足要求！2.主楞計(jì)算主楞承受次楞傳遞的集中力，取次楞的最大支座力1.628kN,按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算。本工程中，主楞采用圓鋼管，直徑48mm，壁厚3.5mm，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W = 25.078=10.16cm3；I = 212.187=24.37cm4；E = 206000.00 N/mm2； 主楞計(jì)算簡(jiǎn)圖 主楞計(jì)算剪力圖(kN) 主楞計(jì)算彎矩圖(kNm) 主楞計(jì)算變形圖(mm)經(jīng)過(guò)計(jì)算得到最大彎矩 M = 0.220 kNm，最大支座反力 R= 3.622 kN，最大變形 = 0.104 mm（1）主楞抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 = M/Wf經(jīng)計(jì)算得到，主楞的受彎應(yīng)力計(jì)算值: = 2.20105/1.02104 = 21.6 N/mm2；主楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: f = 205N/mm2；主楞的受彎應(yīng)力計(jì)算值 =21.6N/mm2 小于 主楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205N/mm2，滿足要求?。?）主楞的撓度驗(yàn)算根據(jù)連續(xù)梁計(jì)算得到主楞的最大撓度為 0.104 mm主楞的最大容許撓度值: = 600/400=1.5mm；主楞的最大撓度計(jì)算值 =0.104mm 小于 主楞的最大容許撓度值 =1.5mm，滿足要求！五、梁底模板計(jì)算面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和撓度。計(jì)算的原則是按照模板底支撐的間距和模板面的大小,按支撐在底撐上的兩跨連續(xù)梁計(jì)算。強(qiáng)度驗(yàn)算要考慮模板結(jié)構(gòu)自重荷載、新澆混凝土自重荷載、鋼筋自重荷載和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；撓度驗(yàn)算只考慮模板結(jié)構(gòu)自重、新澆混凝土自重、鋼筋自重荷載。本算例中，面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 10002020/6 = 6.67104mm3； I = 1000202020/12 = 6.67105mm4； 1.抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算按以下公式進(jìn)行面板抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算： = M/Wf鋼筋混凝土梁和模板自重設(shè)計(jì)值(kN/m)：q1=1.2(24.00+2.00)0.70+0.501.000.90=20.196kN/m；施工荷載與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載設(shè)計(jì)值(kN/m)：q2=1.4(2.00+2.00)1.000.90=5.040kN/m；q=20.196+5.040=25.236kN/m；最大彎矩及支座反力計(jì)算公式如下:Mmax=0.125ql2= 0.12525.2362002=1.26105Nmm；RA=RC=0.375q1l+0.437q2l=0.37520.1960.2+0.4375.040.2=1.955kNRB=1.25ql=1.2525.2360.2=6.309kN =Mmax/W=1.26105/6.67104=1.9N/mm2；梁底模面板計(jì)算應(yīng)力 =1.9 N/mm2 小于 梁底模面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=18N/mm2，滿足要求！2.撓度驗(yàn)算根據(jù)建筑施工計(jì)算手冊(cè)剛度驗(yàn)算采用標(biāo)準(zhǔn)荷載，同時(shí)不考慮振動(dòng)荷載作用。最大撓度計(jì)算公式如下：= 0.521ql4/(100EI)=l/250其中，q-作用在模板上的壓力線荷載:q =q1/1.2=16.830kN/m； l-計(jì)算跨度(梁底支撐間距): l =200.00mm； E-面板的彈性模量: E = 6000.0N/mm2；面板的最大允許撓度值: =200.00/250 = 0.800mm；面板的最大撓度計(jì)算值: = 0.52120.1962004/(10060006.67105)=0.042mm；面板的最大撓度計(jì)算值: =0.042mm 小于 面板的最大允許撓度值: =0.8mm，滿足要求！六、梁底支撐的計(jì)算本工程梁底支撐采用方木。強(qiáng)度及抗剪驗(yàn)算要考慮模板結(jié)構(gòu)自重荷載、新澆混凝土自重荷載、鋼筋自重荷載和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；撓度驗(yàn)算只考慮模板結(jié)構(gòu)自重、新澆混凝土自重、鋼筋自重荷載。1.荷載的計(jì)算梁底支撐小楞的均布荷載按照面板最大支座力除以面板計(jì)算寬度得到：q=6.309/1=6.309kN/m2.方木的支撐力驗(yàn)算 方木計(jì)算簡(jiǎn)圖方木按照三跨連續(xù)梁計(jì)算。本算例中，方木的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=51010/6 = 83.33 cm3；I=5101010/12 = 416.67 cm4；方木強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算公式如下:最大彎矩 M =0.1ql2= 0.16.30912 = 0.631 kNm；最大應(yīng)力 = M / W = 0.631106/83333.3 = 7.6 N/mm2；抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f =13 N/mm2；方木的最大應(yīng)力計(jì)算值 7.6 N/mm2 小于 方木抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 13 N/mm2,滿足要求!方木抗剪驗(yàn)算截面抗剪強(qiáng)度必須滿足: = 3V/(2bh0)其中最大剪力: V =0.66.3091 = 3.785 kN；方木受剪應(yīng)力計(jì)算值 = 33.7851000/(250100) = 1.136 N/mm2；方木抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 = 1.5 N/mm2；方木的受剪應(yīng)力計(jì)算值 1.136 N/mm2 小于 方木抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 1.5 N/mm2,滿足要求!方木撓度驗(yàn)算計(jì)算公式如下: = 0.677ql4/(100EI)=l/250方木最大撓度計(jì)算值 = 0.6776.30910004 /(10010000416.667104)=1.025mm；方木的最大允許撓度 =1.0001000/250=4.000 mm；方木的最大撓度計(jì)算值 = 1.025 mm 小于 方木的最大允許撓度 =4 mm，滿足要求！3.