梁模板支撐系統(tǒng)計(jì)算書

1、梁模板(扣件鋼管架)計(jì)算書天津渤龍湖總部基地項(xiàng)目工程 ；工程建設(shè)地點(diǎn)：天津?yàn)I海高新產(chǎn)業(yè)區(qū)內(nèi)；屬于框架結(jié)構(gòu)；地上416層；地下1層；建筑高度：2460m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：4.2m ；總建筑面積：240000平方米；總工期：365天。本工程由天津百戊建設(shè)發(fā)展有限公司投資建設(shè)，天津華匯建筑工程設(shè)計(jì)有限公司設(shè)計(jì)，華北有色工程地勘有限公司地質(zhì)勘察，天津聯(lián)合工程建設(shè)監(jiān)理有限公司監(jiān)理，中建二局第四建筑工程有限公司組織施工。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（JGJ130-2001）、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(G

2、B 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:L1（圖紙中最大框架梁）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)：0.30；梁截面高度 D(m)：0.80；混凝土板厚度(mm)：100.00；立桿沿梁跨度方向間距La(m)：1.20；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)：1.20；梁支撐架搭設(shè)高度H(m)：7.00；梁兩側(cè)立桿

3、間距(m)：0.90；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)：0；采用的鋼管類型為48×3.2；立桿承重連接方式：?jiǎn)慰奂紤]扣件質(zhì)量及保養(yǎng)情況，取扣件抗滑承載力折減系數(shù)：1.00；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)：0.30；鋼筋自重(kN/m3):1.80；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)：17.8；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：油松；木材彈性模量E(N/mm2)：10000.

4、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)：木面板；面板厚度(mm)：15.00；面板彈性模量E(N/mm2)：9500.0；面板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fm(N/mm2)：13.0；4.梁底模板參數(shù)梁底方木截面寬度b(mm)：40.0；梁底方木截面高度h(mm)：80.0；梁底縱向支撐根數(shù)：2；5.梁側(cè)模板參數(shù)主楞間距(mm)：300；次楞根數(shù)：5；主楞豎向支撐點(diǎn)數(shù)量：3；穿梁螺栓直徑(mm)：M14；穿梁螺栓水平間距(mm)：300；豎向支撐點(diǎn)到梁底距離依次是：150mm，200mm，500

5、mm；主楞材料：木方；寬度(mm)：40.00；高度(mm)：80.00；主楞合并根數(shù)：2；次楞材料：木方；寬度(mm)：40.00；高度(mm)：80.00；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0.750m； 1- 外加劑影響修正系數(shù)，取1.20

6、0； 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、18.000 kN/m2，取較小值17.848 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。次楞的根數(shù)為5根。面板按照均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算。 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 = 30×1.5×1.5/6=11.25cm3； M - 面板的最大彎矩(N

7、·mm)； - 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：M = 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= 1.2×0.3×17.85=6.425kN/m；振搗混凝土荷載設(shè)計(jì)值: q2= 1.4×0.3×4=1.68kN/m；計(jì)算跨度: l = (800-100)/(5-1)= 175mm；面板的最大彎矩 M= 0.1×6.425×(800-100)/(5-1)2 + 0.1

8、17×1.68×(800-100)/(5-1)2= 2.57×104N·mm；面板的最大支座反力為: N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×6.425×(800-100)/(5-1)/1000+1.2×1.680×(800-100)/(5-1)/1000=1.590 kN；經(jīng)計(jì)算得到，面板的受彎應(yīng)力計(jì)算值: = 2.57×104 / 1.13×104=2.3N/mm2；面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: f = 13N/mm2；面板的受彎應(yīng)力計(jì)算值 =2.3N/mm2 小于 面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=13

9、N/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 = q1= 6.425N/mm； l-計(jì)算跨度: l = (800-100)/(5-1)=175mm； E-面板材質(zhì)的彈性模量: E = 9500N/mm2； I-面板的截面慣性矩: I = 30×1.5×1.5×1.5/12=8.44cm4；面板的最大撓度計(jì)算值: = 0.677×6.425×(800-100)/(5-1)4/(100×9500×8.44×104) = 0.

