板模板门架计算书门架型号为MF1219扣件连接方式为单扣件承重架类型为纵向支撑垂直于门架.docx

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板模板门架计算书门架型号为MF1219扣件连接方式为单扣件承重架类型为纵向支撑垂直于门架

施工安全计算书

计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》等规范编制。

一、参数信息

1.构造参数

门架型号:

MF1219；

扣件连接方式:

单扣件；

脚手架搭设高度（m）:

4.00

承重架类型设置:

门架垂直于梁截面；

门架横距La（m）:

1.00；

门架纵距Lb（m）:

1.00；

门架几何尺寸:

b（mm）:

1219.00，b1（mm）:

750.00，h0（mm）:

1930.00，h1（mm）:

1536.00，h2（mm）:

100.00，步距（m）:

1950.00；

加强杆的钢管类型:

φ48×3.5；

立杆钢管类型:

φ48×3.5；

2.荷载参数

模板自重（kN/m2）:

0.35；

混凝土自重（kN/m3）:

25.0；

钢筋自重（kN/m3）:

25.00；

振捣混凝土荷载标准值（kN/m2）:

0.5

3.材料参数

木材品种：

杉木；

木材弹性模量E（N/mm2）：

9000.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

11.0；

木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.4；

面板类型：

胶合面板；

钢材弹性模量E（N/mm2）：

21000.0；

钢材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

205.0；

面板弹性模量E（N/mm2）：

9500.0；

面板抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.0；

4.楼板参数

钢筋级别:

二级钢HRB335（20MnSi）；楼板混凝土强度等级:

:

C25；

每层标准施工天数:

5；每平米楼板截面的钢筋面积（mm2）:

1440.000；

楼板的计算宽度（m）:

4.00；楼板的计算厚度（mm）:

100.00；

楼板的计算长度（m）:

4.50；施工平均温度（℃）:

15.000；

5.板底模板参数

板底横向支撑类型：

方木；

板底横向方木截面宽度（mm）：

60.0

板底横向方木截面高度（mm）：

80.0

板底纵向方木截面宽度（mm）：

60.0

板底纵向方木截面高度（mm）：

80.0

板底横向支撑间隔距离（mm）：

250.0

面板厚度（mm）：

20.0

二、板底模板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。

计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。

强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载、施工荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

1.抗弯强度验算

计算公式如下:

其中，M--面板计算最大弯距（N.mm）；

l--计算跨度（板底横向支撑间距）:

l=250.000mm；

q--作用在模板上的压力线荷载，它包括:

新浇混凝土及钢筋荷载设计值

q1:

1.2×（25.000+25.000）×0.100×1.219×0.90=0.007kN/m；

模板结构自重荷载：

q2:

1.2×0.350×1.219×0.90=0.461kN/m

施工时与设备产生的荷载设计值

q3:

1.4×1.000×1.219×0.90=1.536kN/m；

q=q1+q2+q3=0.007+0.461+1.536=2.003kN/m；

面板的最大弯距：

M=0.1×2.003×250.0002=12520.654N.mm；

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中，σ--面板承受的应力（N/mm2）；

M--面板计算最大弯距（N.mm）；

W--面板的截面抵抗矩

b:

面板截面宽度，h:

面板截面厚度；

W=1.219×103×20.0002/6=81266.667mm3；

f--面板截面的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=13.000N/mm2；

面板截面的最大应力计算值：

σ=M/W=12520.654/81266.667=0.154N/mm2；

面板截面的最大应力计算值:

σ=0.154N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2，满足要求！

2.挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下:

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=（25.00+25.000）×0.100×1.219=6.10N/mm；

l--计算跨度（板横向支撑间距）:

l=250.00mm；

E--面板的弹性模量:

E=9000.0N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=100.000×23/12=66.667cm4；

面板的最大允许挠度值:

[ω]=250.0/250=1.000mm；

面板的最大挠度计算值:

ω=0.677×6.095×250.04/（100×9500.0×6.67×105）=0.025mm；

面板的最大挠度计算值:

ω=0.025mm小于面板的最大允许挠度值:

[ω]=1.000mm，满足要求！

三、板底纵、横向支撑计算

（一）、板底横向支撑计算

本工程板底横向支撑采用方木60.000mm×80.000mm。

强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和施工及设备荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1:

=25.000×0.100×0.250=0.625kN/m；

（2）模板的自重荷载（kN/m）：

q2:

=0.350×0.250=0.088kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值（kN）：

经计算得到，活荷载标准值

P1:

=1.000×1.219×0.250=0.305kN；

均布荷载设计值：

q=1.2×0.625×0.90+1.2×0.088×0.90=0.770kN/m；

集中荷载设计值：

P=1.4×0.305×0.90=0.384kN；

均布荷载标准值：

q=0.625+0.088=0.713kN/m；

集中荷载标准值：

P=P1=0.305kN；

2.抗弯强度验算：

最大弯矩计算公式如下:

其中，M--计算最大弯距（N.mm）；

l--计算跨度（门架宽度）；l=1.219mm；

q--作用在模板上的均布荷载设计值；q=0.770kN/m

p--作用在模板上的集中荷载设计值；p=0.384kN

最大弯距：

M=0.384×1.219/4+0.770×1.2192/8=0.260kN.m；

按以下公式进行板底横向支撑抗弯强度验算：

其中，σ--板底横向支撑承受的应力（N/mm2）；

M--板底横向支撑计算最大弯距（N.mm）；

W--板底横向支撑的截面抵抗矩

b:

板底横向支撑截面宽度，h:

板底横向支撑截面厚度；

W=60.000×80.0002/6=64000.000mm3

f--板底横向支撑截面的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=11.000N/mm2；

板底横向支撑截面的最大应力计算值：

σ=M/W=0.260×106/64000.000=4.062N/mm2；

木方的最大应力计算值4.062N/mm2小于木方抗弯强度设计值11.000N/mm2，满足要求！

3.抗剪强度验算

最大剪力的计算公式如下：

截面抗剪强度必须满足：

其中最大剪力:

V=0.384/2+0.770×1.219/2=0.661kN；

梁底横向支撑受剪应力计算值T=3×0.661×103/（2×60.000×80.000）=0.207N/mm2；

板底横向支撑抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2；

板底横向支撑的受剪应力计算值:

T=0.207N/mm2小于木方抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2，满足要求！

4.挠度验算：

最大挠度考虑为静荷载最不利分配的挠度，计算公式如下:

其中，ω--计算最大挠度（N.mm）；

l--计算跨度（门架宽度）；l=1219.000mm；

q--作用在模板上的均布荷载标准值；q=0.713kN/m

E--板底横向支撑弹性模量；E=9000.000kN/m

I--板底横向支撑截面惯性矩；I=2560000.000kN/m

板底横向支撑最大挠度计算值ω=5×0.713×12194/（384×9500×2560000）=0.889mm；

板底横向支撑的最大允许挠度[ω]=1219.000/250=4.876mm；

板底横向支撑的最大挠度计算值:

ω=0.889mm小于板底横向支撑的最大允许挠度[ω]=4.876mm，满足要求！

（二）、板底纵向支撑计算

本工程板底纵向支撑采用方木60.000mm×80.000mm。

强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和施工及设备的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

1.抗弯强度及挠度验算：

板底纵向支撑，按集中荷载三跨连续梁计算（附计算简图）：

板底纵向支撑所受荷载P=0.770×1.000+0.384=1.153kN

板底纵向支撑计算简图

板底纵向支撑梁弯矩图（kN.m）

板底纵向支撑梁剪力图（kN）

板底纵向支撑梁变形图（mm）

最大弯矩：

M=0.433kN.m

最大剪力：

V=2.163kN

最大变形（挠度）：

ω＝0.058mm

按以下公式进行板底纵向支撑抗弯强度验算：

其中，σ--板底纵向支撑承受的应力（N/mm2）；

M--板底纵向支撑计算最大弯距（N.mm）；

W--板底纵向支撑的截面抵抗矩:

b:

板底纵向支撑截面宽度，h:

板底纵向支撑截面厚度；

W=60.000×80.0002/6=64000.000mm3

[f]--板底纵向支撑截面的抗弯强度设计值（N/mm2）；[f]=11.000N/mm2

[ω]--最大容许挠度（mm）[ω]=1000.000/250=4.000mm；

板底横向支撑截面的最大应力计算值：

σ=M/W=0.433×106/64000.000=6.760N/mm2

木方的最大应力计算值6.760N/mm2小于木方抗弯强度设计值11.000N/mm2，满足要求！

板底纵向支撑的最大挠度计算值:

ω=0.058mm小于板底横向支撑的最大允许挠度[ω]=4.000mm，满足要求！

3.抗剪强度验算

截面抗剪强度必须满足:

板底纵向支撑受剪应力计算值T=3×2.163×103/（2×60.000×80.000）=0.676N/mm2；

板底纵向支撑抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2；

板底纵向支撑的受剪应力计算值0.676N/mm2小于木方抗剪强度设计值1.400N/mm2，满足要求！

四、门架荷载计算

1.静荷载计算

静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架自重产生的轴向力（kN/m）

门架的每跨距内，每步架高内的构配件及其重量分别为：

MF12191榀0.224kN

交叉支撑2副2×0.040=0.080kN

连接棒2个2×0.165=0.330kN

锁臂2副2×0.184=0.368kN

合计1.002kN

经计算得到，每米高脚手架自重合计NGk1=0.514kN/m。

（2）加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力NGK2（kN/m）

剪刀撑采用Φ48×3.5mm钢管，按照5步4跨设置

剪刀撑与水平面夹角：

α=arctg（（4×1.95）/（5×1.00））=57.34

每米脚手架高中剪刀撑自重：

2×37.632×10-3×（5×1.000）/cosα/（4×1.950）=0.089kN/m；

水平加固杆采用Φ48×3.5mm钢管，按照5步4跨设置，每米脚手架高中水平加固杆自重：

37.632×10-3×（5×1.000）/（4×1.950）=0.024kN/m；

每跨内的直角扣件4个，旋转扣件4个，每米高的扣件自重：

（4×0.0135+4×0.0145）/1.95=0.057kN/m；

每米高的附件重量为0.010kN/m；

经计算得到，每米高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计NGk2=0.124kN/m；

（3）板钢筋混凝土、模板及板底支撑等产生的轴向力NGK3（kN）

1）钢筋混凝土梁自重（kN）：

（25.000+25.000）×0.100×1.000×（1.000+1.219）=11.095kN；

2）模板的自重荷载（kN）：

0.350×1.000×（1.000+1.219）=0.777kN；

经计算得到，板钢筋混凝土、模板及板底支撑等产生的轴向力合计NGk3=11.872kN/m；

静荷载标准值总计为NG=（NGK1+NGK2）×H+NGk3=（0.514+0.124）×4.000+11.872=14.421kN；

2.活荷载计算

活荷载为施工荷载标准值（kN）：

经计算得到，活荷载标准值

NQ=1.000×1.000×（1.000+1.219）=2.219kN；

五、立杆的稳定性计算:

作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式（不组合风荷载）

其中NG--每米高脚手架的静荷载标准值，NG=14.421kN；

　　NQ--脚手架的活荷载标准值，NQ=2.219kN；

　　H--脚手架的搭设高度，H=4.000m。

经计算得到，N=20.412kN。

门式钢管脚手架的稳定性按照下列公式计算

其中N--作用于一榀门架的轴向力设计值，N=20.412kN；

　　Nd--一榀门架的稳定承载力设计值（kN）；

一榀门架的稳定承载力设计值以下公式计算

其中Φ--门架立杆的稳定系数,由长细比kho/i查表得到，Φ=0.336；

　　k--调整系数，k=1.170；

　　i--门架立杆的换算截面回转半径，i=1.58cm；

　　h0--门架的高度，h0=1.93m；

　　I0--门架立杆的截面惯性矩，I0=12.19cm4；

　　A1--门架立杆的截面面积，A1=4.89cm2；

　　h1--门架加强杆的高度，h1=0.10m；

　　I1--门架加强杆的截面惯性矩，I1=12.19cm4；

　　f--门架钢材的强度设计值，f=205.00N/mm2。

　　A--一榀门架立杆的截面面积，A=9.78cm2；

　　A=2×A1=2×4.89=9.78cm2；

　　I--门架立杆的换算截面惯性矩，I=12.98cm4；

　　I=I0+h1/h0×I1=12.190+12.190/100.000×1536.000=12.984cm4

经计算得到，Nd=67.365kN。

立杆的稳定性计算N

六、楼板强度的计算:

1.楼板强度计算说明

验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板的跨度取4.5M,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。

宽度范围内配置Ⅱ级钢筋,配置面积As=1440mm2,fy=300N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=4000mm×100mm,截面有效高度ho=80mm。

按照楼板每5天浇筑一层，所以需要验算5天、10天、15天...的

承载能力是否满足荷载要求，其计算简图如下：

2.验算楼板混凝土5天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边4.5m,短边为4.0m；

楼板计算跨度范围内设3×5排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。

第2层楼板所需承受的荷载为

q=2×1.2×[0.350+（25.000+25.000）×0.020]+

1×1.2×[（0.514+0.124）×4.000×3×5/4.500/4.000）]+

1.4×1.000=7.190kN/m2；

单元板带所承受均布荷载q=4.500×7.189=32.353kN/m；

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0596×32.350×4.0002=30.852kN.m；

因平均气温为15℃，查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线

得到5天龄期混凝土强度达到48.30%,C25混凝土强度在5天龄期近似等效为C12.070。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=5.794N/mm2；

则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=As×fy/（b×ho×fcm）=1440.000×300.000/（4000.000×80.000×5.794）=0.233

查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为

αs=0.206

此时楼板所能承受的最大弯矩为:

M1=αs×b×ho2×fcm=0.206×4000.000×80.0002×5.794×10-6=30.534kN.m；

结论：

由于∑Mi=M1+M2=30.534<=Mmax=30.851

所以第5天楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。

第2层以下的模板支撑必须保留。

3.验算楼板混凝土10天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边4.5m,短边为4.0m；

楼板计算跨度范围内设3×5排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。

第3层楼板所需承受的荷载为

q=3×1.2×[0.350+（25.000+25.000）×0.020]+

2×1.2×[（0.514+0.124）×4.000×3×5/4.500/4.000）]+

1.4×1.000=11.360kN/m2；

单元板带所承受均布荷载q=4.500×11.359=51.115kN/m；

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0596×51.120×4.0002=48.744kN.m；

因平均气温为15℃，查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线

得到10天龄期混凝土强度达到69.10%,C25混凝土强度在10天龄期近似等效为C17.280。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=8.294N/mm2；

则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=As×fy/（b×ho×fcm）=1440.000×300.000/（4000.000×80.000×8.294）=0.163

查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为

αs=0.150

此时楼板所能承受的最大弯矩为:

M2=αs×b×ho2×fcm=0.150×4000.000×80.0002×8.294×10-6=31.789kN.m；

结论：

由于∑Mi=M1+M2=62.322>Mmax=48.744

所以第10天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。

模板支持可以拆除。