支撐托梁的強(qiáng)度驗(yàn)算梁底模板邊支撐傳遞的集中力：P1=RA=1.955kN梁底模板中間支撐傳遞的集中力：P2=RB=6.309kN梁兩側(cè)部分樓板混凝土荷載及梁側(cè)模板自重傳遞的集中力：P3=(0.800-0.400)/41.000(1.20.18024.000+1.42.000)+1.221.000(0.700-0.180)0.500=1.422kN 簡(jiǎn)圖(kNm) 剪力圖(kN) 彎矩圖(kNm) 變形圖(mm)經(jīng)過(guò)連續(xù)梁的計(jì)算得到：支座力:N1=N3=1.056 kN；N2=10.954 kN；最大彎矩 Mmax=0.253 kNm；最大撓度計(jì)算值 Vmax=0.048 mm；最大應(yīng)力 =0.253106/83333.3=3 N/mm2；支撐抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度 f=13 N/mm2；支撐托梁的最大應(yīng)力計(jì)算值 3 N/mm2 小于 支撐托梁的抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度 13 N/mm2,滿足要求!七、梁跨度方向鋼管的計(jì)算 梁底支撐縱向鋼管只起構(gòu)造作用，無(wú)需要計(jì)算八、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 = N/(A)f1.梁兩側(cè)立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算其中 N - 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，它包括：橫向支撐鋼管的最大支座反力： N1 =1.056 kN ；腳手架鋼管的自重： N2 = 1.20.1495.4=0.965 kN；N =1.056+0.965=2.02 kN； - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 查表得到； i - 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 (cm)：i = 1.58； A - 立桿凈截面面積 (cm2)： A = 4.89； W - 立桿凈截面抵抗矩(cm3)：W = 5.08； - 鋼管立桿軸心受壓應(yīng)力計(jì)算值 ( N/mm2)； f - 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f =205 N/mm2； lo - 計(jì)算長(zhǎng)度 (m)； 根據(jù)扣件式規(guī)范，立桿計(jì)算長(zhǎng)度lo有兩個(gè)計(jì)算公式lo=kh和lo=h+2a， 為安全計(jì)，取二者間的大值，即: lo = Max1.1851.71.2,1.2+20.1= 2.417 m； k - 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取值為：1.185 ； - 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，參照扣件式規(guī)范表5.3.3，=1.7； a - 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度；a=0.1m; 得到計(jì)算結(jié)果: 立桿的計(jì)算長(zhǎng)度 lo/i = 2417.4 / 15.8 = 153 ；由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.298 ；鋼管立桿受壓應(yīng)力計(jì)算值 ；=2020.418/(0.298489) = 13.9 N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 13.9 N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！2.梁底受力最大的支撐立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算其中 N - 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，它包括：橫向鋼管的最大支座反力：N1 =10.954 kN ；腳手架鋼管的自重： N2 = 1.20.149(5.4-0.7)=0.965 kN；N =N1+N2 =10.954+0.84=11.794 kN ； - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 查表得到； i - 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 (cm)：i = 1.58； A - 立桿凈截面面積 (cm2)： A = 4.89； W - 立桿凈截面抵抗矩(cm3)：W = 5.08； - 鋼管立桿軸心受壓應(yīng)力計(jì)算值 ( N/mm2)； f - 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f =205 N/mm2； lo - 計(jì)算長(zhǎng)度 (m)； 根據(jù)扣件式規(guī)范，立桿計(jì)算長(zhǎng)度lo有兩個(gè)計(jì)算公式lo=kh和lo=h+2a， 為安全計(jì)，取二者間的大值，即: lo = Max1.1851.71.2,1.2+20.1= 2.417 m； k - 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取值為：1.185 ； - 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，參照扣件式規(guī)范表5.3.3，=1.7； a - 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度；a=0.1m; 得到計(jì)算結(jié)果: 立桿的計(jì)算長(zhǎng)度 lo/i = 2417.4 / 15.8 = 153 ；由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.298 ；鋼管立桿受壓應(yīng)力計(jì)算值 ；=11793.546/(0.298489) = 80.9 N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 80.9 N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！ 考慮到高支撐架的安全因素，建議按下式計(jì)算 lo= k1k2(h+2a) = 1.1851.009(1.2+0.12) = 1.674 m； k1 - 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)按照表1取值1.185; k2 - 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，h+2a =1.4按照表2取值1.009 ；lo/i = 1673.931 / 15.8 = 106 ；由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.544 ；鋼管立桿的最大應(yīng)力計(jì)算值 ；= 11793.546/(0.544489) = 44.3 N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 44.3 N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！模板承重架應(yīng)盡量利用剪力墻或柱作為連接連墻件，否則存在安全隱患。 以上表參照 杜榮軍：扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計(jì)和使用安全九、梁模板高支撐架的構(gòu)造和施工要求工程經(jīng)驗(yàn)除了要遵守扣件架規(guī)范的相關(guān)要求外，還要考慮以下內(nèi)容1.模板支架的構(gòu)造要求a.梁板模板高支撐架可以根據(jù)設(shè)計(jì)荷載采用單立桿或雙立桿；b.立桿之間必須按步距滿設(shè)雙向水平桿，確保兩方向足夠的設(shè)計(jì)剛度；c.梁和樓板荷載相差較大時(shí)，可以采用不同的立桿間距，但只宜在一個(gè)方向變距、而另一個(gè)方向不變。2.