10、051 mm；面板的最大容許撓度值: = l/250 =(800-100)/(5-1)/250 = 0.7mm；面板的最大撓度計(jì)算值 =0.051mm 小于 面板的最大容許撓度值 =0.7mm，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 = 1.590/0.300= 5.299kN/m本工程中，次楞采用木方，寬度40mm，高度80mm，截面慣性矩I，截面抵抗矩W和彈性模量E分別為:W = 1×4×8×8/6 = 42.67cm3；I = 1

11、15;4×8×8×8/12 = 170.67cm4；E = 10000.00 N/mm2； 計(jì)算簡(jiǎn)圖 剪力圖(kN) 彎矩圖(kN·m) 變形圖(mm)經(jīng)過計(jì)算得到最大彎矩 M = 0.048 kN·m，最大支座反力 R= 1.749 kN，最大變形 = 0.017 mm（1）次楞強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算公式如下: = M/W<f經(jīng)計(jì)算得到，次楞的最大受彎應(yīng)力計(jì)算值 = 4.77×104/4.27×104 = 1.1 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 = 1.1 N/mm2

12、 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: = 300/400=0.75mm；次楞的最大撓度計(jì)算值 =0.017mm 小于 次楞的最大容許撓度值 =0.75mm，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1.749kN,按照集中荷載作用下的兩跨連續(xù)梁計(jì)算。本工程中，主楞采用木方，寬度40mm，高度80mm，截面慣性矩I，截面抵抗矩W和彈性模量E分別為:W = 2×4×8×8/6 = 85.33cm3；I = 2×4×8×8×8/12 = 34

13、1.33cm4；E = 10000.00 N/mm2； 主楞計(jì)算簡(jiǎn)圖 主楞彎矩圖(kN·m) 主楞變形圖(mm)經(jīng)過計(jì)算得到最大彎矩 M= 0.219 kN·m，最大支座反力 R= 4.700 kN，最大變形 = 0.137 mm（1）主楞抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 = M/W<f經(jīng)計(jì)算得到，主楞的受彎應(yīng)力計(jì)算值: = 2.19×105/8.53×104 = 2.6 N/mm2；主楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: f = 13N/mm2；主楞的受彎應(yīng)力計(jì)算值 =2.6N/mm2 小于 主楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=13N/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

14、主楞的最大撓度為 0.137 mm主楞的最大容許撓度值: = 300/400=0.75mm；主楞的最大撓度計(jì)算值 =0.137mm 小于 主楞的最大容許撓度值 =0.75mm，滿足要求！五、穿梁螺栓的計(jì)算 驗(yàn)算公式如下:N<N= f×A其中 N - 穿梁螺栓所受的拉力； A - 穿梁螺栓有效面積 (mm2)； f - 穿梁螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取170 N/mm2； 穿梁螺栓型號(hào): M14 ；查表得： 穿梁螺栓有效直徑: 11.55 mm； 穿梁螺栓有效面積: A = 105 mm2；穿梁螺栓所受的最大拉力: N =4.7 kN。穿梁螺栓最大容許拉力值: N = 170

15、5;105/1000 = 17.85 kN；穿梁螺栓所受的最大拉力 N=4.7kN 小于 穿梁螺栓最大容許拉力值 N=17.85kN，滿足要求！六、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,按支撐在底撐上的簡(jiǎn)支梁計(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 = 300×15×15/6 = 1.13×104mm3； I = 300×15

16、×15×15/12 = 8.44×104mm4； 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/W<f鋼筋混凝土梁和模板自重設(shè)計(jì)值(kN/m)：q1=1.2×(24.00+1.80)×0.80+0.30×0.30=7.538kN/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)×0.30=1.680kN/m；q=7.538+1.680=9.218kN/m；最大彎矩及支座反力計(jì)算公式如下:Mmax=ql2/8 = 1/8×9.218×3

17、002=1.04×105N·mm；RA=RB=0.5ql=0.5×9.218×0.3=1.383kN =Mmax/W=1.04×105/1.13×104=9.2N/mm2；梁底模面板計(jì)算應(yīng)力 =9.2 N/mm2 小于 梁底模面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=13N/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：= 5ql4/(384EI)=l/250其中，q-作用在模板上的壓力線荷載:q =q1/1.2=6.282kN/m； l-計(jì)算跨度(梁底支撐間距): l =300

18、.00mm； E-面板的彈性模量: E = 9500.0N/mm2；面板的最大允許撓度值: =300.00/250 = 1.200mm；面板的最大撓度計(jì)算值: = 5×7.538×3004/(384×9500×8.44×104)=0.992mm；面板的最大撓度計(jì)算值: =0.992mm 小于 面板的最大允許撓度值: =1.2mm，滿足要求！七、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)

19、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=1.383/0.3=4.609kN/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=4×8×8/6 = 42.67 cm3；I=4×8×8×8/12 = 170.67 cm4；方木強(qiáng)度驗(yàn)算:計(jì)算公式如下:最大彎矩 M =0.1ql2= 0.1×4.609×0.32 = 0.041 kN·m；最大應(yīng)力 = M / W = 0.041×106/42666.7 = 1 N/mm

