梁模板计算书
梁模板工程施工方案计算书
工 程 名 称:编 制 人:日 期:
兰州新区保障性住房项目A-4#、9#、10#、11#楼工程
目 录
一、 编制依据 ....................................................................................................... 1 二、 工程参数 ....................................................................................................... 1 三、 新浇砼对模板侧压力标准值计算 . .............................................................. 2 四、 梁侧模板面板验算 . ...................................................................................... 2 五、 梁侧模板次楞验算 . ...................................................................................... 4 六、 梁侧模板主楞验算 . ...................................................................................... 5 七、 梁底模板面板验算 . ...................................................................................... 7 八、 梁底模板次楞验算 . ...................................................................................... 9 九、 梁底横向水平杆验算 . ................................................................................ 10 十、 梁底纵向水平杆验算 . ................................................................................ 12 十一、 十二、 十三、
扣件抗滑移验算 . .................................................................................. 12 立杆稳定性验算 . .................................................................................. 12 立杆底地基承载力验算 . ...................................................................... 14
一、 编制依据
1、工程施工图纸及现场概况
2、《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011 3、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
4、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011 5、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002(2011年版) 6、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 7、《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011) 8、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 9、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
10、 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002) 11、 《木结构设计规范》(GB50005-2003) 12、 《混凝土模板用胶合板》GB/T17656-2008 13、 《建筑施工手册》第四版(缩印本)
14、 《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质[2009]87号)
15、 《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》(建质[2009]254 号) 16、 建书脚手架和模板计算软件(建科评[2007]028号)
二、 工程参数
三、 新浇砼对模板侧压力标准值计算
新浇筑的混凝土作用于模板的侧压力标准值,依据建筑施工模板安全技术规范,按下列公式计算,取其中的较小值:
2
F =0. 22γC t 0β1β2=0.22×24×5.7×1.2×1.15×3.32=137.89 kN/m 2
F =γc H =24×0.7=16.8 kN/m
其中 γc -- 混凝土的重力密度,取24kN/m3;
t0 -- 新浇混凝土的初凝时间,按200/(T+15)计算,取初凝时间为5.7小时。T :混凝土的入模温度,经现场测试,为20℃; V -- 混凝土的浇筑速度,取11m/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0.7m ; β1-- 外加剂影响修正系数,取1.2; β2-- 混凝土坍落度影响修正系数,取1.15。
根据以上两个公式计算,新浇筑混凝土对模板的侧压力标准值取较小值16.8kN/m2。
四、 梁侧模板面板验算
面板采用竹胶合板,厚度为10mm ,验算跨中最不利抗弯强度和挠度。计算宽度取1000mm 。
面板的截面抵抗矩W= 1000×10×10/6=16667mm 3; 截面惯性矩I= 1000×10×10×10/12=83333mm 4; (一)强度验算
1、面板按三跨连续板计算,其计算跨度取支承面板的次楞间距,L=0.20m。 2、荷载计算
新浇筑混凝土对模板的侧压力标准值G 4k =16.8kN/m2,振捣砼对侧模板产生的荷载标准值Q 2K =4kN/m2。
均布线荷载设计值为:
q1=0.9×(1.2×16.8+1.4×4)×1=23.184KN/m q2=0.9×(1.35×16.8+1.4×0.7×4)×1=23.94KN/m 取较大值q=23.94KN/m作为设计依据。
3、强度验算
施工荷载为均布线荷载:
M 1=0.1q1l 2=0.1×23.94×0.202=0.1KN·m 面板抗弯强度设计值f=25N/mm2; σ=
M max W
0.1×106 16667
=6N/mm2
面板强度满足要求! (二)挠度验算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,故其作用效应的线荷载计算如下:
q = 1×16.8=16.8KN/m;
面板最大容许挠度值: 200/400=0.5mm; 面板弹性模量: E = 4500N/mm2;
0.677ql 4 ν=
100EI
=
0.677×16.800×2004 100×4500×83333
满足要求!
