C区结构转换层大梁模板及支撑设计方案王莉.docx

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C区结构转换层大梁模板及支撑设计方案王莉

洋丰·圣乔维斯小区

C区地下室（负二层结构转换层）

高

大

模

板

及

支

撑

设

计

方

案

施工单位:

重庆中川建设有限公司

编制人:

罗富强

编制时间:

2012年8月15日

洋丰•圣乔维斯C区

结构转换层大梁模板及支撑设计

一、工程简况

工程名称：

洋丰•圣乔维斯C区地下室工程

建设单位：

重庆洋丰逸居房地产开发有限公司

设计单位：

华优建筑设计

监理单位：

重庆市建永工程监理有限公司

本工程位于重庆市渝北区金山大道旁；结构类型为框架剪力墙；C区有9#、10#、11#、12#四栋楼，建筑层数为9层和9+1层，地下室二层。

总高为30.6、30.75M高，C区建筑面积50572㎡。

C区负二层为结构转换层，层高为4.5m，转换层下部为框架结构，上部为剪力墙结构。

转换层框支主梁的主要截面有550×1000、550×1200、550×1500、750×1500。

板厚为180，墙、柱、梁、板砼强度等级标号墙、柱为C40，梁、板为C30，结构相对标高为－6.6m。

二、编制依据

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）

2、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）

3、《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程》（DB33/1035-2006）

4、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

5、《直缝电焊钢管》（GB/T13793、《低压流体输送甲焊接钢管》（GB/T3092）、《碳素结构钢》（GB/T700）

6、《钢管脚手架扣件》（GB/5831-2006）

7、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）2011年版

三、设计计算

本工程有3根框架梁需要编制高大模板专项方案并经过专家论证,分别是：

KZL76，截面尺寸为b×h=750mm×1500mm，位于C-J轴-6.6m层C-11至C-13段

KZL84（b×h=550×1500）位于-6.6m层C-M轴C-13至C-15段

KZL28b×h=550×1200、位于-6.6m层C-15轴C-B至C-G段

详见附录计算书

KZL76梁模板扣件钢管高支撑架计算书

计算依据《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）。

计算参数:

模板支架搭设高度为4.5m，

梁截面B×D=750mm×1500mm，立杆的纵距（跨度方向）l=0.90m，立杆的步距h=1.50m，

梁底增加4道承重立杆。

面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。

木方60×80mm，剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9500.0N/mm2。

梁两侧立杆间距1.20m。

梁顶托采用双钢管48×3.0mm。

梁底按照均匀布置承重杆4根计算。

模板自重0.50kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3，施工活荷载2.00kN/m2。

扣件计算折减系数取1.00。

图1梁模板支撑架立面简图

按照规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下：

由可变荷载效应控制的组合S=1.2×（25.50×1.50+0.50）+1.40×2.00=49.300kN/m2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35×24.00×1.50+0.7×1.40×2.00=50.560kN/m2

由于永久荷载效应控制的组合S最大，永久荷载分项系数取1.35，可变荷载分项系数取0.7×1.40=0.98

采用的钢管类型为

48.3×3.6。

（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=25.500×1.500×0.900=34.425kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.500×0.900×（2×1.500+0.750）/0.750=2.250kN/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）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（0.000+2.000）×0.750×0.900=1.350kN

考虑0.9的结构重要系数，均布荷载q=0.9×（1.35×34.425+1.35×2.250）=44.560kN/m

考虑0.9的结构重要系数，集中荷载P=0.9×0.98×1.350=1.191kN

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=90.00×1.80×1.80/6=48.60cm3；

I=90.00×1.80×1.80×1.80/12=43.74cm4；

计算简图

弯矩图（kN.m）

剪力图（kN）

变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

变形计算受力图

变形图（mm）

经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=4.367kNN2=12.939kNN3=12.939kNN4=4.367kN

最大弯矩M=0.300kN.m

最大变形V=0.370mm

（1）抗弯强度计算

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.300×1000×1000/48600=6.173N/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[可以不计算]

截面抗剪强度计算值T=3×6773.0/（2×900.000×18.000）=0.627N/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=0.370mm

面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!

（二）梁底支撑木方的计算

梁底顶托梁计算:

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=12.939/0.900=14.376kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×14.376×0.90×0.90=1.164kN.m

最大剪力Q=0.6×0.900×14.376=7.763kN

最大支座力N=1.1×0.900×14.376=14.233kN

截面力学参数为

截面抵抗矩W=8.98cm3；

截面惯性矩I=21.56cm4；

（1）抗弯强度计算

抗弯计算强度f=1.164×106/1.05/8982.0=123.47N/mm2

抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

（2）挠度计算

最大变形v=0.677×11.206×900.04/（100×206000.00×215560.0）=1.121mm

最大挠度小于900.0/400,满足要求!

