模板安全計算

1、××××××××工程施工方案（編號：××-SGFA-20××-××（××）山西潞安工程有限公司2011年 月 日目 錄1.編制依據(jù)22.工程參數(shù)23.模板面板驗算44.次楞方木驗算65.主楞驗算76.可調(diào)托撐承載力驗算97.風荷載計算98.立桿穩(wěn)定性驗算109.坡屋面板下立桿局部穩(wěn)定性驗算1310.支撐結(jié)構(gòu)地基承載力驗算1411.架體抗傾覆驗算151. 編制依據(jù)1、工程施工圖紙及現(xiàn)場概況2、建筑施工安全技術(shù)統(tǒng)一規(guī)范GB50870-201

2、33、建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范JGJ300-20134、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范GB50666-20115、建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-20116、建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范JGJ162-20087、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-20128、混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB50010-20109、鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB50017-200310、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-200211、木結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB50005-200312、混凝土模板用膠合板GB/T17656-200813、危險性較大的分部分項工程安全管理辦法建質(zhì)200987號14、建設工程高大模板支撐系統(tǒng)施工安全監(jiān)

3、督管理導則建質(zhì)2009254 號2. 工程參數(shù)樓板模板支架參數(shù)建筑施工危險等級級危險等級系數(shù)：支撐結(jié)構(gòu)1水平桿件1砼樓板厚度0.6m支架高度3.8m立桿縱距0.5m立桿橫距0.9m水平桿最大步距1.5m頂步步距1.2m立桿頂伸出長度a0.5m掃地桿高度0.2m鋼管類型48×3.0mm面板木膠合板 厚度：12mm次楞方木50mm×80mm，間距0.2m主楞雙鋼管剪刀撐依據(jù)JGJ300-2013規(guī)范要求,采用有剪刀撐框架式支撐結(jié)構(gòu),剪刀撐寬度：縱距方向4跨，橫距方向4跨支撐結(jié)構(gòu)與既有結(jié)構(gòu)連接情況支撐結(jié)構(gòu)與既有結(jié)構(gòu)未作可靠連接荷載參數(shù)永久荷載新澆砼自重24kN/m3鋼筋自重1.1

4、kN/m3面板次楞自重0.3kN/m2支架自重0.11kN/m可變荷載施工人員及設備荷載面板與次楞主楞立桿2.5kN/m22.5kN2.5kN/m22.5kN/m2泵送砼或不均勻堆載等因素產(chǎn)生的附加水平荷載豎向永久荷載標準值的2%風荷載北京，基本風壓：0.3kN/m23. 模板面板驗算面板采用木膠合板，厚度為12mm ，取主楞間距0.9m的面板作為計算寬度。面板的截面抵抗矩W= 900×12×12/6=21600mm3；截面慣性矩I= 900×12×12×12/12=129600mm4；（一）強度驗算1、 面板按四跨連續(xù)梁計算，其計算跨度取支承

5、面板的次楞間距，L=0.2m。2、荷載計算取均布荷載或集中荷載兩種作用效應考慮，計算結(jié)果取其大值。均布線荷載設計值為：q1=1.2×(24×0.6+1.1×0.6+0.3)+1.4×2.5×0.9=19.739kN/mq1=1.35×(24×0.6+1.1×0.6+0.3)+1.4×0.7×2.5×0.9= 20.867kN/m根據(jù)以上兩者比較應取q1= 20.867kN/m作為設計依據(jù)。集中荷載設計值：模板自重線荷載設計值q2=1.2×0.9×0.3=0.324

6、kN/m跨中集中荷載設計值P=1.4×2.5= 3.500kN3、強度驗算施工荷載為均布線荷載：M1=0.107q1l2=0.107× 20.867×0.22=0.089kN·m施工荷載為集中荷載：M2=0.107q2l2+0.161Pl=0.107× 0.324×0.22 +0.161× 3.500×0.2=0.114kN·m取Mmax=0.114KN·m驗算強度。面板抗彎強度設計值f=12.5N/mm2；=Mmax=0.114×106=5.28N/mm2 < f=12.5N/

