梁模板计算书.docx

梁模板计算书.docx

《梁模板计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《梁模板计算书.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

梁模板计算书

梁模板（扣件钢管架）计算书

本计算书依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130）、《混凝土结构设计规范》（GB50010）、《建筑结构荷载规范》（GB50009）、《钢结构设计规范》（GB50017）等规范编制。

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B（m）:

0.35；梁截面高度D（m）:

0.87；

混凝土板厚度（mm）:

200.00；立杆沿梁跨度方向间距La（m）:

0.90；

立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）:

0.10；

立杆步距h（m）:

1.50；板底承重立杆横向间距或排距Lb（m）:

1.00；

梁支撑架搭设高度H（m）：

3.70；梁两侧立杆间距（m）:

1.00；

承重架支撑形式:

梁底支撑小楞垂直梁截面方向；

梁底增加承重立杆根数:

1；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

立杆承重连接方式:

双扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数:

0.80；

2.荷载参数

模板自重（kN/m2）:

0.35；钢筋自重（kN/m3）:

1.50；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

2.5；新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）:

20.9；

倾倒混凝土侧压力（kN/m2）:

2.0；振捣混凝土荷载标准值（kN/m2）:

2.0；

3.材料参数

木材品种：

粗皮落叶松；木材弹性模量E（N/mm2）：

10000.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

17.0；木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.7；

面板类型：

胶合面板；面板弹性模量E（N/mm2）：

9500.0；

面板抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.0；

4.梁底模板参数

梁底方木截面宽度b（mm）：

50.0；梁底方木截面高度h（mm）：

80.0；

梁底纵向支撑根数：

3；面板厚度（mm）：

12.0；

5.梁侧模板参数

主楞间距（mm）：

600；次楞根数：

4；

主楞竖向支撑点数量为：

4；

支撑点竖向间距为：

150mm，150mm，150mm；

穿梁螺栓水平间距（mm）：

600；

穿梁螺栓直径（mm）：

M12；

主楞龙骨材料：

钢楞；截面类型为圆钢管48×3.5；

主楞合并根数：

2；

次楞龙骨材料：

木楞，宽度50mm，高度80mm；

二、梁模板荷载标准值计算

1.梁侧模板荷载

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；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

其中γ--混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；

t--新浇混凝土的初凝时间，取4.000h；

T--混凝土的入模温度，取26.000℃；

V--混凝土的浇筑速度，取1.500m/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0.870m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.000；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；

分别计算得29.747kN/m2、20.880kN/m2，取较小值20.880kN/m2作为本工程计算荷载。

三、梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

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；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

次楞（内龙骨）的根数为4根。

面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

面板计算简图（单位：

mm）

1.强度计算

跨中弯矩计算公式如下:

其中，W--面板的净截面抵抗矩，W=60×1.2×1.2/6=14.4cm3；

M--面板的最大弯距（N·mm）；

σ--面板的弯曲应力计算值（N/mm2）

[f]--面板的抗弯强度设计值（N/mm2）；

按以下公式计算面板跨中弯矩：

其中，q--作用在模板上的侧压力，包括:

新浇混凝土侧压力设计值:

q1=1.2×0.6×20.88×0.9=13.53kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值:

q2=1.4×0.6×2×0.9=1.51kN/m；

q=q1+q2=13.530+1.512=15.042kN/m；

计算跨度（内楞间距）:

l=223.33mm；

面板的最大弯距M=0.1×15.042×223.3332=7.50×104N·mm；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:

σ=7.50×104/1.44×104=5.21N/mm2；

面板的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2；

面板的受弯应力计算值σ=5.21N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2.挠度验算

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:

q=20.88×0.6=12.53N/mm；

l--计算跨度（内楞间距）:

l=223.33mm；

E--面板材质的弹性模量:

E=9500N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=60×1.2×1.2×1.2/12=8.64cm4；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×12.53×223.334/（100×9500×8.64×104）=0.257mm；

面板的最大容许挠度值:

[ν]=l/250=223.333/250=0.893mm；

面板的最大挠度计算值ν=0.257mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=0.893mm，满足要求！

四、梁侧模板内外楞的计算

1.内楞计算

内楞（木或钢）直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，龙骨采用木楞，截面宽度50mm，截面高度80mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5×82×1/6=53.33cm3；

I=5×83×1/12=213.33cm4；

内楞计算简图

（1）.内楞强度验算

强度验算计算公式如下:

其中，σ--内楞弯曲应力计算值（N/mm2）；

M--内楞的最大弯距（N·mm）；

W--内楞的净截面抵抗矩；

[f]--内楞的强度设计值（N/mm2）。

按以下公式计算内楞跨中弯矩：

其中，作用在内楞的荷载，q=（1.2×20.88×0.9+1.4×2×0.9）×0.223=5.6kN/m；

内楞计算跨度（外楞间距）:

l=600mm；

内楞的最大弯距:

M=0.1×5.60×600.002=2.02×105N·mm；

最大支座力:

R=1.1×5.599×0.6=3.695kN；

经计算得到，内楞的最大受弯应力计算值σ=2.02×105/5.33×104=3.779N/mm2；

内楞的抗弯强度设计值:

[f]=17N/mm2；

内楞最大受弯应力计算值σ=3.779N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，满足要求！

（2）.内楞的挠度验算

其中l--计算跨度（外楞间距）：

l=600mm；

q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值：

q=20.88×0.22=4.66N/mm；

E--内楞的弹性模量：

10000N/mm2；

I--内楞的截面惯性矩：

I=2.13×106mm4；

内楞的最大挠度计算值:

ν=0.677×4.66×6004/（100×10000×2.13×106）=0.192mm；

内楞的最大容许挠度值:

[ν]=600/250=2.4mm；

内楞的最大挠度计算值ν=0.192mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=2.4mm，满足要求！

2.外楞计算

外楞（木或钢）承受内楞传递的集中力，取内楞的最大支座力3.695kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，外龙骨采用钢楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

截面类型为圆钢管48×3.5；

外钢楞截面抵抗矩W=10.16cm3；

外钢楞截面惯性矩I=24.38cm4；

外楞计算简图

外楞弯矩图（kN·m）

外楞变形图（mm）

（1）.外楞抗弯强度验算

其中σ--外楞受弯应力计算值（N/mm2）

M--外楞的最大弯距（N·mm）；

W--外楞的净截面抵抗矩；

[f]--外楞的强度设计值（N/mm2）。

根据连续梁程序求得最大的弯矩为M=0.277kN·m

外楞最大计算跨度:

l=150mm；

经计算得到，外楞的受弯应力计算值:

σ=2.77×105/1.02×104=27.279N/mm2；

外楞的抗弯强度设计值:

[f]=205N/mm2；

外楞的受弯应力计算值σ=27.279N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

（2）.外楞的挠度验算

根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.067mm

外楞的最大容许挠度值:

[ν]=150/400=0.375mm；

外楞的最大挠度计算值ν=0.067mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=0.375mm，满足要求！

五、穿梁螺栓的计算

验算公式如下:

其中N--穿梁螺栓所受的拉力；

A--穿梁螺栓有效面积（mm2）；

f--穿梁螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；

查表得：

穿梁螺栓的直径:

12mm；

穿梁螺栓有效直径:

9.85mm；

穿梁螺栓有效面积:

A=76mm2；

穿梁螺栓所受的最大拉力:

N=（1.2×20.88+1.4×2）×0.6×0.225=3.761kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值:

[N]=170×76/1000=12.92kN；

穿梁螺栓所受的最大拉力N=3.761kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN，满足要求！

六、梁底模板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。

计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的两跨连续梁计算。

强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

本算例中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=900×12×12/6=2.16×104mm3；

I=900×12×12×12/12=1.30×105mm4；

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中，σ--梁底模板的弯曲应力计算值（N/mm2）；

M--计算的最大弯矩（kN·m）；

l--计算跨度（梁底支撑间距）:

l=175.00mm；

q--作用在梁底模板的均布荷载设计值（kN/m）；

新浇混凝土及钢筋荷载设计值：

q1:

1.2×（24.00+1.50）×0.90×0.87×0.90=21.56kN/m；

模板结构自重荷载：

q2:

1.2×0.35×0.90×0.90=0.34kN/m；

振捣混凝土时产生的荷载设计值：

q3:

1.4×2.00×0.90×0.90=2.27kN/m；

q=q1+q2+q3=21.56+0.34+2.27=24.17kN/m；

跨中弯矩计算公式如下:

Mmax=0.125×24.172×0.1752=0.093kN·m；

σ=0.093×106/2.16×104=4.284N/mm2；

梁底模面板计算应力σ=4.284N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

七、梁底支撑的计算

本工程梁底支撑采用方木。

强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=（24+1.5）×0.87×0.175=3.882kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.35×0.175×（2×0.87+0.35）/0.35=0.366kN/m；

