现浇模板支架设计计算.docx

1、现浇模板支架设计计算现浇模板支架设计计算顶板模板设计楼板现浇厚度为10cm-18cm，模板支架搭设高度为5.4m，4m，2.8m， 搭设尺寸为：立杆的纵距 b=1.00米，立杆的横距 l=1.00米，横杆的步距 h=1.80米。 模板面板采用胶合面板，厚度为15mm， 板底木楞截面宽度:50mm;高度：100mm;间距：300mm; 采用的钢管类型为483.5，采用扣件连接方式。 立杆上端伸出至模板支撑点长度：0.30米。 图1 楼板支撑架立面简图 图2 楼板支撑架荷载计算单元 一、模板面板计算 依据建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008,5.2 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚

2、度。模板面板按照三跨连续梁计算。 使用模板类型为：胶合板。 (1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.1000.1801.000=4.518kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.7501.000=0.750kN/m (3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)： q13 = 2.5001.000=2.500kN/m 均布线荷载标准值为： q = 25.1000.1801.000+0.7501.000=5.268kN/m 均布线荷载设计值为： 按可变荷载效应控制的组合方式： q1 = 0.91.2(4.518+0.750)+1.42.500=8.839kN/m

3、 按永久荷载效应控制的组合方式： q1 = 0.91.35(4.518+0.750)+1.40.72.500=8.606kN/m 根据以上两者比较应取q1 = 8.839kN/m作为设计依据。 集中荷载设计值： 模板自重线荷载设计值 q2 = 0.91.20.7501.000=0.810kN/m 跨中集中荷载设计值 P = 0.91.42.500=3.150kN 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为: W = 100.001.801.80/6 = 54.00cm3； I = 100.001.801.801.80/12 = 48.60cm4； (1

4、)抗弯强度计算 施工荷载为均布线荷载：M1 = 0.1q1l2 = 0.18.8390.3002=0.080kN.m 施工荷载为集中荷载：M2 = 0.1q2l2 + 0.175Pl = 0.10.8100.3002+0.1753.1500.300=0.173kN.m M2 M1，故应采用M2验算抗弯强度。 = M / W f 其中 面板的抗弯强度计算值(N/mm2)； M 面板的最大弯距(N.mm)； W 面板的净截面抵抗矩； f 面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2； 经计算得到面板抗弯强度计算值 = 0.17310001000/54000=3.197N/mm2 面板的抗弯强度验算

5、 f,满足要求! (2)挠度计算 验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值， 故采用均布线荷载标准值为设计值。 v = 0.677ql4 / 100EI M1，故应采用M2验算抗弯强度。 = M / W f 其中 方木的抗弯强度计算值(N/mm2)； M 方木的最大弯距(N.mm)； W 方木的净截面抵抗矩； f 方木的抗弯强度设计值，取16.50N/mm2； 经计算得到方木抗弯强度计算值 = 0.57610001000/=4.317N/mm2 方木的抗弯强度验算 f,满足要求! (2)挠度计算 验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值， 故采用均布线荷载标准值为设计值。 v

6、= 0.677ql4 / 100EI v = l / 250 方木最大挠度计算值 v = 0.6771.58010004/(1009000)=0.178mm 方木的最大挠度小于1000.0/250,满足要求! (3)最大支座力 最大支座力 N = 1.1ql =1.12.6521.000=2.652kN 三、横向支撑钢管计算 横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取木方支撑传递力。 支撑钢管计算简图 支撑钢管剪力图(kN) 支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.893kN.m 最大变形 vmax=2.002mm 最大支座力 Qmax=9.6

7、44kN 抗弯计算强度 f=0.893106/5080.0=175.71N/mm2 支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求! 四、扣件抗滑移的计算 按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座刘群主编， P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN， 按照扣件抗滑承载力系数1.00 该工程实际的旋转双扣件承载力取值为Rc=16 1.00=16.00kN 。 纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5): R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取16.0 1.00=16.

