盘扣式板模板支撑计算书.docx
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盘扣式板模板支撑计算书
盘扣式模板支撑计算书
一、模板支架选型
由于其中模板支撑架高3.6米,为确保施工安全,编制本专项施工方案。
设计范围包括:
楼板,长*宽=8m*8m,厚0.25m。
根据本工程实际情况,结合施工单位现有施工条件,3#和4#楼地下室区域选择盘扣式钢管脚手架作为模板支架的搭设材料,进行相应的设计计算。
二、搭设方案
(一)基本搭设参数
模板支架高H为3.6m,立杆步距h(上下水平杆轴线间的距离)取1.8m,立杆纵距la取0.9m,横距lb取0.9m。
立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的自由长度a取0.2m。
整个支架的简图如下所示。
模板底部的方木,截面宽40mm,高80mm,布设间距0.2m。
(二)材料及荷载取值说明
本支撑架使用Φ48*3mm钢管,钢管壁厚不得小于3mm,钢管上严禁打孔;采用的扣件,应经试验,在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,不得发生破坏。
模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重,以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。
三、板模板支架的强度、刚度及稳定性验算
荷载首先作用在板底模板上,按照"底模→底模方木/钢管→横向水平钢管→可调托座→立杆→基础"的传力顺序,分别进行强度、刚度和稳定性验算。
其中,取与底模方木平行的方向为纵向。
(一)板底模板的强度和刚度验算
模板按三跨连续梁计算,如图所示:
(1)荷载计算,按单位宽度折算为线荷载。
此时,
模板的截面抵抗矩为:
w=1000?
72/6=4.82?
04mm3;
模板自重标准值:
x1=0.3?
=0.3kN/m;
新浇混凝土自重标准值:
x2=0.25?
4?
=6kN/m;
板中钢筋自重标准值:
x3=0.25?
.1?
=0.275kN/m;
施工人员及设备活荷载标准值:
x4=1?
=1kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载标准值:
x5=2?
=2kN/m。
以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:
g1=(x1+x2+x3)?
.35=(0.3+6+0.275)?
.35=8.876kN/m;
q1=(x4+x5)?
.4=(1+2)?
.4=4.2kN/m;
对荷载分布进行最不利布置,最大弯矩取跨中弯矩和支座弯矩的较大值。
跨中最大弯矩计算简图
跨中最大弯矩计算公式如下:
M1max=0.08g1lc2+0.1q1lc2=0.08?
.876?
.22+0.1?
.2?
.22=0.045kN穖
支座最大弯矩计算简图
支座最大弯矩计算公式如下:
M2max=-0.1g1lc2-0.117q1lc2=-0.1?
.876?
.22-0.117?
.2?
.22=-0.055kN穖;
经比较可知,荷载按照图2进行组合,产生的支座弯矩最大。
Mmax=0.055kN穖;
(2)底模抗弯强度验算
取Max(M1max,M2max)进行底模抗弯验算,即
σ=0.055?
06/(4.82?
04)=1.145N/mm2
底模面板的受弯强度计算值σ=1.145N/mm2小于抗弯强度设计值fm=15N/mm2,满足要求。
(3)底模抗剪强度计算。
荷载对模板产生的剪力为Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.6?
.876?
.2+0.617?
.2?
.2=1.583kN;
按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算:
τ=3?
583.43/(2?
000?
7)=0.14N/mm2;
所以,底模的抗剪强度τ=0.14N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.4N/mm2满足要求。
(4)底模挠度验算
模板弹性模量E=6000N/mm2;
模板惯性矩I=1000?
73/12=4.094?
05mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,底模的总的变形按照下面的公式计算:
ν=0.048mm;
底模面板的挠度计算值ν=0.048mm小于挠度设计值[v]=Min(200/150,10)mm,满足要求。
(二)底模方木的强度和刚度验算
按三跨连续梁计算
(1)荷载计算
模板自重标准值:
x1=0.3?
.2=0.06kN/m;
新浇混凝土自重标准值:
x2=0.25?
4?
.2=1.2kN/m;
板中钢筋自重标准值:
x3=0.25?
.1?
.2=0.055kN/m;
施工人员及设备活荷载标准值:
x4=1?
.2=0.2kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载标准值:
x5=2?
.2=0.4kN/m;
以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:
g2=(x1+x2+x3)?
.35=(0.06+1.2+0.055)?
.35=1.775kN/m;
q2=(x4+x5)?
.4=(0.2+0.4)?
.4=0.84kN/m;
支座最大弯矩计算简图
支座最大弯矩计算公式如下:
Mmax=-0.1譯2譴a2-0.117譹2譴a2=-0.1?
.775?
.92-0.117?
.84?
.92=-0.223kN穖;
(2)方木抗弯强度验算
方木截面抵抗矩W=bh2/6=40?
02/6=4.267?
04mm3;
σ=0.223?
06/(4.267?
04)=5.236N/mm2;
底模方木的受弯强度计算值σ=5.236N/mm2小于抗弯强度设计值fm=13N/mm2,满足要求。
(3)底模方木抗剪强度计算
荷载对方木产生的剪力为Q=0.6g2la+0.617q2la=0.6?
.775?
.9+0.617?
.84?
.9=1.425kN;
按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算:
τ=0.668N/mm2;
所以,底模方木的抗剪强度τ=0.668N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.3N/mm2满足要求。
(4)底模方木挠度验算
方木弹性模量E=9000N/mm2;
方木惯性矩I=40?
03/12=1.707?
06mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,方木的总的变形按照下面的公式计算:
ν=0.521?
x1+x2+x3)譴a4/(100譋譏)+0.192?
x4+x5)譴a4/(100譋譏)=0.342mm;
底模方木的挠度计算值ν=0.342mm小于挠度设计值[v]=Min(900/150,10)mm,满足要求。
(三)托梁材料计算
根据JGJ130-2001,板底托梁按二跨连续梁验算,承受本身自重及上部方木小楞传来的双重荷载,如图所示。
(1)荷载计算
材料自重:
0.0384kN/m;(材料自重,近似取钢管的自重,此时,偏于保守)
方木所传集中荷载:
取
(二)中方木内力计算的中间支座反力值,即
p=1.1g2la+1.2q2la=1.1?
.775?
.9+1.2?
.84?
.9=2.665kN;
按叠加原理简化计算,钢管的内力和挠度为上述两荷载分别作用之和。
(2)强度与刚度验算
托梁计算简图、内力图、变形图如下:
托梁采用:
木方:
50?
00mm;
W=83.333?
03mm3;
I=416.667?
04mm4;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN穖)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
中间支座的最大支座力Rmax=13.288kN;
钢管的最大应力计算值σ=1.091?
06/83.333?
03=13.091N/mm2;
钢管的最大挠度νmax=1.627mm;
支撑钢管的抗弯强度设计值fm=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值σ=13.091N/mm2小于钢管抗弯强度设计值fm=205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度计算值ν=1.627小于最大允许挠度[v]=min(900/150,10)mm,满足要求!
(四)立杆稳定性验算
立杆计算简图
1、不组合风荷载时,立杆稳定性计算
(1)立杆荷载。
根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值N应按下式计算:
N=1.35∑NGK+1.4∑NQK
其中NGK为模板及支架自重,显然,最底部立杆所受的轴压力最大。
将其分成模板(通过顶托)传来的荷载和下部钢管自重两部分,分别计算后相加而得。
模板所传荷载就是顶部可调托座传力,根据3.1.4节,此值为F1=13.288kN。
除此之外,根据《规程》条文说明4.2.1条,支架自重按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。
故支架自重部分荷载可取为
F2=0.15?
.6=0.54kN;
立杆受压荷载总设计值为:
Nut=F1+F2?
.35=13.288+0.54?
.35=14.017kN;
其中1.35为下部钢管自重荷载的分项系数,F1因为已经是设计值,不再乘分项系数。
(2)立杆稳定性验算。
按下式验算
φ--轴心受压立杆的稳定系数,根据长细比λ按《规程》附录C采用;
A--立杆的截面面积,取4.24?
02mm2;
KH--高度调整系数,建筑物层高超过4m时,按《规程》5.3.4采用;
计算长度l0按下式计算的结果取大值:
l0=h+2a=1.8+2?
.2=2.2m;
l0=kμh=1.163?
.272?
.8=2.663m;
式中:
h-支架立杆的步距,取1.8m;
a--模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度,取0.2m;
μ--模板支架等效计算长度系数,参照《规程》附表D-1,取1.272;
k--计算长度附加系数,按《规程》附表D-2取值为1.163;
故l0取2.663m;
λ=l0/i=2.663?
03/15.9=168;
查《规程》附录C得φ=0.251;
KH=1;
σ=1.05譔/(φAKH)=1.05?
4.017?
03/(0.251?
.24?
02?
)=138.298N/mm2;
立杆的受压强度计算值σ=138.298N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2,满足要求。
(五)立杆的地基承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk譳c=120?
=120kPa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=120kPa;
脚手架地基承载力调整系数:
kc=1;
立杆基础底面的平均压力:
p=1.05N/A=1.05?
4.017/0.25=58.873kPa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:
N=14.718kN;
基础底面面积:
A=0.25m2。
p=58.873kPa≤fg=120kPa。
地基承载力满足要求!
(六)拆模时间计算
参考《建筑施工安全手册》(杜荣军主编,中国建筑工业出版社出版社出版),各楼层层高、楼面设计荷载、楼板板厚均按相同计。
1、支架所受各类荷载的取值:
附加在每根立杆上的楼盖自重荷载为:
N板i=1.35?
.25?
.9?
.9?
(24+1.1)=6.862kN;
模板自重为:
N模i=1.35?
.3?
.9?
.9=0.328kN;
支架自重为:
N支gi=1.35?
.15?
.6=0.729kN;
混凝土浇筑施工荷载为:
N浇i=1.4?
(1+2)?
.9?
.9=3.402kN;
楼盖总的设计荷载为:
NQ=1.4?
.5?
.9?
.9+6.862=9.697kN;
2、浇筑层的荷载计算(设当前浇筑层为第i层):
浇筑层荷载强度达到0.000/14.300?
00%=0%设计强度,
N支i=N板i+N模i+N支gi+N浇i=6.862+0.328+0.729+3.402=11.321kN;
3、下一层立杆的荷载计算:
下一层荷载强度达到10.000/14.300?
00%=69.93%设计强度,
N支i-1=N支i+N模i+N支gi+αN板i=11.321+0.328+0.729+1?
.862=19.24kN;
其中,α为楼盖荷载计入比例,α=1。
4、下二层立杆的荷载计算:
下二层荷载强度达到15.000/14.300?
00%=104.895%设计强度,
N支i-2=N支i-1+N支gi+αN板i-NQ=19.24+0.729+0.15?
.862-9.697=11.301kN;
其中,α为楼盖荷载计入比例,α=0.15。
0.4N支i-2 拆除后下二层的立杆荷载由下三层的楼盖分担60%,分担后的下三层楼盖承担的荷载为0.6N支i-2
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