综合楼模板安全计算书梁板柱脚手架支撑secret.docx

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综合楼模板安全计算书梁板柱脚手架支撑secret

220KV冷轧总降变电所土建工程

模

板

施

工

方

案

二○一二年八月十五日

工程概况

总体概况

●工程名称：

220kV冷轧总降变电所土建安装工程

●建设单位：

江苏省沙钢集团

●设计单位：

江苏省科能电力工程咨询有限公司

●工程建设地点：

张家港锦丰镇

●工程规模：

总占地面积3177M2。

其中GIS主控楼主体工程为钢筋砼框架结构，地上三层（局部四层），建筑面积6200m2

●质量要求：

符合国家建筑工程施工质量验收统一标准

●工期要求：

2012年7月25日开工，2012年11月30日竣工，总工期128日历天

●承包方式：

包工包料，固定总价合同

●工程范围：

主要包括GIS主控楼、主变场地、事故油池、避雷针基础、所内砼道路、操作地坪、电缆沟，室内照明动力系统，火灾报警系统，给排水系统等

模板支撑设计

1、设计原则

✍实用性：

该工程结构质量要求高，要达到江苏省电力工程结构要求，接缝要严密，不漏浆。

保证构件的形状尺寸和相互位置的正确，模板构造合理，便于支拆；

✍安全性：

在施工过程中，不变形，不破坏，不倒塌；

✍经济性：

合理配备模板，减少一次性投入，增加模板周转次数，减少支拆用工，实施文明施工；

2、框架梁、板模板及其支撑体系：

模板采用优质木层板，层板厚12mm，背楞采用50×100mm木枋，龙骨采用Φ48×3.5mm钢管。

3、梁、柱拉接体系：

采用Φ12mm圆钢作为对拉螺杆。

梁模板与支撑架计算

上部框架梁模板基本参数

本工程梁截面形式众多，现以最大截面450×1300mm的梁为例进行计算。

梁截面宽度B=450mm，高度H=1300mm，高度方向对拉螺栓1道，对拉螺栓直径12mm。

梁模板背楞使用的方木截面50×100mm，梁模板截面侧面方木距离250mm。

梁底模面板厚度h=12mm，弹性模量E=6000N/mm2，抗弯强度[f]=15N/mm2。

梁侧模面板厚度h=12mm，弹性模量E=6000N/mm2，抗弯强度[f]=15N/mm2。

梁模板荷载标准值计算

✍模板自重=0.34kN/m2；

✍钢筋自重=1.5kN/m3；

✍混凝土自重=25.0kN/m3；

✍施工荷载标准值=2.5kN/m2。

✍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。

✍新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:

其中

——混凝土的重力密度，取25.0kN/m3；

t——新浇混凝土的初凝时间，可按实测确定，当无资料时按200/（T+15），T取25，则t=5h；

T——混凝土的入模温度，取25℃；

V——混凝土的浇筑速度，取2.5m/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1.3m；

1——外加剂影响修正系数，取1.2；

2——混凝土坍落度影响修正系数，取0.85。

根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=32.5kN/m2

实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=32.5kN/m2

取两者中的最小值进行计算，即F1=32.5KN/m2

倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=4.0kN/m2。

梁底模板木楞计算

梁底木枋的计算包含在脚手架梁底支撑计算中。

梁模板侧模计算

梁侧模板按照三跨连续梁计算，计算简图如下

梁侧模板计算简图

抗弯强度计算

抗弯强度计算公式要求：

f=M/W<[f]

其中f——梁侧模板的抗弯强度计算值（N/mm2）；

M——计算的最大弯矩（kN·m）；

q——作用在梁侧模板的均布荷载（N/mm）；

q=1.3×（32.5+4）×0.01=0.475N/mm（取0.01m板带）

最大弯矩计算公式如下：

M=-0.10×0.475×2502=-2969N·mm

f=2969/240=12.37N/mm2

结论：

梁侧模面板抗弯计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!

抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.6×47.75×0.25=7.118kN

截面抗剪强度计算值T=3×7118（2×1300×12）=0.684N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

结论：

面板的抗剪强度计算满足要求!

挠度计算

✍最大挠度计算公式如下:

其中q=32.5×1.30=42.25N/mm

✍三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

v=0.677×42.25×2504/（100×6000.00×144000）=1.2mm

梁侧模板的挠度计算值：

v=1.2mm略大于[v]=250/250,但考虑到木方的宽度其计算偏大，所以满足要求!

穿梁螺栓计算

✍计算公式:

N<[N]=fA

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；

✍穿梁螺栓承受最大拉力N：

32.5×1.3/2+4×1.3=26.325kN/m2

N=26.325×0.6=15.795KN

穿梁螺栓直径为12mm；

穿梁螺栓有效直径为9.9mm；

穿梁螺栓有效面积为A=76.000mm2；

穿梁螺栓最大容许拉力值为[N]=12.920kN；

穿梁螺栓承受拉力最大值为N=12.048kN；

穿梁螺栓的布置间距为侧龙骨的计算间距600mm；

每个截面布置1道穿梁螺栓。

虽然略有不够，但由于底部钢管及板底的拉力，其实际已满足。

穿梁螺栓强度满足要求!

梁模板支撑脚手架的计算

支撑条件采用钢管脚手架形式,参见楼板模板支架计算内容。

11m高楼板模板钢管扣件支架计算

模板支架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

楼板模板满堂支架以最大层高H=11米为例计算，立杆的纵距b=0.70米，立杆的横距l=0.70米，立杆的步距h=1.60米,采用的钢管类型为

48×3.5标准钢管，其他层高楼层满堂架力杆纵、横距可适当调整，但不得超过0.8m。

楼板支撑架立面简图

楼板支撑架荷载计算单元

模板面板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度,模板面板按照三跨连续梁计算。

静荷载标准值q1=25.000×0.200×0.700+0.350×0.700=3.745kN/m

活荷载标准值q2=（2.000+1.000）×0.700=2.100kN/

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=70.00×1.80×1.80/6=37.80cm3；

I=70.00×1.80×1.80×1.80/12=34.02cm4；

抗弯强度计算

f=M/W<[f]

其中f—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；

M=0.100ql2

其中q—荷载设计值（kN/m）；

经计算得到M=0.100×（1.2×3.745+1.4×2.100）×0.300×0.300=0.067kN·m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.067×1000×1000/37800=1.770N/mm2

结论：

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

抗剪计算

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.60×（1.2×3.745+1.4×2.10）×0.30=1.338kN

截面抗剪强度计算值T=3×1961.0/（2×700.0×18.0）=0.159N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

结论：

抗剪强度验算T<[T]，满足要求!

挠度计算

v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250

面板最大挠度计算值v=0.677×3.745×3004/（100×6000×340200）=0.101mm

结论：

面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!

模板支撑方木的计算

方木按照均布荷载下三跨连续梁计算。

荷载计算

✍钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q11=25.000×0.200×0.300=2.250kN/m

✍模板的自重线荷载（kN/m）：

q12=0.350×0.300=0.105kN/m

✍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：

活荷载标准值q2=（1.000+2.000）×0.300=0.900kN/m

静荷载q1=1.2×1.5+1.2×0.105=1.926kN/m

活荷载q2=1.4×0.900=001.260kN/m

方木的计算

✍按照三跨连续梁计算，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=2.230/0.700=3.186kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×3.19×0.70×0.70=0.156kN·m

最大剪力Q=0.6×0.700×3.186=1.338kN

最大支座力N=1.1×0.700×3.186=2.453kN

方木的截面截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3；

I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4；

✍方木抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.165×106/83333.3=2.93N/mm2

结论：

方木的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!