8、00KN； R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 计算中R取最大支座反力，R=9.64kN 双扣件抗滑承载力的设计计算值R=9.64KN Rc=16.00KN, 满足要求! 五、模板支架荷载标准值(立杆轴力) 作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容： (1)脚手架钢管的自重(kN)： NG1 = 0.15886.000=0.953kN 钢管的自重计算参照扣件式规范（JGJ 130- 2011）附录A.0.3 满堂支撑架自重标准值。 (2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.7501.0001.000=0.750kN (3)钢筋混凝土楼板自重

9、(kN)： NG3 = 25.1000.1801.0001.000=4.518kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 6.221kN。 2.活荷载为施工荷载标准值。 计算支架立柱及其他支撑结构时,均布荷载取1.00kN/m2 经计算得到，活荷载标准值 NQ = 1.0001.0001.000=1.000kN 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值 设计值组合一 N = 0.9(1.2NG + 1.4NQ)=7.979kN 设计值组合二 N = 0.9(1.35NG + 1.40.7NQ)=8.440kN 根据上述结果比较,应采用8.440kN为设计验算依据。 六

10、、立杆的稳定性计算 该架体顶部荷载通过水平杆传递给立杆，顶部立杆呈偏心受压状态，故为满堂脚手架形式，采用满堂脚手架计算方法计算。 1、不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 其中 N 不考虑风荷载时,立杆的轴心压力设计值，N = 8.44kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比= l0/i 查表得到； i 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.58 A 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.89 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)； f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； l0 计算长度 (m)； （1）.参照建筑施工扣件式

11、钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)，计算公式如下： l0 = kh 其中，k计算长度附加系数，应按表5.3.4采用；k=1.155； 考虑满堂脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，按附录C采用；= 2.377 计算结果： = h/i=2.3771.500100/1.580=226 =250, 满足要求! 立杆计算长度 l0 = kh = 1.155 2.377 1.50 = 4.12 l0/i = 4118.152/15.800 = 261 由长细比l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数 = 0.108 钢管立杆受压应力计算值 = 160.19N/mm2， 立杆的稳定性计

12、算 f1=205.00N/mm2,满足要求! 剪力墙模板计算：计算断面宽度200mm，高度6000mm，两侧楼板高度180mm。 模板面板采用普通胶合板。 内龙骨间距250mm，内龙骨采用10050，外龙骨采用双钢管483.5。 对拉螺栓布置10道，在断面内水平间距150+600+600+600+600+600+600+600+600+600mm，断面跨度方向间距600mm，直径14mm。 图1 墙模板侧面示意图 图2 墙模板立面示意图 二、墙模板荷载标准值计算 强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。 新浇混凝土侧压力计算公

13、式为下式中的较小值: 其中 c 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3； t 新浇混凝土的初凝时间，为0时(表示无资料)取200/(T+15)，取5.000h； T 混凝土的入模温度，取20.000； V 混凝土的浇筑速度，取2.500m/h； H 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，取3.000m； 1 外加剂影响修正系数，取1.000； 2 混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。 根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=35.480kN/m2， 实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=25.000kN/m2，顶部新浇混凝土侧压力标准值取7.200kN/m2。 倒混凝

14、土时产生的荷载标准值 F2= 6.000kN/m2。 三、墙模板面板的计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。 面板的计算宽度取5.82m。 荷载计算值 q = 1.225.0005.820+1.46.0005.820=223.488kN/m 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为: W = 582.001.501.50/6 = 218.25cm3； I = 582.001.501.501.50/12 = 163.69cm4； 计算简图 剪力图(kN) 弯矩图(kN.m) 经过计算得到从左到右各支座力分别为 N

15、1=19.369kN N2=53.265kN N3=53.265kN N4=19.369kN 最大弯矩 M = 1.049kN.m 最大剪力 Q = 29.053kN 最大变形 V = 0.3mm (1)抗弯强度计算 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 1.04910001000/=4.806N/mm2 面板的抗弯强度设计值 f，取15.00N/mm2； 面板的抗弯强度验算 f f,满足要求! (2)抗剪计算 截面抗剪强度计算值 T=329.1/(25820.00015.000)=0.499N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2 抗剪强度验算 T T，满足要求! (3)挠度计