五、 梁侧模板次楞验算
次楞采用40×80mm(宽度×高度) 方木,间距:0.2m, 截面抵抗矩W 和截面惯性矩I 分别为: 截面抵抗矩W =40×80×80/6=42667mm3; 截面惯性矩I =40×80×80×80/12=1706667mm4; (一)强度验算
1、次楞承受面板传递的荷载,按均布荷载作用下三跨连续梁计算,其计算跨度取主楞间距,L=0.5m。
2、荷载计算
新浇筑混凝土对模板的侧压力标准值G 4k =16.8kN/m2,振捣砼对侧模板产生的荷载标准值Q 2K =4kN/m2。
均布线荷载设计值为:
q1=0.9×(1.2×16.8+1.4×4)×0.2=4.637KN/m q2=0.9×(1.35×16.8+1.4×0.7×4)×0.2=4.788KN/m 取较大值q=4.788KN/m作为设计依据。
3、强度验算 计算最大弯矩:
M max =0.1ql2=0.1×4.788×0.52=0.120kN·m 最大支座力:1.1ql=1.1×4.788×0.5=2.63kN 次楞抗弯强度设计值[f]=17N/mm2。 σ= M max =
0.120×106
=2.812N/mm2
W
满足要求! (二)抗剪强度验算
42667
次楞最大剪力设计值V 1=0.6q1l=0.6×4.788×0.5=1.436KN 木材抗剪强度设计值fv=4.8N/mm2; 抗剪强度按下式计算:
τ=
3V 2bh
=
3×1.436×103 2×40×80
= 0.673N/mm2
次楞抗剪强度满足要求! (三)挠度验算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,故其作用效应的线荷载计算如下:
q = 16.8×0.2=3.36KN/m; 次楞最大容许挠度值=500/250=2mm; 次楞弹性模量: E = 10000N/mm2; ν=
0.677ql 100EI
=
4
0.677×3.36×500
4
100×10000×1706667
= 0.083mm
满足要求!
六、 梁侧模板主楞验算
主楞采用单钢管,间距:0.5m ,截面抵抗矩W 和截面惯性矩I 分别为: 截面抵抗矩W =4490mm3; 截面惯性矩I =107800mm4; (一)强度验算
1、主楞承受次楞传递的集中荷载P=2.63kN,按集中荷载作用下简支梁计算,其计算跨度取梁侧高度间距,L=0.52m。
2.63
2.63
主楞计算简图(kN)
2.63
主楞弯矩图(kN.m)
、强度验算
最大弯矩M max =0.500kN·m
主楞抗弯强度设计值[f]=205N/mm2。 σ=
M max W
0.500×106
4490
= 111.359N/mm2
满足要求! (二)挠度验算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,其作用效应下次楞传递的集中荷载P=1.848kN,主楞弹性模量: E = 206000N/mm2。
主楞最大容许挠度值:520/150=3.5mm; 经计算主楞最大挠度V max =0.414mm
(三)悬挑段强度验算
穿梁螺栓距梁底距离150mm ,次楞间距200mm , 弯矩M=2.63×0.15=0.39kN·m 主楞抗弯强度设计值[f]=205N/mm2。
M
σ=
W
0.39×106
4490
= 86.860N/mm2
满足要求!
