模板系统验算.docx

模板系统验算.docx

《模板系统验算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模板系统验算.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

模板系统验算

模板系统验算

1模板支撑架计算书

1.1参数信息：

1.脚手架参数

横向间距或排距（m）：

1.00；纵距（m）：

1.00；步距（m）：

1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）：

0.10；脚手架搭设高度（m）：

9.5；

采用的钢管（mm）：

Ø48×3.2；

扣件连接方式：

双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数：

0.80；

板底支撑连接方式：

40mm×80mm方木支撑，间距300mm；

钢材弹性模量E=206×103（N/mm2）；钢管抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2

钢管截面惯性矩I=11.357×104mm4，截面抵抗矩W=4.732×103mm3。

2.荷载参数

（1）模板及木楞自重标准值（kN/m2）：

0.350；荷载分项系数γi=1.2

（2）混凝土与钢筋自重标准值（kN/m3）：

板26.0；γi=1.2

（3）施工人员及设备均布荷载标准值（kN/m2）；γi=1.4

a.计算模板时取2.50；

b.计算支撑小楞构件时取1.5；

c计算支架立柱时取1.0；

（4）砼振捣时产生的荷载标准值（kN/m2）：

水平模板2.0；垂直面模板4.0；γi=1.4

（5）倾倒砼产生的荷载标准值取：

2KN/m2；γi=1.4

3.木方参数

木方弹性模量E（N/mm2）：

9.5×103；木方抗弯强度设计值（N/mm2）：

13.000；

木方抗剪强度设计值（N/mm2）：

1.400；木方的间隔距离（mm）：

300.000；

木方的截面宽度（mm）：

40.00；木方的截面高度（mm）：

80.00；

图2楼板支撑架荷载计算单元

1.2支撑模板的方木的计算：

方木按照简支梁计算，其截面抵抗矩W和惯性矩I分别为：

W=bh2/6=4.0×8.02/6=42.67cm3；

I=bh3/12=4.0×8.03/12=170.67cm4；

方木楞计算简图

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1=26.00×0.30×0.100=0.78kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.350×0.30=0.105kN/m；

（3）活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载（kN）：

p1=（1.5+2.0）×1.00×0.30=1.05kN；

2.方木抗弯强度验算：

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下：

均布荷载q=1.2×（0.78+0.105）=1.062kN/m；

集中荷载p=1.4×1.05=1.47kN；

最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.47×1.0/4+1.062×1.02/8=0.500kN.m；

方木的最大应力值σ=M/W=0.500×106/（42.67×103）=11.718N/mm2；

方木抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2；

∴σ<[f]，满足要求。

3.方木抗剪验算：

最大剪力的计算公式如下：

V=ql/2+P/2

截面抗剪强度必须满足：

T=3V/（2bh）<[T]

其中最大剪力：

V=1.062×1.0/2+1.47/2=1.266kN；

方木受剪应力计算值T=3×1.266×103/（2×40.0×80.0）=0.593N/mm2；

方木抗剪强度设计值[T]=1.400N/mm2；

∴T<[T]，满足要求。

4.方木挠度验算：

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下：

均布荷载：

q=1.2（q1+q2）=1.062kN/m；

集中荷载：

p=1.4P1=1.47kN；

方木最大挠度计算值：

Vmax=1470×1000.03/（48×9500.0×170.67×104）+5×1.062×1000.04/（384×9500.0×170.67×104）=2.742mm；

方木最大允许挠度值：

[V]=1000.0/250=4.0mm；

∴Vmax<[V]，满足要求

1.3支撑木方的钢管的计算：

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；

集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=1.062×1.0+1.47=2.532kN；

支撑钢管计算简图

最大弯矩Mmax=0.267PL=0.267×2.532×1.0=0.676kN.m；

最大挠度Vmax=1.883PL3/（100EI）=4.768mm；

最大支座力Nmax=1.267P+1.000P=5.74kN；

钢管最大弯曲应力σ=M/W=0.676×106/4732.0=142.86N/mm2；

钢管抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2；

∴σ<[f],满足要求。

支撑钢管的最大挠度Vmax小于1000.0/150与10mm,满足要求。

1.4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。

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=Nmax=5.74kN；

∴R<12.80kN，双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

1.5模板支架立杆荷载标准值（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）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.116×9.5=1.102kN；