16、算 面板最大挠度计算值 v = 0.255mm 面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求! 四、墙模板内龙骨的计算 内龙骨直接承受模板传递的荷载，按照连续梁计算。 内龙骨底部荷载按照底部面板最大支座力除以面板计算宽度得到。 内龙骨顶部荷载按照顶部面板最大支座力除以面板计算宽度得到。 底部荷载 q1 = 53.265/5.820=9.152kN/m 顶部面板荷载设计值 q = 1.27.2005.820+1.46.0005.820=99.173kN/m 顶部最大支座力 N = 1.1ql = 1.199.1730.250=27.273kN 顶部荷载 q2 = 27.273/5.820=4.

17、686kN/m 内龙骨按照均布荷载下多跨连续梁计算。 内龙骨计算简图 内龙骨剪力图(kN) 内龙骨弯矩图(kN.m) 经过计算得到最大弯矩 M= 0.320kN.m 经过计算得到最大支座 F= 5.951kN 经过计算得到最大剪力 Q = 3.108kN 经过计算得到最大变形 V= 0.6mm 内龙骨的截面力学参数为 本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为: W = 10.005.005.00/6 = 41.67cm3； I = 10.005.005.005.00/12 = 104.17cm4； (1)内龙骨抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.320106/41666.7=7.31N/mm

18、2 内龙骨的抗弯计算强度小于16.5N/mm2,满足要求! (2)内龙骨抗剪计算 截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T 截面抗剪强度计算值 T=33108/(210050)=0.932N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.60N/mm2 内龙骨的抗剪强度计算满足要求! (3)内龙骨挠度计算 最大变形 v =0.6mm 内龙骨的最大挠度小于600.0/250,满足要求! 五、墙模板外龙骨的计算 外龙骨承受内龙骨传递的荷载，按照集中荷载下连续梁计算。 外龙骨按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取横向支撑钢管传递力。 支撑钢管计算简图 支撑钢管剪力图(kN) 支撑钢管弯矩图(k

19、N.m) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.877kN.m 最大变形 vmax=0.000mm 最大支座力 Qmax=15.786kN 抗弯计算强度 f=0.877106/10160.0=86.33N/mm2 支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于600.0/150与10mm,满足要求! 六、对拉螺栓的计算 计算公式: N M2，故应采用M1验算抗弯强度。 (1)抗弯强度计算 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.15310001000/27000=5.680N/mm2 面板的抗弯强度设计值 f，取15.00N/mm2； 面板的抗弯强

20、度验算 f f,满足要求! (2)挠度计算 验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值， 故采用均布线荷载标准值q = 25.18kN/m为设计值。 面板最大挠度计算值 v = 0.167mm 面板的最大挠度小于212.5/250,满足要求! 二、梁底支撑木方的计算 （一）梁底木方计算 按照三跨连续梁计算，取将面板下的最大支座力转化为均布荷载进行计算，计算公式如下: 均布荷载 q = 7.698/0.500=15.397kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.115.3970.500.50=0.385kN.m 最大剪力 Q = 0.6ql=0.615.3970.500=4.619k

21、N 最大支座力 N = 1.1ql=1.115.3970.500=8.468kN 方木的截面力学参数为 本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为: W = 5.0010.0010.00/6 = 83.33cm3； I = 5.0010.0010.0010.00/12 = 416.67cm4； (1)方木抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=M/W=0.385106/83333.3=4.62N/mm2 方木的抗弯计算强度小于16.5N/mm2,满足要求! (2)方木抗剪计算 截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T 截面抗剪强度计算值 T=34619/(250100)=1.386N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.60N/mm2 方木的抗剪计算强度小于1.6N/mm2,满足要求! (3)方木挠度计算 qk = q/1.2=12.831kN/m 最大变形 v = 0.677qkl4/100EI=0.67712.831500.04/(1009000.00.7)=0.145mm 方木的最大挠度小于500.0/250,满足要求! 三、梁底支撑钢管计算 (一) 梁底支撑横向钢管计算 横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取木方支撑传递力。 支撑钢管计算简图 支撑钢管剪力图(kN) 支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.