✍方木抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×1338/（2×50×100）=0.40N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2

方木的抗剪强度计算满足要求!

✍方木挠度计算

最大变形v=0.677×1.6055×700.04/（100×9500.00×2133333.5）=0.010mm

结论：

方木的最大挠度小于700.0/250,满足要求!

板底支撑钢管计算

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取纵向板底支撑传递力，P=2.80kN

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.409kN.m

最大变形vmax=0.475mm

最大支座力Qmax=6.191kN

抗弯计算强度f=0.409×106/5080.0=80.42N/mm2

结论：

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700.0/150与10mm,满足要求!

扣件抗滑移的计算

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：

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

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=6.19kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N·m时,试验表明:

单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

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。

静荷载标准值包括以下内容：

✍脚手架的自重（kN）：

NG1=0.116×6.000=0.172kN

✍模板的自重（kN）：

NG2=0.350×0.700×0.700=0.224kN

✍钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000×0.300×0.700×0.700=2.450kN

✍经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.086kN。

活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载，经计算得到：

活荷载标准值NQ=（1.000+2.000）×0.700×0.700=1.470kN

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ

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—立杆的轴心压力设计值（kN）；N=5.76

—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

W—立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=5.08

—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）；

l0=k1uh

（1）

✍如果完全参照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001），由公式

（1）或

（2）计算

l0=（h+2a）

（2）

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=0.00m；

公式

（1）的计算结果：

=64.07N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

公式

（2）的计算结果：

=20.29N/mm2，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

柱模板及支撑体系计算

柱模板及支撑体系选柱截面尺寸为800×800柱子，计算高度以西楼人防地下室为例进行计算，其他截面柱子根据截面尺寸做相应调整。

柱模板计算基本参数

柱模板的截面宽度B=800mm，柱模板的截面高度H=800mm，柱模板的计算高度L=4500mm，柱箍采用双钢管48mm×3.5mm，柱箍间距计算跨度d=500mm，柱箍每1000mm应以满堂架连为整体。

柱模板竖楞截面宽度50mm，高度100mm，B方向竖楞4根，H方向竖楞4根。

对拉螺杆采用12mm圆钢加工制作，间距400mm，其他断面柱子拉杆数量可按该尺寸要求做调整；

柱子模板支撑计算简图

柱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式为下式中的较小值:

其中

c——混凝土的重力密度，取25.000kN/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5.714h；

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3.900m；

1——外加剂影响修正系数，取1.200；

2——混凝土坍落度影响修正系数，取1.000。

根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=50.680kN/m2

实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=50.690kN/m2

倒混凝土时产生的荷载标准值F2=4.000kN/m2。

柱模板面板的计算

面板直接承受模板传递的荷载，应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算，面板的计算宽度取柱箍间距0.50m，计算如下：

面板计算简图

荷载计算值q=1.2×50.69×0.5+1.4×4.0×0.5=33.214kN/m

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=50.00×1.80×1.80/6=27.00cm3；

I=50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4；

抗弯强度计算

f=M/W<[f]

其中f——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；

M=0.100ql2

其中q——荷载设计值（kN/m）；

经计算得到M=0.1×（1.2×25.345+1.4×2.00）×0.25×0.25=0.208kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.208×1000×1000/27000=7.688N/mm2

结论：

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

抗剪计算

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.600×（1.2×25.3452+1.4×2.000）×0.250=4.982kN

截面抗剪强度计算值T=3×4982.0/（2×500.0×18.000）=0.830N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

结论：

抗剪强度验算T<[T]，满足要求!

挠度计算

v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250

面板最大挠度计算值v=0.677×25.345×2504/（100×6000×243000）=0.460mm

结论：

面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!