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN/m）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（2.5+2）×0.175=0.788kN/m；

2.方木的支撑力验算

静荷载设计值q=1.2×3.882+1.2×0.366=5.098kN/m；

活荷载设计值P=1.4×0.788=1.102kN/m；

方木计算简图

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5×8×8/6=53.33cm3；

I=5×8×8×8/12=213.33cm4；

方木强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

线荷载设计值q=5.098+1.102=6.2kN/m；

最大弯距M=0.1ql2=0.1×6.2×0.9×0.9=0.502kN.m；

最大应力σ=M/W=0.502×106/53333.3=9.417N/mm2；

抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；

方木的最大应力计算值9.417N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

方木抗剪验算：

截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力:

V=0.6×6.2×0.9=3.348kN；

方木受剪应力计算值τ=3×3348.135/（2×50×80）=1.256N/mm2；

方木抗剪强度设计值[τ]=1.7N/mm2；

方木的受剪应力计算值1.256N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.7N/mm2,满足要求!

3.支撑钢管的强度验算

支撑钢管按照简支梁的计算如下

荷载计算公式如下：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m2）：

q1=（24.000+1.500）×0.870=22.185kN/m2；

（2）模板的自重（kN/m2）：

q2=0.350kN/m2；

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN/m2）：

q3=（2.500+2.000）=4.500kN/m2；

q=1.2×（22.185+0.350）+1.4×4.500=33.342kN/m2；

梁底支撑根数为n，立杆梁跨度方向间距为a，梁宽为b，梁高为h,梁底支撑传递给钢管的集中力为P，梁侧模板传给钢管的集中力为N。

当n=2时：

当n＞2时：

计算简图（kN）

变形图（mm）

弯矩图（kN·m）

经过连续梁的计算得到：

支座反力RA=RB=0.483kN，中间支座最大反力Rmax=10.201；

最大弯矩Mmax=0.278kN.m；

最大挠度计算值Vmax=0.098mm；

最大应力σ=0.278×106/5080=54.735N/mm2；

支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值54.735N/mm2小于支撑钢管的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!

八、扣件抗滑移的计算:

双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

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12.80kN；

　　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，根据前面计算结果得到R=10.201kN；

R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

九、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式

其中N--立杆的轴心压力设计值，它包括：

横杆的最大支座反力：

N1=0.483kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×0.129×3.7=0.573kN；

楼板的混凝土模板的自重：

N3=1.2×（1.00/2+（1.00-0.35）/2）×0.90×0.35=0.312kN；

楼板钢筋混凝土自重荷载:

N4=1.2×（1.00/2+（1.00-0.35）/2）×0.90×0.200×（1.50+24.00）=4.544kN；

N=0.483+0.573+0.312+4.544=5.912kN；

φ--轴心受压立杆的稳定系数，由长细比lo/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；

W--立杆净截面抵抗矩（cm3）：

W=5.08；

σ--钢管立杆轴心受压应力计算值（N/mm2）；

[f]--钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

lo--计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，按下式计算

lo=k1uh

（1）

k1--计算长度附加系数，取值为：

1.155；

u--计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3，u=1.7；

上式的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.7×1.5=2.945m；

Lo/i=2945.25/15.8=186；

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.207；

钢管立杆受压应力计算值；σ=5911.772/（0.207×489）=58.403N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=58.403N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

2.梁外侧立杆稳定性验算：

其中N--立杆的轴心压力设计值，它包括：

横杆的最大支座反力：

N1=0.483/Sin75o=0.5kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×0.129×（3.7-0.87）/Sin75o=0.454kN；

N=0.5+0.454=0.954kN；

θ--边梁外侧立杆与楼地面的夹角：

θ=75o；

φ--轴心受压立杆的稳定系数，由长细比lo/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；

W--立杆净截面抵抗矩（cm3）：

W=5.08；

σ--钢管立杆轴心受压应力计算值（N/mm2）；

[f]--钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

lo--计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，按下式计算

lo=k1uh/Sinθ

（1）

k1--计算长度附加系数，取值为：

1.155；

u--计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3，u=1.7；

上式的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1uh/Sinθ=1.155×1.7×1.5/0.966=3.049m；

Lo/i=3049.147/15.8=193；

由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.193；

钢管立杆受压应力计算值；σ=953.533/（0.193×489）=10.103N/mm2；

立杆稳定性计算σ=10.103N/mm2小于设计值[f]=205N/mm2，满足要求