7、mm2W21600面板強度滿足要求!（二）撓度驗算撓度驗算時，荷載效應組合取永久荷載+施工均布荷載，分項系數(shù)均取1.0。q = 0.9×（24×0.61.1×0.60.3+2.5）=16.074kN/m；面板最大容許撓度值: 200/400=0.5mm；面板彈性模量: E = 4500N/mm2；=0.632ql4=0.632×16.074×2004=0.28mm < 0.5mm100EI100×4500×129600滿足要求!4. 次楞方木驗算次楞采用方木，寬度50mm，高度80mm，間距0.2m，截面抵抗矩W和截面

8、慣性矩I分別為:截面抵抗矩 W =50×80×80/6=53333mm3；截面慣性矩 I =50×80×80×80/12=2133333mm4；（一）抗彎強度驗算1、 次楞按三跨連續(xù)梁計算，其計算跨度取立桿橫距，L=0.9m。2、荷載計算取均布荷載或集中荷載兩種作用效應考慮，計算結(jié)果取其大值。均布線荷載設計值為：q1=1.2×(24×0.6+1.1×0.6+0.3)+1.4×2.5×0.2=4.386kN/mq1=1.35×(24×0.6+1.1×0.6+0.3)+

9、1.4×0.7×2.5×0.2= 4.637kN/m根據(jù)以上兩者比較應取q1= 4.637kN/m作為設計依據(jù)。集中荷載設計值：模板自重線荷載設計值q2=1.2×0.2×0.3=0.072kN/m跨中集中荷載設計值P=1.4×2.5= 3.500kN3、強度驗算施工荷載為均布線荷載：M1= 0.1q1l2=0.1×4.637×0.92=0.376kN·m施工荷載為集中荷載：M2= 0.08q2l2+0.213Pl=0.08×0.072×0.92+0.213×3.500

10、5;0.9=0.676kN·m取Mmax=0.676kN·m驗算強度。木材抗彎強度設計值f=17N/mm2；=Mmax=0.676×106=12.68N/mm2 < f=17N/mm2W53333次楞抗彎強度滿足要求!（二）抗剪強度驗算施工荷載為均布線荷載時：V1=0.6q1l=0.6×4.637×0.9=2.504kN施工荷載為集中荷載：V2= 0.6q2l+0.65P=0.6×0.072×0.9+0.65×3.500=2.314kN取V=2.504kN驗算強度。木材抗剪強度設計值fv=1.6N/mm2；抗

11、剪強度按下式計算:=3V=3×2.504×103= 0.939N/mm2 < fv=1.6N/mm22bh2×50×80次楞抗剪強度滿足要求!（三）撓度驗算撓度驗算時，荷載效應組合取永久荷載+施工均布荷載，分項系數(shù)均取1.0。q = 0.2×（24×0.61.1×0.60.3+2.5）=3.572kN/m次楞最大容許撓度值:900/250=3.6mm；次楞彈性模量: E = 10000N/mm2；=0.677ql4=0.677×3.572×900.04=0.74mm < 3.6mm100EI1

12、00×10000×2133333滿足要求!5. 主楞驗算主楞采用:雙鋼管，截面抵拒矩W=8.99cm3，截面慣性矩I=21.57cm4，彈性模量E=206000N/mm4（一）強度驗算當進行主楞強度驗算時，施工人員及設備均布荷載取2.5kN/mm2。首先計算次楞作用在主楞上的集中力P。作用在次楞上的均布線荷載設計值為：q11= 1.2×(24×0.6+1.1×0.6+0.3)+1.4×2.5×0.2=4.386kN/mq12= 1.35×(24×0.6+1.1×0.6+0.3)+1.4×