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.350×1.0×1.0=0.350kN；

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=26.0×0.1×1.0×1.00=2.6kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.052kN；

2.活荷载为施工荷载标准值、振捣和倾倒混凝土时产生的荷载。

活荷载标准值NQ=（1.0+2.0+2.0）×1.0×1.0=5.0kN；

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算

N=1.2NG+1.4NQ=11.862kN；

1.6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（kN）：

N=5.658kN；

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=1.58cm；

A——立杆净截面面积（cm2）：

A=4.502cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=4.732cm3；

σ——钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.0N/mm2；

l0——计算长度（m）；l0=h+2a

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=1.70；

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.10m；

上式的计算结果：

立杆计算长度l0=h+2a=1.500+0.10×2=1.7m；

l0/i=1.7×103/15.8=107.6；

由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.537；

钢管立杆的最大应力计算值；σ=5.658×103/（0.537×450.2）=23.4N/mm2；

∴σ<[f]=205.000N/mm2，立杆稳定性满足要求。

2梁模板计算书

2.1参数信息

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B（m）：

0.40；

梁截面高度D（m）：

1.00

混凝土板厚度（mm）：

0.10；

梁支撑架搭设高度H（m）：

8.5m；

立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）：

0.10；

脚手架步距（m）：

1.50；

立杆纵距（沿梁跨度方向间距）La（m）：

1.00；

立杆横向间距或排距Lb（m）：

1.00；

采用的钢管类型为Ø48×3.20；

扣件连接方式：

双扣件，扣件抗滑承载力折减系数：

0.80；

承重架支设：

木方支撑平行梁截面A；

2.荷载参数

模板自重（kN/m2）：

0.35；

新浇混凝土自重：

24.0N/m3；

钢筋自重（kN/m3）：

4.0；

施工均布荷载标准值（kN/m2）：

a.计算模板时取2.50；

b.计算支撑小楞构件时取1.5；

c计算支架立柱时取1.0；

振捣混凝土荷载标准值（kN/m2）：

水平模板取2.0，垂直面板取4.0；

倾倒混凝土侧压力（kN/m2）：

2.0；

新浇筑砼对模板侧面的压力标准值：

F、F′中较小值；γi=1.2

F=0.22γct0β1β2V1/2

F′=γcH

3.材料参数

木材弹性模量E（N/mm2）：

9500.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.0；

木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.4；

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；

钢材弹性模量E（N/mm2）：

2.06×105；

钢材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

205.0；

4.梁底模板参数

梁底模板支撑的间距（mm）：

250.0；

面板厚度（mm）：

18.0；

5.梁侧模板参数

主楞间距（mm）：

500；

次楞间距（mm）：

300；

穿梁螺栓水平间距（mm）：

500；

穿梁螺栓竖向间距（mm）：

300；

穿梁螺栓直径（mm）：

M12；

主楞龙骨材料：

木楞，宽度80mm，高度40mm；

次楞龙骨材料：

木楞，宽度80mm，高度40mm；

2.2梁模板荷载标准值计算

1.梁侧模板荷载

新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值：

式中：

γc——混凝土的密度，取28KN/m3；

t——新浇筑砼的初凝时间（h）：

t=200/（T+15）=5.714；

T——混凝土的入模温度，取20.0℃

β1——外加剂修正系数，因采用泵送砼故取为1.2；

β2——砼坍落度影响系数，β2取为1.15；

V——浇筑速度（m/h），V=2.5m/h；

H——砼侧压力计算位置处至新浇筑砼顶面的总高度（m）；梁取1.0；

则F=0.22γctβ1β2V1/2=0.22×28×5.714×1.2×1.15×2.51/2=76.8KN/m2

F′=γcH=28×1.0=28.0KN/m2

取两者较小值，则标准值为F=F′=28.0KN/m2；

2.3梁侧模板内外楞的计算

1.内楞计算

内楞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80mm，截面高度40mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=80×402/6=21.33cm3；