竖楞木方的计算

竖楞木方直接承受模板传递的荷载，应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算，计算如下

竖楞木方计算简图

竖楞木方的计算宽度取BH两方向最大间距0.250m。

荷载计算值q=1.2×50.69×0.250+1.4×4.00×0.250=16.607kN/m

按照三跨连续梁计算，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=8.304/0.500=16.607kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×16.607×0.50×0.50=0.415kN.m

最大剪力Q=0.6×0.500×16.607=4.982kN

最大支座力N=1.1×0.500×16.607=9.134kN

截面力学参数为，本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3；

I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4；

抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.415×106/83333.3=4.98N/mm2

抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×4982/（2×50×100）=1.5N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2

挠度计算

最大变形v=0.677×13.839×500.04/（100×9500.00×2133333.5）=0.289mm

最大挠度小于500.0/250,满足要求!

B方向柱箍的计算

竖楞木方传递到柱箍的集中荷载P：

P=（1.2×50.69+1.4×4.00）×0.250×0.500=8.30kN

柱箍按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取木方传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.948kN.m

最大变形vmax=0.170mm

最大支座力Qmax=18.453kN

抗弯计算强度f=0.948×106/10160000.0=93.31N/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510.0/150与10mm,满足要求!

B方向对拉螺栓的计算

计算公式:

N<[N]=fA

其中N——对拉螺栓所受的拉力；

A——对拉螺栓有效面积（mm2）；

f——对拉螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；

对拉螺栓的直径（mm）:

12

对拉螺栓有效直径（mm）:

10

对拉螺栓有效面积（mm2）:

A=76.000

对拉螺栓最大容许拉力值（kN）:

[N]=12.920

对拉螺栓所受的最大拉力（kN）:

N=18.453

对拉螺栓偏弱，施工时做加强处理！

H方向柱箍的计算

竖楞木方传递到柱箍的集中荷载P：

P=（1.2×50.69+1.4×4.00）×0.250×0.500=8.30kN

柱箍按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取木方传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.948kN.m

最大变形vmax=0.170mm

最大支座力Qmax=18.453kN

抗弯计算强度f=0.948×106/10160000.0=93.31N/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510.0/150与10mm,满足要求!

H方向对拉螺栓的计算

计算公式:

N<[N]=fA

其中N——对拉螺栓所受的拉力；

A——对拉螺栓有效面积（mm2）；

f——对拉螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；

对拉螺栓的直径（mm）:

12

对拉螺栓有效直径（mm）:

10

对拉螺栓有效面积（mm2）:

A=76.000

对拉螺栓最大容许拉力值（kN）:

[N]=12.920

对拉螺栓所受的最大拉力（kN）:

N=18.453

对拉螺栓偏弱，施工时做加强处理！

地下室外墙模板及支撑架计算

外墙模板设计计算内容与柱模板设计计算原理相同。

地下室外墙宽度B=350mm，墙模板的计算高度L=4500mm。

墙模板面板采用普通胶合板，板厚18m；内龙骨采用50×100mm木方，内龙骨间距300mm；外龙骨采用双钢管48mm×3.5mm，外龙骨间距450mm。

对拉螺栓采用直径12mm钢筋加工，布置间距为450mm。

对拉螺杆在墙下部1500范围内施工时采用双扣双螺帽加强处理，防止施工动和荷载过大爆模。

楼梯模板

楼梯模板采用18mm厚优质胶合板，支撑架料采用Φ48×3.5mm钢管扣件紧固支撑，支撑钢管间距同楼板满堂架支撑。

模板安装质量要求

模板制作

模型统一按配模图在加工房统一加工制作或者配制，制作好后标记模板位置、型号尺寸和数量，经验收合格刷脱模剂后按规定顺序堆码。

墙模板安装

根据测量控制线，在墙的钢筋网上加焊钢筋撑铁，以便控制模型安装时保证墙体的有效厚度尺寸，在墙体的上、下部均须加设撑铁来控制墙模板，撑铁在加工棚采用废钢筋用切割机切割整齐；

在外墙导墙顶部根据测量控制线做一条高标号砂浆找平层，要严格保证墙模板垂直度与板模的平整度；