（三）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8.00kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。

（四）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为：

其中N——立杆的轴心压力最大值，它包括：

横杆的最大支座反力N1=14.233kN（已经包括组合系数）

脚手架钢管的自重N2=0.9×1.35×0.168×4.500=0.917kN

N=14.233+0.917=15.149kN

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.59cm；

A——立杆净截面面积，A=5.060cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.260cm3；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.30m；

h——最大步距，h=1.50m；

l0——计算长度，取1.500+2×0.300=2.100m；

——由长细比，为2100/15.9=132<150满足要求!

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.386；

经计算得到

=15149/（0.386×506）=77.475N/mm2；

不考虑风荷载时立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值（kN/m2）；

Wk=0.200×1.200×0.240=0.058kN/m2

h——立杆的步距，1.50m；

la——立杆迎风面的间距，1.20m；

lb——与迎风面垂直方向的立杆间距，0.90m；

风荷载产生的弯矩Mw=0.9×0.9×1.4×0.058×1.200×1.500×1.500/10=0.018kN.m；

Nw——考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；

Nw=14.233+0.9×1.2×0.755+0.9×0.9×1.4×0.018/0.900=15.172kN

经计算得到

=15172/（0.386×506）+18000/5260=80.941N/mm2；

考虑风荷载时立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

kZL76梁侧模板计算书

（一）侧模板基本参数

计算断面宽度750mm，高度1500mm，两侧楼板厚度200mm。

模板面板采用普通胶合板。

内龙骨间距100mm，内龙骨采用40×80mm木方，外龙骨采用双钢管48mm×3.0mm。

对拉螺栓布置3道，在断面内水平间距400+400+400mm，断面跨度方向间距400mm，直径14mm。

面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。

木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9500.0N/mm2。

模板组装示意图

（二）梁侧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24.000kN/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2.000m/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1.500m；

1——外加剂影响修正系数，取1.000；

2——混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。

根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=36.000kN/m2

考虑结构的重要性系数0.9，实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=0.9×36.000=32.400kN/m2

考虑结构的重要性系数0.9，倒混凝土时产生的荷载标准值F2=0.9×4.000=3.600kN/m2。

（三）梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

模板面板的按照简支梁计算。

面板的计算宽度取0.10m。

荷载计算值q=1.2×32.400×0.100+1.40×3.600×0.100=4.392kN/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=10.00×1.80×1.80/6=5.40cm3；

I=10.00×1.80×1.80×1.80/12=4.86cm4；

计算简图

弯矩图（kN.m）

剪力图（kN）

变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

变形计算受力图

变形图（mm）

经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=0.176kNN2=0.483kNN3=0.483kNN4=0.176kN

最大弯矩M=0.004kN.m

最大变形V=0.008mm

（1）抗弯强度计算

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.004×1000×1000/5400=0.741N/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[可以不计算]

截面抗剪强度计算值T=3×263.0/（2×100.000×18.000）=0.219N/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=0.008mm

面板的最大挠度小于100.0/250,满足要求!

（四）梁侧模板内龙骨的计算

内龙骨直接承受模板传递的荷载，通常按照均布荷载连续梁计算。

内龙骨强度计算均布荷载q=1.2×0.10×32.40+1.4×0.10×3.60=4.392kN/m

挠度计算荷载标准值q=0.10×32.40=3.240kN/m

内龙骨按照均布荷载下多跨连续梁计算。

内龙骨计算简图

内龙骨弯矩图（kN.m）

内龙骨剪力图（kN）

变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

内龙骨变形计算受力图

内龙骨变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=0.351kN.m

经过计算得到最大支座F=3.527kN

经过计算得到最大变形V=0.597mm

内龙骨的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=4.00×8.00×8.00/6=42.67cm3；

I=4.00×8.00×8.00×8.00/12=170.67cm4；

（1）内龙骨抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.351×106/42666.7=8.23N/mm2

内龙骨的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

（2）内龙骨抗剪计算[可以不计算]

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×1770/（2×40×80）=0.830N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2

内龙骨的抗剪强度计算满足要求!

（3）内龙骨挠度计算

最大变形v=0.597mm

内龙骨的最大挠度小于400.0/250,满足要求!