13、;0.7×2.5×0.2= 4.637kN/m根據(jù)以上兩者比較應取q1= 4.637kN/m作為設計依據(jù)。次楞最大支座力=1.1q1l=1.1×4.637×0.9=4.591kN。次楞作用集中荷載P=4.591kN，進行最不利荷載布置如下圖：計算簡圖(kN)彎矩圖(kN·m)支座力自左至右分別為：R1=5.72kN;R2=12.65kN;R3=12.65kN;R4=5.72kN;最大彎矩 Mmax=0.585kN·m；主楞的抗彎強度設計值f=205N/mm2；=Mmax=0.585×106=65.072N/mm2 <

14、205N/mm2W8.99×103主楞抗彎強度滿足要求!（二）撓度驗算撓度驗算時，荷載效應組合取永久荷載+施工均布荷載，分項系數(shù)均取1.0。首先計算次楞作用在主楞上的集中荷載P。作用在次楞上的均布線荷載設計值為：q = 0.2×（24×0.61.1×0.60.3+2.5）=3.572kN/m次楞最大支座力=1.1q1l=1.1×3.572×0.9=3.536kN。以此值作為次楞作用在主楞上的集中荷載P，經(jīng)計算，主梁最大變形值V=0.174mm。主梁的最大容許撓度值:500/150=3.3mm，最大變形 Vmax =0.174mm &l

15、t; 3.3mm滿足要求!6. 可調(diào)托撐承載力驗算主楞通過可調(diào)托撐傳遞給立桿的最大荷載設計值為12.65kN，可調(diào)托撐受壓承載力設計值為40kN。12.65kN< 40kN，可調(diào)托撐承載力滿足要求!7. 風荷載計算1.風荷載標準值風荷載標準值應按下式計算：k=µsµz00-基本風壓，按北京10年一遇風壓值采用，0=0.3kN/m2。µs-支撐結(jié)構(gòu)風荷載體形系數(shù)µs，將支撐架視為桁架，按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表第33項和37項的規(guī)定計算。支撐架的擋風系數(shù)j=1.2×An/(la×h)=1.2×0.108/(0.5&

16、#215;1.5)=0.173式中An -一步一跨范圍內(nèi)的擋風面積，An=(la+h+0.325lah)d=0.108m2la-立桿間距，0.5m，h-步距，1.5m，d-鋼管外徑，0.048m系數(shù)1.2-節(jié)點面積增大系數(shù)。系數(shù)0.325-支撐架立面每平米內(nèi)剪刀撐的平均長度。單排架無遮攔體形系數(shù)：µst=1.2j=1.2×0.173=0.21無遮攔多排模板支撐架的體形系數(shù)：µs=µst1-n=0.211-0.88 2=0.391-1-0.88-風荷載地形地貌修正系數(shù)。n-支撐架相連立桿排數(shù)。支撐架頂部立桿段距地面計算高度H=3.8m，按地面粗糙度C類有密

17、集建筑群的城市市區(qū)。風壓高度變化系數(shù)µz=0.65。支撐架頂部立桿段風荷載標準值k=µzµs0=0.65×0.39×0.3=0.076kN/m22.風荷載引起的立桿軸力標準值NWK有剪刀撐框架結(jié)構(gòu)支撐結(jié)構(gòu)，按下式計算：NWK=nwaPWKH2=4×0.04×3.82=0.12kN2B2×10式中：PWK風荷載的線荷載標準值，PWK=kla=0.076×0.5=0.04kN/mk風荷載標準值, k=0.076kN/m2,la立桿縱向間距，la=0.5mnwa單元框架的縱向跨數(shù)，取nwa=4H支撐結(jié)構(gòu)高度，H

18、=3.8m,B支撐結(jié)構(gòu)橫向?qū)挾龋珺=10m3.風荷載引起的立桿彎矩設計值M有剪刀撐框架式支撐結(jié)構(gòu)，風荷載引起的立桿彎矩標準值MWK=MLKMLK=PWKh2=0.04×1.52=0.009kN·m1010風荷載引起的立桿彎矩設計值M=QMWK=1.4×0.009=0.013kN·m8. 立桿穩(wěn)定性驗算（一）立桿軸力設計值對于承載能力極限狀態(tài)，應按荷載的基本組合計算荷載組合的效應設計值。分別計算由可變荷載或永久荷載控制的效應設計值，按最不利的效應設計值確定。不組合風荷載時，立桿軸力設計值按下式計算取較大值：1.2×0.11×3.8+(2

