模板及支撑计算书.docx

1、模板及支撑设计和计算书 （一）、基本计算数据： 模板支架搭设高度为4.1米，基本尺寸为：梁截面： BD=300mm650mm 、BD=300mm700mm、 BD=300mm800mm三种规格，本计算式取：BD=300mm800mm计算；梁支撑立杆的横距(跨度方向) l=0.80米，立杆的步距 h=1.50米，梁底增加0道承重立杆。 图1 梁模板支撑架立面简图 采用的钢管类型为483.2。 一、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。模板面板的按照多跨连续梁计算。 作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。1.荷载的计算： (1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)： q1 = 1

2、2.0000.8000.400=3.840kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m)： q2 = 0.3500.400(20.800+0.300)/0.300=0.887kN/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)： 经计算得到，活荷载标准值 P1 = (1.000+2.000)0.3000.400=0.360kN 均布荷载 q = 1.23.840+1.20.887=5.672kN/m 集中荷载 P = 1.40.360=0.504kN 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 = 40.001.801.80/6

3、= 21.60cm3； I = 40.001.801.801.80/12 = 19.44cm4； 计算简图 弯矩图(kN.m) 剪力图(kN) 变形图(mm) 经过计算得到从左到右各支座力分别为 N1=1.103kN N2=1.103kN 最大弯矩 M = 0.102kN.m 最大变形 V = 0.7mm (1)抗弯强度计算 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.10210001000/21600=4.704N/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=31103.0/(2400.00018.

4、000)=0.230N/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)挠度计算 面板最大挠度计算值 v = 0.745mm 面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求! 二、梁底支撑方木的计算 （一）梁底方木计算 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 = 1.103/0.400=2.757kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.12.760.400.40=0.044kN.m 最大剪力 Q=0.60.4002.757=0.662kN 最大支座力 N=1.10.4002.75

5、7=1.213kN 方木的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 = 5.008.008.00/6 = 53.33cm3； I = 5.008.008.008.00/12 = 213.33cm4； (1)方木抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.044106/53333.3=0.83N/mm2 方木的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求! (2)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=3662/(25080)=0.248N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm

6、2 方木的抗剪强度计算满足要求! (3)方木挠度计算 最大变形 v =0.6772.298400.04/(1009500.002133333.5)=0.020mm 方木的最大挠度小于400.0/250,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取方木支撑传递力。 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=0.441kN.m 最大变形 vmax=2.33mm 最大支座力 Qmax=1.103kN 抗弯计算强度 f=0.44106

7、/4729.0=93.28N/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1100.0/150与10mm,满足要求! (二) 梁底支撑纵向钢管计算 纵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取横向支撑钢管传递力。 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=0.154kN.m 最大变形 vmax=0.28mm 最大支座力 Qmax=2.371kN 抗弯计算强度 f=0.15106/4729.0=32.65N/mm2 支撑钢管的抗弯计算强度小于2

8、05.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求! 四、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(规范5.2.5): 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=2.37kN 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8.0kN； 双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。 五、立杆的稳定性计算 立杆的稳定性

9、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=2.37kN (已经包括组合系数1.4) 脚手架钢管的自重 N2 = 1.20.1294.050=0.627kN 楼板的混凝土模板的自重 N3=0.922kN N = 2.371+0.627+0.922=3.920kN 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 = 1.59 A 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.50 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 4.73 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 = 205.0

10、0N/mm2； l0 计算长度 (m)； 如果完全参照扣件式规范不考虑高支撑架，由公式(1)或(2)计算 l0 = k1uh (1) l0 = (h+2a) (2) k1 计算长度附加系数，按照表1取值为1.163； 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： = 42.01N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求! 公式(2)的计算结果： = 13.79N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求! 如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算 l0 = k1k2(h+2

11、a) (3) k2 计算长度附加系数，按照表2取值为1.007； 公式(3)的计算结果： = 16.88N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求! 模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。二、柱模计算：一、柱模板基本参数 柱断面长度B=400mm； 柱断面宽度H=400mm； 方木截面宽度=50mm； 方木截面高度=80mm； 方木间距l=300mm, 胶合板截面高度=18mm。 取柱断面长度和柱断面宽度中的较大者进行计算。 二、荷载标准值计算: 强度验算要考虑新浇混凝土侧压力与倾倒混凝土时产生的荷载；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正式中的

12、较小值： 式中 c为混凝土重力密度，取24(kN/m3)； t0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()； V混凝土的浇筑速度，取2.5m/h； 1外加剂影响系数，取1； 2混凝土坍落度影响修正系数，取.85。 根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=40.547kN/m2。 实际计算中采用的新浇混凝土压力标准值 F1=40kN/m2。 倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=3kN/m2。三、胶合板侧模验算 胶合板面板(取长边)，按三跨连续梁，跨度即为方木间距,计算如下: 胶合板计算简图 (1) 侧模抗弯强度验算: M=0

13、.1ql2 其中 q强度设计荷载(kN/m): q=(1.240.00+1.43.00)400.00/1000=20.880kN/m l方木间距,取l=300mm； 经计算得 M=0.120.880(300.00/1000)2=0.188kN.m 胶合板截面抵抗矩 W=bh2/6=400(18)2/6=21600.00mm3 = M/W=0.188106 /21600.000=8.700N/mm2 胶合板的计算强度不大于15N/mm2,所以满足要求! (2) 侧模抗剪强度验算: =3V/2bh 其中 V为剪力: v = 0.6ql=0.6(1.240+1.43)400300/106=3.758