(四)悬挑段挠度验算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,其作用效应下次楞传递的集中荷载P=1.848kN,主楞弹性模量: E = 206000N/mm2。 容许挠度值:150×2/400=0.8mm;
经计算主楞最大挠度V max =0.133mm
七、 梁底模板面板验算
面板采用竹胶合板,厚度为10mm 。 取梁底横向水平杆间距1m 作为计算单元。 面板的截面抵抗矩W= 100×1×1/6=16.667cm 3; 截面惯性矩I= 100×1×1×1/12=8.333cm 4; (一)强度验算
1、梁底次楞为3根,面板按两跨连续板计算,其计算跨度取梁底次楞间距,L=0.15m。 2、荷载计算
作用于梁底模板的均布线荷载设计值为:
q 1=0.9×[1.2×(24×0.7+1.5×0.7+0.3)+1.4×2]×1=22.12kN/m q 2=0.9×[1.35×(24×0.7+1.5×0.7+0.3)+1.4×0.7×2]×1= 23.82kN/m 根据以上两者比较应取q= 23.82kN/m作为设计依据。
计算简图(kN)
弯矩图(kN.m)
剪力图(kN)
经过计算得到从左到右各支座力分别为: N1=1.340kN;N2=4.466kN;N3=1.340kN; 最大弯矩 Mmax = 0.067kN.m
梁底模板抗弯强度设计值[f] (N/mm2) =25 N/mm2; 梁底模板的弯曲应力按下式计算: σ=
M max W
0.067×106 16.667×103
= 4.020N/mm2
满足要求! (二)挠度验算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,故其作用效应的线荷载计算如下:
q = 1×(24×0.7+1.5×0.7+0.3)=18.15kN/m;
面板弹性模量: E = 4500N/mm2; 经计算,最大变形 Vmax = 0.128mm
梁底模板的最大容许挠度值: 150/400 =0.4 mm; 最大变形 Vmax = 0.128mm
150
八、 梁底模板次楞验算
本工程梁底模板次楞采用方木,宽度40mm ,高度80mm 。 次楞的截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为: W=4×8×8/6= 42.667cm3; I=4×8×8×8/12= 170.667cm4; (一)强度验算
最大弯矩考虑为永久荷载与可变荷载的计算值最不利分配的弯矩和,取受力最大的次楞,按照三跨连续梁进行计算,其计算跨度取次楞下横向水平杆的间距,L=1m 。
q=4.466KN/m
1000
1000
1000
次楞计算简图
荷载设计值 q = 4.466/1= 4.466kN/m;
最大弯距 Mmax =0.1ql2= 0.1×4.466×12= 0.447 kN.m; 次楞抗弯强度设计值 [f]=17N/mm2;
M ×106
σ=
max 0.4472W
42.667×103
=10.476N/mm
次楞抗弯强度满足要求! (二)抗剪强度验算
V=0.6ql=0.6×4.466×1=2.680KN 木材抗剪强度设计值fv=4.8N/mm2; 抗剪强度按下式计算:
3V 3×2.680×103 τ=
2bh
=
2×40×80
= 1.26N/mm2
次楞最大容许挠度值:l/250 =1000/250 =4 mm; 验算挠度时不考虑可变荷载值,只考虑永久荷载标准值: q =3.403/1= 3.403N/mm; 次楞弹性模量: E = 10000N/mm2;
0.677ql 4 0.677×3.403×10004 ν=
100EI
=
100×10000×170.667×104
=1.350mm
次楞挠度满足要求!
九、 梁底横向水平杆验算
横向水平杆按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P 取梁底面板下次楞传递力。
1.34
计算简图(kN)
4.471.34
剪力图(kN)
经计算,从左到右各支座力分别为: N1=3.573kN;N2=3.573kN; 最大弯矩 Mmax =0.871kN.m; 最大变形 Vmax =1.284mm。 (一)强度验算
支撑钢管的抗弯强度设计值[f] (N/mm2) = 205N/mm2;; 支撑钢管的弯曲应力按下式计算:
σ=
M max W
0.871×106 4.49×103
=193.987N/mm2
满足要求! (二)挠度验算
支撑钢管的最大容许挠度值: l/150 =600/150 = 4.0mm或10mm ; 最大变形 Vmax = 1.284mm
满足要求!