19、4×0.61.1×0.60.3)×0.5×0.9+1.4×2.5×0.5×0.9=10.371kN；1.35×0.11×3.8+(24×0.61.1×0.60.3)×0.5×0.9+1.4×0.7×2.5×0.5×0.9=10.998kN；立桿軸向力取上述較大值，N=10.998KN。組合風荷載時：1.2×0.11×3.8+(24×0.61.1×0.60.3)×0.5×

20、;0.9+1.4×0.9×（0.12+2.5×0.5×0.9）=10.365kN；1.35×0.11×3.8+(24×0.61.1×0.60.3)×0.5×0.9+1.4×0.7×0.9×（0.12+2.5×0.5×0.9=10.994kN；立桿軸向力取上述較大值，N=10.994KN。（二）立桿計算長度有剪刀撐框架式支撐結(jié)構(gòu)中的單元框架穩(wěn)定性驗算時，立桿計算長度L0=Hah立桿計算長度系數(shù)，按建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范附錄表B-3水平桿連續(xù)取

21、值。表中主要參數(shù)取值如下：有剪刀撐框架式支撐結(jié)構(gòu)的剛度比，其中E-彈性模量，取206000（N/mm2）I鋼管的截面慣性矩，取107800（mm4）h立桿步距，取1500mmk節(jié)點轉(zhuǎn)動剛度，取35kN·m/radly立桿的y向間距，取500mmK=206000×107800+500=0.481500×35×1066×1500ax單元框架x向跨距與步距h之比，ax =lx/h=0.9/1.5=0.60nx單元框架的x向跨數(shù)，nx =4x向定義：立桿縱橫向間距不同，x向分別取縱向、橫向進行計算，取計算結(jié)果的較大值。x向為立桿橫距方向時，K=0.48

22、，lx=0.9m，ly=0.5m，ax=0.60，nx=4，查表得立桿計算長度系數(shù)=1.40x向為立桿縱距方向時，K=0.52，lx=0.5m，ly=0.9m，ax=0.33，nx=4，查表得立桿計算長度系數(shù)=1.15x向取立桿橫距方向，立桿計算長度系數(shù)=1.40a掃地桿高度與懸臂長度修正系數(shù)，按附錄表B-5水平桿連續(xù)取值，a=1.06其中a1掃地桿高度與步距h之比，a1=0.2/1.5=0.13a2懸臂長度與步距h之比，a2=0.5/1.5=0.33aa1與a2中的較大值，a=0.33H高度修正系數(shù)，架體高度3.8m,H=1立桿計算長度L0=Hah =1×1.06×1.4

23、0×1.5=2.23m（三）立桿穩(wěn)定性驗算有剪刀撐框架式支撐結(jié)構(gòu)，應按下式對單元框架進行立桿穩(wěn)定性驗算：NfAN-立桿軸力設計值，取10.998kN；-軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細比=Lo/i 查規(guī)范附錄A取值；計算長細比，=Lo/i=2230/15.90=140，查表=0.349；L0 立桿計算長度，取2230mm，i桿件截面回轉(zhuǎn)半徑,取15.90mm；A桿件截面積，取424mm2；f鋼材抗壓強度設計值,取205N/mm2；N=10.998×103=74.323N/mm2 < f=205 N/mm2A0.349×424立桿穩(wěn)定性滿足要求!立桿局部穩(wěn)定性