20、2；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 1 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 =0.6×4.609×0.3 = 0.83 kN；方木受剪應(yīng)力計(jì)算值 = 3×0.83×1000/(2×40×80) = 0.389 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 0.389 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: =

21、 0.677ql4/(100EI)=l/250方木最大撓度計(jì)算值 = 0.677×4.609×3004 /(100×10000×170.667×104)=0.015mm；方木的最大允許撓度 =0.300×1000/250=1.200 mm；方木的最大撓度計(jì)算值 = 0.015 mm 小于 方木的最大允許撓度 =1.2 mm，滿足要求！3.支撐小橫桿的強(qiáng)度驗(yàn)算梁底模板邊支撐傳遞的集中力：P1=RA=1.383kN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：P2=(0.900-0.300)/4×0.300×(1

22、.2×0.100×24.000+1.4×2.000)+1.2×2×0.300×(0.800-0.100)×0.300=0.407kN 簡(jiǎn)圖(kN·m) 剪力圖(kN) 彎矩圖(kN·m) 變形圖(mm)經(jīng)過連續(xù)梁的計(jì)算得到：支座力:N1=N2=1.79 kN；最大彎矩 Mmax=0.537 kN·m；最大撓度計(jì)算值 Vmax=1.979 mm；最大應(yīng)力 =0.537×106/4730=113.5 N/mm2；支撐抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度 f=205 N/mm2；支撐小橫桿的最大應(yīng)力計(jì)算值 113.

23、5 N/mm2 小于 支撐小橫桿的抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度 205 N/mm2,滿足要求!八、梁跨度方向鋼管的計(jì)算作用于梁跨度方向鋼管的集中荷載為梁底支撐方木的支座反力。鋼管的截面慣性矩I，截面抵抗矩W和彈性模量E分別為：W=4.73 cm3；I=11.36 cm4；E= 206000 N/mm2；支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算；集中力P= 1.79 kN 支撐鋼管計(jì)算簡(jiǎn)圖 支撐鋼管計(jì)算剪力圖(kN) 支撐鋼管計(jì)算彎矩圖(kN·m) 支撐鋼管計(jì)算變形圖(mm)最大彎矩 Mmax = 0.806 kN·m ；最大變形 max = 3.494 mm ；最大支座力 Rmax =

24、6.041 kN ；最大應(yīng)力 =M/W= 0.806×106 /(4.73×103 )=170.3 N/mm2；支撐鋼管的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205 N/mm2；支撐鋼管的最大應(yīng)力計(jì)算值 170.3 N/mm2 小于 支撐鋼管的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 205 N/mm2,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度max=3.494mm小于1200/150與10 mm,滿足要求!九、扣件抗滑移的計(jì)算:按規(guī)范表,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，扣件抗滑承載力系數(shù)1.00，該工程實(shí)際的單扣件承載力取值為8.00kN?？v向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范): R R

25、c其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.00 kN； R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；計(jì)算中R取最大支座反力，根據(jù)前面計(jì)算結(jié)果得到 R=6.041 kN；R < 8.00 kN , 單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 十、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 =1.79 kN ；縱向鋼管的最大支座反力： N2 =6.041 kN ；腳手架鋼管的自重： N3 = 1.2×0.149×7=1.251 kN；樓板混凝土、模板

26、及鋼筋的自重：N4=1.2×(1.20/2+(0.90-0.30)/4)×1.20×0.30+(1.20/2+(0.90-0.30)/4)×1.20×0.100×(1.80+24.00)=3.110 kN；施工荷載與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載設(shè)計(jì)值：N5=1.4×(2.000+2.000)×1.200/2+(0.900-0.300)/4×1.200=5.040 kN；N =N1+N2+N3+N4+N5=1.79+6.041+1.251+3.11+5.04=17.232 kN； - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長(zhǎng)

27、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 = 1.59； A - 立桿凈截面面積 (cm2)： A = 4.5； W - 立桿凈截面抵抗矩(cm3)：W = 4.73； - 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 = Max1.185×1.73×1.2,1.2+2×0.1= 2.46 m； k - 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取值為：

28、1.185 ； - 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，參照扣件式規(guī)范表，=1.73； 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 = 2460.06 / 15.9 = 155 ；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)= 0.291 ；鋼管立桿受壓應(yīng)力計(jì)算值 ；=17232.41/(0.291×450) = 131.6 N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 131.6 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！十一、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 = fgk×kc = 115×1=115 kPa； 其中，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值：fgk= 115 kPa ； 腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)：kc = 1 ； 立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力：p = N/A =17.232/0.25=68.93 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 = 17.232 kN；基礎(chǔ)底面面積 ：A = 0.25 m2 。p=68.93 fg=115 kPa 。地基承載力滿足要求！十二、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