（五）梁侧模板外龙骨的计算

外龙骨承受内龙骨传递的荷载，按照集中荷载下连续梁计算。

外龙骨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）

支撑钢管剪力图（kN）

变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

支撑钢管变形计算受力图

支撑钢管变形图（mm）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.529kN.m

最大变形vmax=0.099mm

最大支座力Qmax=15.432kN

抗弯计算强度f=0.529×106/8982.0=58.90N/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400.0/150与10mm,满足要求!

（六）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）:

14

对拉螺栓有效直径（mm）:

12

对拉螺栓有效面积（mm2）:

A=105.000

对拉螺栓最大容许拉力值（kN）:

[N]=17.850

对拉螺栓所受的最大拉力（kN）:

N=15.432

对拉螺栓强度验算满足要求!

KZL84梁模板扣件钢管高支撑架计算书

计算依据《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）。

计算参数:

模板支架搭设高度为4.5m，

梁截面B×D=550mm×1500mm，立杆的纵距（跨度方向）l=0.90m，立杆的步距h=1.50m，

梁底增加4道承重立杆。

面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。

木方60×80mm，剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9500.0N/mm2。

梁两侧立杆间距1.20m。

梁顶托采用双钢管48×3.0mm。

梁底按照均匀布置承重杆4根计算。

模板自重0.50kN/m2，混凝土钢筋自重25.50kN/m3，施工活荷载2.00kN/m2。

扣件计算折减系数取1.00。

图1梁模板支撑架立面简图

按照规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下：

由可变荷载效应控制的组合S=1.2×（25.50×1.50+0.50）+1.40×2.00=49.300kN/m2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35×24.00×1.50+0.7×1.40×2.00=50.560kN/m2

由于永久荷载效应控制的组合S最大，永久荷载分项系数取1.35，可变荷载分项系数取0.7×1.40=0.98

采用的钢管类型为

48×3.0。

（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=25.500×1.500×0.900=34.425kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.500×0.900×（2×1.500+0.550）/0.550=2.905kN/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）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（0.000+2.000）×0.550×0.900=0.990kN

考虑0.9的结构重要系数，均布荷载q=0.9×（1.35×34.425+1.35×2.905）=45.355kN/m

考虑0.9的结构重要系数，集中荷载P=0.9×0.98×0.990=0.873kN

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=90.00×1.80×1.80/6=48.60cm3；

I=90.00×1.80×1.80×1.80/12=43.74cm4；

计算简图

弯矩图（kN.m）

剪力图（kN）

变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

变形计算受力图

变形图（mm）

经过计算得到从左到右各支座力分别为

N1=3.261kNN2=9.649kNN3=9.649kNN4=3.261kN

最大弯矩M=0.164kN.m

最大变形V=0.109mm

（1）抗弯强度计算

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.164×1000×1000/48600=3.374N/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[可以不计算]

截面抗剪强度计算值T=3×5054.0/（2×900.000×18.000）=0.468N/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=0.109mm

面板的最大挠度小于183.3/250,满足要求!

（二）梁底支撑木方的计算

梁底顶托梁计算:

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=9.649/0.900=10.721kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×10.721×0.90×0.90=0.868kN.m

最大剪力Q=0.6×0.900×10.721=5.789kN

最大支座力N=1.1×0.900×10.721=10.614kN

截面力学参数为

截面抵抗矩W=8.98cm3；

截面惯性矩I=21.56cm4；

（1）抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.868×106/1.05/8982.0=92.08N/mm2

抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

（2）挠度计算

最大变形v=0.677×8.365×900.04/（100×206000.00×215560.0）=0.837mm

最大挠度小于900.0/400,满足要求!

（三）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8.00kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。

（四）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为：

其中N——立杆的轴心压力最大值，它包括：

横杆的最大支座反力N1=10.614kN（已经包括组合系数）

脚手架钢管的自重N2=0.9×1.35×0.139×4.500=0.759kN

N=10.614+0.759=11.373kN

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；

A——立杆净截面面积，A=4.239cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.491cm3；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.30m；

h——最大步距，h=1.50m；

l0——计算长度，取1.500+2×0.300=2.100m；

——由长细比，为2100/16.0=132<150满足要求!

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.391；

经计算得到

=11373/（0.391×424）=68.578N/mm2；

不考虑风荷载时立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值（kN/m2）；

Wk=0.200×1.200×0.240=0.058kN/m2

h——立杆的步距，1.50m；

la——立杆迎风面的间距，1.20m；

lb——与迎风面垂直方向的立杆间距，0.90m；

风荷载产生的弯矩Mw=0.9×0.9×1.4×0.058×1.200×1.500×1.500/10=0.018kN.m；

Nw——考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；

Nw=10.614+0.9×1.2×0.62