24、驗算有剪刀撐框架式支撐結(jié)構(gòu)，組合風荷載時，還應按下式進行立桿局部穩(wěn)定性驗算：N-立桿軸力設計值，取10.994kN；-軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長細比=Lo/i 查規(guī)范附錄A取值；計算長細比，=Lo/i=250/1.59=157，查表=0.284L0 立桿計算長度，進行局部穩(wěn)定性驗算時，L0=（1+2a）h=(1+2×0.333)×1.5=2.50maa1與a2中的較大值，a=0.333其中a1掃地桿高度與步距h之比，a1=0.2/1.5=0.133a2懸臂長度與步距h之比，a2=0.5/1.5=0.333i桿件截面回轉(zhuǎn)半徑,取1.59cm；A 桿件截面積，取424mm2

25、；f鋼材抗壓強度設計值,取205N/mm2；M風荷載引起的立桿彎矩設計值，M=0.013kN·mW桿件截面模量，W=4490mm3NE立桿的歐拉臨界力，NE=2EA=3.142 2×206000×424=34.98kN2157 2立桿穩(wěn)定性驗算如下：10.994×103+0.013×1060.284×4244490×（1-1.1×0.284×10.994）34.98=91.300+3.211=94.511N/mm2 < f=205 N/mm2立桿局部穩(wěn)定性驗算滿足要求!9. 坡屋面板下立桿局部穩(wěn)定性

26、驗算坡屋面板坡度為45度，板下立桿伸出頂層水平桿懸臂長度為0.5m。由于坡屋面板下立桿頂部承受施工荷載引起的水平方向分力，需對立桿伸出頂層水平桿懸臂長度驗算局部穩(wěn)定性。新澆筑混凝土自重和鋼筋自重等永久荷載作用方向向下，不引起水平方向分力。施工荷載作用方向與面板垂直，引起水平方向分力。按JGJ162等相關(guān)規(guī)范，考慮施工荷載作用于面板上，通過次楞與主楞，從上到下遞減傳于支架立桿，故計算立桿頂局部穩(wěn)定性時，施工荷載標準值取1kN/m2。施工荷載引起的水平力標準值：1×sin45×0.5×0.9=0.32kN；風荷載引起的水平力按現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表中第27項的規(guī)定計算

27、，風荷載體型系數(shù)us=1.6，風荷載標準值計算如下：k=µzµs0=0.65×1.6×0.3=0.31kN/m2風荷載對立桿引起的水平力計算如下：0.31×0.5×0.9×tg45=0.14kN0.32+0.14=0.46kN <8kN，頂層水平桿扣件抗滑移驗算滿足要求!水平荷載引起的立桿彎矩設計值M=1.4×0.46×0.5=0.32kN·m立桿軸力設計值計算如下：1.2×(24×0.61.1×0.60.3)×0.5×0.9+1.4

28、15;2.5×cos45×0.5×0.9=9.41kN；1.35×(24×0.61.1×0.60.3)×0.5×0.9+1.4×0.7×2.5×cos45×0.5×0.9=10.11kN；立桿軸向力取大值N=10.11kN計算長度取立桿伸出頂層水平桿懸臂長度的2倍，長細比=Lo/i=50×2/1.59=63，穩(wěn)定系數(shù)j=0.806N+M=10.11×103+0.32×106=29.58+71.27=100.85N/mm2 <f=2

29、05N/mm2jAW0.806×4.24×1024.49×103結(jié)論：立桿局部穩(wěn)定性驗算滿足要求!10. 支撐結(jié)構(gòu)地基承載力驗算1、 支承于地基土上時，地基承載力設計值fg按下式計算：fg=kcfakfak地基承載力特征值，按現(xiàn)行國家標準建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007的規(guī)定確定，地基土類型為9，取fak= 200kN/m2kc地基承載力調(diào)整系數(shù)，kc=1地基承載力設計值fg=200×1=200 kN/m22、計算立桿基礎底面積Ag立桿下設置墊板，墊板作用長度0.5m，作用寬度0.3m，立桿基礎底面積取墊板作用面積。立桿基礎底面積Ag=0.5×0.3=0.15m23、支撐結(jié)構(gòu)傳至立桿基礎底面的軸力設計值N=10.998kN4、立桿基礎底