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