十、 梁底纵向水平杆验算
横向钢管作用在纵向钢管的集中荷载P=3.573kN。
3.57
计算简图3.57(kN)
3.57纵向水平杆只起构造作用,不需要计算。
十一、 扣件抗滑移验算 10001000
扣件连接方式采用单扣件,扣件抗滑承载力设计值:Rc=8kN 水平杆通过扣件传给立杆的最大荷载设计值:R=3.573kN R
十二、 立杆稳定性验算
(一)风荷载计算
因在室外露天支模,故需要考虑风荷载。基本风压按兰州10年一遇风压值采用,ω
=0.2kN/m2。
模板支架计算高度H=3m,按地面粗糙度C 类 有密集建筑群的城市市区。风压高度变
化系数µz =0.74。
计算风荷载体形系数:
将模板支架视为桁架,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》表7.3.1第32项和36项的规定计算。模板支架的挡风系数 =1.2×A n /(la ×h)=1.2×0.143/(1×1.5)=0.114
式中A n =(la +h+0.325la h)d=0.143m2 A n ----一步一跨内钢管的总挡风面积。 l a ----立杆间距,1m
3.5
h-----步距,1.5m d-----钢管外径,0.048m 系数1.2-----节点面积增大系数。
系数0.325-----模板支架立面每平米内剪刀撑的平均长度。 单排架无遮拦体形系数:µst =1.2ϕ=1.2×0.114=0.14 无遮拦多排模板支撑架的体形系数: µs =µst 1-ηn 1-η
1-0.95 10 1-0.95
=1.12
η----风荷载地形地貌修正系数。 n----支撑架相连立杆排数。
风荷载标准值ωk =µz µs ω0=0.74×1.12×0.3=0.249kN/m2 风荷载产生的弯矩标准值: M w =
0.92×1.4ωk l a h 2
10
=
0.92×1.4×0.249×1×1.52
10
·m
(二)立杆轴心压力设计值N 计算
上部梁传递的最大荷载设计值:3.573kN ;
立杆承受支架自重荷载设计值:1.35×3×0.113=0.458kN
梁侧楼板模板自重荷载设计值:1.35×(1/2+(0.6-0.3)/2)×1×0.3=0.263kN 梁侧楼板砼与钢筋自重荷载设计值:1.35×(1/2+(0.6-0.3)/2)×1×0.18×(24+1.5)=4.028kN
立杆轴心压力设计值N :3.573+0.458+0.263+4.028=8.322kN; (三)立杆稳定性计算
立杆的稳定性计算公式:
N ϕA
+
M w W
f
N ---- 轴心压力设计值(kN) :N=8.322kN;
υ---- 轴心受压稳定系数, 由长细比λ=Lo /i 查表得到;
L 0 --- 立杆计算长度(m ),L 0=h,h 为纵横水平杆最大步距,,L 0=1.5m。 i ---- 立杆的截面回转半径(cm) ,i=1.59cm;
A ---- 立杆截面面积(cm2),A=4.24cm2; M w ---- 风荷载产生的弯矩标准值;
W ---- 立杆截面抵抗矩(cm3) :W= 4.49cm3; f ---- 钢材抗压强度设计值N/mm2,f= 205N/mm2; 立杆长细比计算:
λ=Lo /i=150/1.59=94
按照长细比查表得到轴心受压立杆的稳定系数υ=0.594; N A
M w W
0.594×4.24×10
2
8.322×103 0.064×106 =33.043+14.254=47.297N/mm2
2
4.49×103
立杆稳定性满足要求!
十三、 立杆底地基承载力验算
1、上部立杆传至垫木顶面的轴向力设计值N=8.322kN 2、垫木底面面积A
垫木作用长度1m ,垫木宽度0.3m ,垫木面积A=1×0.3=0.3m2 3、地基土为粘性土,其承载力设计值f ak = 120kN/m2
立杆垫木地基土承载力折减系数m f = 0.9 4、验算地基承载力
立杆底垫木的底面平均压力 P=
N A
=
8.322 0.3
=27.74kN/m2
满足要求! 。