I=80×403/12=42.67cm4；

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=（1.2×28.0×0.90+1.4×2.0×0.90）×0.30=9.828kN/m；

内楞计算跨度（外楞间距）：

l=500mm；

内楞的最大弯距：

M=0.1×9.828×500.02=2.457×105N.mm；

内楞的最大受弯应力计算值σ=2.457×105/2.133×104=11.5N/mm2；

内楞的抗弯强度设计值：

[f]=13.0N/mm2；

∴σ<[f]，内楞抗弯强度满足要求。

（2）.内楞的挠度验算

其中E——木材的弹性模量：

E=9500.0N/mm2；

q——作用在模板上的侧压力线荷载标准值：

q=1.2×28.0×0.3=08KN/m；

l——计算跨度（外楞间距）：

l=500.0mm；

I——内楞的截面惯性矩：

I=4.267×105N/mm2；

内楞的最大挠度计算值：

ω=0.677×08×500.04/（100×9500×4.267×105）=1.052mm；

内楞的最大容许挠度值：

[ω]=2.000mm；

∴ω<[ω]，内楞挠度满足要求。

2.外楞计算

外楞承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，外龙骨采用木楞，截面宽度80mm，截面高度40mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=80×402/6=21.33cm3；

I=80×403/12=42.67cm4；

外楞计算简图

（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）。

最大弯矩M按下式计算：

其中，作用在外楞的荷载：

P=（1.2×28.0×0.90+1.4×2.0×0.90）×0.50×0.30=4.914kN；

外楞计算跨度（对拉螺栓竖向间距）：

l=300mm；

外楞的最大弯距：

M=0.175×4.914×103×300.0=2.58×105N.mm

外楞的受弯应力计算值：

σ=2.58×105/2.133×104=12.1N/mm2；

外楞的抗弯强度设计值：

[f]=13.0N/mm2；

∴σ<[f]，内楞抗弯强度满足要求。

（2）.外楞的挠度验算

其中E——外楞的弹性模量，其值为9500.0N/mm2；

P——作用在模板上的侧压力线荷载标准值：

p=28.0×0.5×0.3=4.2KN；

l——计算跨度（对拉螺栓间距）：

l=300.00mm；

I——面板的截面惯性矩：

I=4.267×105mm4；

外楞的最大挠度计算值：

ω=1.146×4.2×103×300.03/（100×9500.0×4.267×105）=0.32mm；

外楞的最大容许挠度值：

[ω]=1.20mm；

∴ω<[ω]，满足要求。

2.4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170.0N/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=28.0×0.50×0.30×2=8.4kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值：

[N]=170.0×76/1000=12.920kN；

∴N<[N]，满足要求！

2.5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,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。

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=250.0×18.02/6=1.35×104mm3；

I=250.0×18.03/12=1.215×105mm4；

1.抗弯强度验算

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=250.00mm；

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：

1.2×28.0×0.40×1.0×0.90=12.1kN/m；

模板结构自重荷载：

q2：

1.2×0.35×0.40×0.90=0.15kN/m；

振捣混凝土时产生的荷载设计值：

q3：

1.4×2.0×0.40×0.90=1.0kN/m；

q=q1+q2+q3=12.1+0.15+1.0=13.25kN/m；

跨中弯矩计算公式如下：

Mmax=0.10×13.25×0.252=0.083kN.m；

σ=0.083×106/1.35×104=6.148N/mm2；

∴σ<[f]=13.0，满足要求。

2.挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下：

其中，q——作用在模板上的压力线荷载：

q=[（24.0+4.0）×1.0+0.35]×0.40=11.34N/mm；

l——计算跨度（梁底支撑间距）：

l=250.0mm；

E——面板的弹性模量：

E=9500.0N/mm2；

面板的最大允许挠度值：

[ω]=250.0/250=1.0mm；

面板的最大挠度计算值：

ω=0.677×11.34×250.04/（100×9500.0×1.215×105）=0.26mm；

∴ω<[ω]，满足要求。

2.6梁底支撑木方的计算

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN）：

q1=（24.0+4.0）×0.40×1.0×0.250=2.8kN；

（2）模板的自重荷载（kN）：

q2=0.350×0.250×（2×1.0+0.4）=0.21kN；

（3）活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（1.50+2.0）×0.40×0.250=0.35kN；