14、kN 经计算得 =33.758103/(2400.00018.000)=0.783N/mm2 胶合板的计算抗剪强度不大于1.4N/mm2,所以满足要求! (3) 侧模挠度验算: W=0.677qa4/(100EI) 其中 q强度设计荷载(kN/m): q=40400/1000=16.000kN/m 侧模截面的转动惯量 I=bh3/12=400.00018.0003/12=194400.000mm4； a方木间距,取a=300mm； E弹性模量,取E=6000 N/mm2； 经计算得 W=0.67716.000300.0004/(1006000.00194400.00)=0.75mm 最大允许挠

15、度 W=l/250=300/250=1.20mm 胶合板的计算挠度不大于允许挠度W,所以满足要求! 四、方木验算 方木按简支梁计算，跨度近似取柱子边长a,支座反力即为螺栓(钢筋)对拉拉力,计算如下: 方木计算简图(1) 方木抗弯强度验算: M=qB2/8 其中 q强度设计荷载(kN/m): q=(1.240.000+1.43.000)300/1000=15.660kN/m B截面长边,取B=400mm； 经计算得 M=15.660(400/1000)2/8=0.313kN.m； 方木截面抵抗矩 W=bh2/6=50802/6=53333.333mm3； = M/W=0.313106/53333

16、.333=5.869N/mm2； 方木的计算强度不大于13N/mm2,所以满足要求! (2) 方木抗剪强度验算: =3V/2bh 其中 V为剪力: v = 0.5qB=0.5(1.240.000+1.43.000)300400/106=3.132kN 经计算得 =33.132103/(250.00080.000)=1.175N/mm2 方木的计算强度不大于1.4N/mm2,所以满足要求! (3) 方木挠度验算: W=5qB4/(384EI)其中 q设计荷载(kN/m): q=40300/1000=12.000kN.m I=bh3/12=50803/12=2133333.333mm4 B柱截面长

17、边的长度,取B=400mm； E弹性模量,取E=9500 N/mm2； 经计算得 W=512.0004004/(3849500.002133333.33)=0.197mm 允许挠度 W=B/250=400/250=1.600mm 方木的计算挠度不大于允许挠度W,所以满足要求! 三、平板模支模架：模板支架搭设高度为4.1米， 搭设尺寸为：立杆的纵距 b=0.80米，立杆的横距 l=0.80米，立杆的步距 h=1.50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 采用的钢管类型为483.2。一、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。模板面板的按照三跨连续梁计算。 静荷

18、载标准值 q1 = 14.0000.1000.800+0.3500.800=1.400kN/m 活荷载标准值 q2 = (2.000+1.000)0.800=2.400kN/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 = 80.001.801.80/6 = 43.20cm3； I = 80.001.801.801.80/12 = 38.88cm4； (1)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13.00N/m

19、m2； M = 0.100ql2 其中 q 荷载设计值(kN/m)； 经计算得到 M = 0.100(1.21.400+1.42.400)0.4000.400=0.081kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.08110001000/43200=1.867N/mm2 面板的抗弯强度验算 f f,满足要求!(2)抗剪计算 T = 3Q/2bh T 其中最大剪力 Q=0.600(1.21.400+1.42.400)0.400=1.210kN 截面抗剪强度计算值 T=31210.0/(2800.00018.000)=0.126N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2 抗剪强

20、度验算 T T，满足要求!(3)挠度计算 v = 0.677ql4 / 100EI v = l / 250面板最大挠度计算值 v = 0.6773.8004004/(1009000388800)=0.188mm 面板的最大挠度小于400.0/250,满足要求!二、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。 1.荷载的计算 (1)钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 14.0000.1000.400=0.560kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.3500.400=0.140kN/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

21、计算得到，活荷载标准值 q2 = (1.000+2.000)0.400=1.200kN/m 静荷载 q1 = 1.20.560+1.20.140=0.840kN/m 活荷载 q2 = 1.41.200=1.680kN/m 2.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 = 2.016/0.800=2.520kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.12.520.800.80=0.161kN.m 最大剪力 Q=0.60.8002.520=1.210kN 最大支座力 N=1.10.8002.520=2.218kN 方木的

22、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 = 8.008.008.00/6 = 85.33cm3； I = 8.008.008.008.00/12 = 341.33cm4； (1)方木抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.161106/85333.3=1.89N/mm2 方木的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)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=31210/(28080)=0.284N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2 方木的抗剪强度计算

23、满足要求!(3)方木挠度计算 最大变形 v =0.6771.900800.04/(1009000.003413333.5)=0.172mm 方木的最大挠度小于800.0/250,满足要求! 三、板底支撑钢管计算 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=2.22kN 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=0.310kN. 最大变形 vmax=0.56mm 最大支座力 Qmax=4.768kN 抗弯计算强度 f=0.31106/4729.0=65.65N/mm2

24、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800.0/150与10mm,满足要求!四、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(规范5.2.5): 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=4.77kN 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8.0kN； 双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。五、模板

25、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)脚手架的自重(kN)： NG1 = 0.1294.100=0.529kN (2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.3500.8000.800=0.224kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN)： NG3 = 14.0000.1000.8000.800=0.896kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 1.649kN。 2.活荷载为施工荷载标准值与振倒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)0.8000.8

26、00=1.920kN 3.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六、立杆的稳定性计算 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公 其中： N 立杆的轴心压力设计值 (kN)；N = 4.67 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 = 1.59 A 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.50 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 4.73 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)； 如果完全参照扣件式规范，由公式(1)或(2)计算 l0 = k1uh (1) 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 = 0.05m； 公式(1)的计算结果： = 49.51N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求! 公式(2)的计算结果： = 17.64N/mm2，立杆的稳定性计算 f,满足要求!