框架模板及脚手架设计计算书.doc

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模板及脚手架设计计算书

1、设计依据

1.11-8+12.5+14+12.5+8m连续框架桥施工设计图

1.2建筑施工规范

2、工程概况

1-8+12.5+14+12.5+8m连续框架桥施工设计图净跨14m宽度16.84m，长度8.2m，净度7.7m，底板厚度1.3，顶板厚度1m，边墙厚度1.42m。

如下图所示:

3、模板及支架设计

根据施工设计图，拟取跨度14m框架结构作业模板及支架设计依据，拟采用厚度δ=10mm胶合板作为面板，边墙面板后竖向背靠φ50钢管，横向也采用2根φ50钢管穿柆杆进行加固；底模采用δ＝10mm的竹编胶合模板,底模小楞采用间距0.2米的40*80mm方木,下口背φ50钢管。

3.1、荷载拉杆

砼的重力密度：

rc=2400kg/m3=24KN/m3

砼浇注时可能的最低温度：

T=18℃

新浇砼的初凝时间：

t0=200/（T+15）=200/（18+15）=6.1h

砼的浇注速度：

2m/h

外加剂影响修正系数β1=1.2

砼坍落度影响修正系数β2=1.15

根据《砼结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）的规定，当采用内部振捣器时，新浇砼作用于模板的最大侧压力标准值，当砼浇筑速度在6m/h以下时，按下列两式计算，并取两式中的较小值。

新浇筑砼对模板的最大侧压力

F1=0.22rct0β1β2v1/2=0.22×25×6.1×1.2×1.15×√2=65.5KN/m2

F2=rcH=25×8.4=210KN/m2

∴Fmin=F1=F=65.5KN/m2

倾倒砼产生的冲击荷载取值2.0Kpa，振捣砼产生的荷载2.0Kpa。

F强=65.5+2+2=69.5KN/m2

F刚=65.5KN/m2

3.2、边墙计算

3.2.1、面板强度计算

模板采用厚度1cm胶合板，其截面参数及材料力学性能指标

W=bh2/6=1000*102/6=1.67*104mm3

I=bh3/12=1000*103/12=8.3*104mm4

竹胶板容许应力[σ]=80MPa,E=9*103MPa。

由：

q=65.5*1.2*0.2+1.4*4*0.2=16.84KN/m

M=ql2/8=16.84*0.2*0.2/8=0.084KN.m=8.4*104N.mm

σ=M/W=8.4*104/1.67*104=5Mpa<[σ]=80MPa

强度满足要求。

3.2.2、4*8cm方木强度计算：

4*8cm方木竖向背肋按间距20cm进行布置，受力验算如下：

W=bh2/6=40*802/6=42667mm3

I=bh3/12=40*803/12=1.7*106mm4

方木:

顺纹弯应力[σ]=13Mpa弹性模量E=9*103Mpa

为保守计算，拟采用简支结构计算：

由：

q=65.5*1.2*0.2+1.4*4*0.2=16.84KN/m

M=ql2/8=16.84*0.5*0.5/8=0.53KN.m=5.3*105N.mm

σ=M/W=5.3*105/42667=12.4Mpa<[σ]=13MPa

强度满足要求。

Wmax=5ql4/384EI=5*15.44*5004/384*9*103*1.7*106=0.82mm<500/400=1.25mm

刚度满足要求。

3.2.3、横向背带钢管验算：

横向采用2根φ48钢管，竖向间距@0.5m，横向间距@0.6m，钢管力学性能如下：

查表可知φ48×3.5mm钢管I=1.055×105mm4；W=4.22×103mm3；钢材的弹性模量E=2.1×105，由此可知：

由：

q=65.5*1.2*0.5+1.4*4*0.5=42.1KN/m

钢管受力图如下：

强度验算：

M=0.08ql2=0.08*42.1*0.6*0.6=1.212kN.m

σ=M/W=1.212*106/2*4.22×103=143.6Mpa<[σ]=180MPa

强度满足要求。

刚度验算：

Wmax=0.677*ql4/100EI=0.677*42.1*5004/2*100*2.1*105*1.055*105=0.4mm<600/400=1.5mm

刚度满足要求。

3.2.4、拉杆计算：

由F=42.1*0.6=25.3kN

A=F/[σ]=25300/210=120mm2

选用φ14拉杆，A=154mm2

验算：

σ=F/A=25300/154=164Mpa<[σ]=210Mpa

安全系数：

210/164=1.28，满足要求。

3.3、顶板模板及支架计算

3.3.1、荷载：

①钢筋砼自重：

（14*8.4*1+0.5*1.5*8.4）*25=3098KN

②捣固砼产生的荷载：

2.0Kpa

③倾倒砼产生的冲击荷载取值2.0Kpa

④施工人员及设备荷载取值：

2.5kpa

假设：

本钢管脚手架采用扣件式满堂脚手架，脚手架纵、横向柱距为0.6*0.6m，步距为1.2m。

3.3.2、荷载计算（一根立柱）

施工混凝土传力：

（3098/（14*8.4））*0.6*0.6=9.5kN

模板自重：

1*0.36=0.36kN

支架自重：

0.124*7.7*0.6=0.57kN

捣固砼荷载：

2.0*0.36=0.72kN

倾倒砼产生的冲击荷载：

2.0*0.36=0.72kN

施工人员及设备荷载：

2.5*0.36=0.9kN

荷载组合：

F=1.2*9.5+1.4*（0.36+0.57+0.72+0.72+0.9）=16kN

3.3.3、稳定性计算

钢管立杆截面特性为：

A=373mm2Ix=105500mm4Wx=4220mm3

其回转半径i=16.8mm

自由长度l0=1200mm

长细比λ=1200/16.8=71.4<[λ]=250可

由λ=71.4得ψ=0.77

σ=N/ψA=16000/0.77*373=55.7Mpa<[σ]=205Mpa可

立杆上口设钢管作为横向支撑杆，荷载布置情况：

模板计算：

3.3.4、模板采用厚度1cm胶合板，背肋采用4*8c方木，间距@15cm，其截面参数及材料力学性能指标如下:

W=bh2/6=1000*102/6=1.67*104mm3

I=bh3/12=1000*103/12=8.3*104mm4

竹胶板容许应力[σ]=80MPa,E=9*103MPa。

由：

q=（1.2*（3098/（14*8.4））+1.4*（1+2+2+2.5））*0.2=8.4KN/m

M=ql2/8=8.4*150*150/8=2.36*104N.mm

σ=M/W=2.36*104/1.67*104=14Mpa<[σ]=80MPa

强度满足要求。

3.3.5、4*8cm方木强度计算：

4*8cm方木竖向背肋按间距20cm进行布置，受力验算如下：

W=bh2/6=40*802/6=42667mm3

I=bh3/12=40*803/12=1.7*106mm4

方木:

顺纹弯应力[σ]=13Mpa弹性模量E=9*103Mpa

为保守计算，拟采用简支结构计算：

由：

q=（1.2*（3098/（14*8.4））+1.4*（1+2+2+2.5））*0.2=8.4KN/m

M=ql2/8=8.4*600*600/8=3.78*105N.mm

σ=M/W=3.78*105/42667=8.9Mpa<[σ]=13MPa

强度满足要求。

Wmax=5ql4/384EI=5*8.4*6004/384*9*103*1.7*106=0.93mm<600/400=1.5mm

刚度满足要求。

3.3.6、横向钢管检算：

按简支进行计算

q=（1.2*（3098/（14*8.4））+1.4*（1+2+2+2.5））*0.6=25.3KN/m

M=ql2/8=25.3*500*500/8=1.14*106N.mm

σ=M/W=1.14*106/4220=187Mpa<[σ]=205MPa

Wmax=5ql4/384EI=5*25.3*5004/384*105500*2.1*105=0.93mm<500/400=1.25mm

刚度满足要求。

3.3.7、承载力验算：

立杆下口直接支承在底板顶上，承载力足够不再验算。

因此，经验算，钢管脚手架采用扣件式满堂脚手架，脚手架纵、横向柱距为0.6*0.5m，步距为1.2m。

由于单根立杆受力1.6t，根据规范要求，单扣件最大受力0.8t，因此每根立杆与横向受力钢管连接时，应施工2个扣件进行加强。

为保持支架稳定，支架应每隔3.5m设一排剪刀撑。

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