2.木方的传递集中力验算：

静荷载设计值q=1.2（q1+q2）=1.2×（2.8+0.21）=3.612kN；

活荷载设计值P2=1.4P1=1.4×0.35=0.49kN；

P=3.612+0.49=4.102kN。

本工程梁底支撑采用方木，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=4.0×8.02/6=42.67cm3；

I=4.0×8.03/12=170.67cm4；

3.支撑方木抗弯强度验算：

最大弯矩考虑为简支梁集中荷载作用下的弯矩，

跨中最大弯距计算公式如下：

跨中最大弯距M=4.102×0.5/4=0.513kN.m；

方木最大应力计算值σ=M/W=0.513×106/4.267×104=12.02N/mm2；

方木抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2；

∴σ<[f]，满足要求！

4.支撑方木抗剪验算：

最大剪力的计算公式如下：

截面抗剪强度必须满足：

T=3V/（2bh）

其中最大剪力V=4.102/2=2.051kN；

方木受剪应力计算值T=3×2.051×103/（2×40×80）=0.961N/mm2；

方木抗剪强度设计值[T]=1.400N/mm2；

∴T<[T]，满足要求。

5.支撑方木挠度验算：

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下：

集中荷载P=1.2（q1+q2）+1.4p1=4.102kN；

方木最大挠度ω=4.102×103×500.03/（48×9500.0×1.7067×106）=0.659mm；

方木的挠度设计值[ω]=500/250=2.0mm；

∴ω<[ω]，满足要求。

2.7梁底支撑钢管的计算

在原满堂架的基础上在梁底再加一排立杆，间距1.0m，作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等，通过方木的集中荷载传递。

1.支撑钢管的抗弯强度计算：

按照集中荷载作用下的简支梁计算

集中荷载P传递力，P=[1.2（q1+q2）+1.4p1]×2/3=2.735kN；

计算简图如下：

支撑钢管按照简支梁的计算公式

其中n=1.0/0.250=4

经过简支梁的计算得到：

钢管支座反力RA=RB=（4-1）/2×2.735+2.735=6.838kN；

钢管最大弯矩Mmax=PL/4=0.342kN.m；

支撑钢管的最大应力计算值σ=Mmax/W=0.342×106/4732.0=72.274N/mm2

支撑钢管的抗弯强度的其设计值[T]=205.0N/mm2；

∴σ<[T]，满足要求

2.8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=6.838N；

∴R

2.9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=6.838kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×0.132×8.5=1.346kN；

N=6.838+1.346=8.184kN；

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=4.502；

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）：

W=4.732；

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]=205.0N/mm2；

lo——计算长度（m）；

参照《扣件式规范》考虑到高支撑架的安全因素，适宜由下列公式计算

l0=k1k2（h+2a）

k2—计算长度附加系数，h+2a=1.70，k2按照表2取值为1.020；

lo/i=2.024×103/15.80=128.1；

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=0.406；

钢管立杆受压应力计算值

σ=8.184×103/（0.406×450.2）=44.775N/mm2<[f]

钢管立杆稳定性满足要求！

模板承重架应尽量利用柱子作为连接连墙件，否则存在安全隐患。

表1模板支架计算长度附加系数k1

步距h（m）

h≤0.9

0.9

1.2

1.5

k1

1.243

1.185

1.167

1.163

表2模板支架计算长度附加系数k2

H（m）

h+2a（m）

4

6

8

10

12

14

16

18

20

25

30

35

40

1.35

1.0

1.014

1.023

1.039

1.042

1.054

1.061

1.081

1.092

1.113

1.137

1.155

1.173

1.44

1.0

1.012

1.022

1.03