现浇模板支架设计计算

1现浇模板支架设计计算顶板模板设计楼板现浇厚度为10cm-18cm，模板支架搭设高度为5.4m，4m，2.8m，搭设尺寸为：立杆的纵距b=1.00米，立杆的横距l=1.00米，横杆的步距h=1.80米。模板面板采用胶合面板，厚度为15mm，板底木楞截面宽度:50mm;高度：100mm;间距：300mm;采用的钢管类型为48×3.5，采用扣件连接方式。立杆上端伸出至模板支撑点长度：0.30米。图1楼板支撑架立面简图图2楼板支撑架荷载计算单元2一、模板面板计算依据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008,5.2面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板按照三跨连续梁计算。使用模板类型为：胶合板。(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.100×0.180×1.000=4.518kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12=0.750×1.000=0.750kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：q13=2.500×1.000=2.500kN/m均布线荷载标准值为：q=25.100×0.180×1.000+0.750×1.000=5.268kN/m均布线荷载设计值为：按可变荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.2×(4.518+0.750)+1.4×2.500]=8.839kN/m按永久荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.35×(4.518+0.750)+1.4×0.7×2.500]=8.606kN/m根据以上两者比较应取q1=8.839kN/m作为设计依据。集中荷载设计值：模板自重线荷载设计值q2=0.9×1.2×0.750×1.000=0.810kN/m跨中集中荷载设计值P=0.9×1.4×2.500=3.150kN面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:3本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:W=100.00×1.80×1.80/6=54.00cm3；I=100.00×1.80×1.80×1.80/12=48.60cm4；(1)抗弯强度计算施工荷载为均布线荷载：M1=0.1q1l2=0.1×8.839×0.3002=0.080kN.m施工荷载为集中荷载：M2=0.1q2l2+0.175Pl=0.1×0.810×0.3002+0.175×3.150×0.300=0.173kN.mM2M1，故应采用M2验算抗弯强度。σ=M/W[f]其中σ——面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；M——面板的最大弯距(N.mm)；W——面板的净截面抵抗矩；[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；经计算得到面板抗弯强度计算值σ=0.173×1000×1000/54000=3.197N/mm2面板的抗弯强度验算σ[f],满足要求!(2)挠度计算验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值，故采用均布线荷载标准值为设计值。v=0.677ql4/100EI[v]=l/250面板最大挠度计算值v=0.677×5.268×3004/(100×8000×486000)=0.074mm4面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!二、支撑方木的计算方木按照均布荷载下三跨连续梁计算。1.荷载的计算(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.100×0.180×0.300=1.355kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12=0.750×0.300=0.225kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：q13=2.500×0.300=0.750kN/m均布线荷载标准值为：q=25.100×0.180×0.300+0.750×0.300=1.580kN/m均布线荷载设计值为：按可变荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.2×(1.355+0.225)+1.4×0.750]=2.652kN/m按永久荷载效应控制的组合方式：q1=0.9×[1.35×(1.355+0.225)+1.4×0.7×0.750]=2.582kN/m根据以上两者比较应取q1=2.652kN/m作为设计依据。集中荷载设计值：模板自重线荷载设计值q2=0.9×1.2×0.750×0.300=0.243kN/m跨中集中荷载设计值P=0.9×1.4×2.500=3.150kN2.方木的计算按照三跨连续梁计算，计算过程如下:5方木的截面力学参数为本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:W=8.00×10.00×10.00/6=133.33cm3；I=8.00×10.00×10.00×10.00/12=666.67cm4；(1)抗弯强度计算施工荷载为均布线荷载：M1=0.1q1l2=0.1×2.652×1.0002=0.265kN.m施工荷载为集中荷载：M2=0.1q2l2+0.175Pl=0.1×0.243×1.0002+0.175×3.150×1.000=0.576kN.mM2M1，故应采用M2验算抗弯强度。σ=M/W[f]其中σ——方木的抗弯强度计算值(N/mm2)；M——方木的最大弯距(N.mm)；W——方木的净截面抵抗矩；[f]——方木的抗弯强度设计值，取16.50N/mm2；经计算得到方木抗弯强度计算值σ=0.576×1000×1000/133333=4.317N/mm2方木的抗弯强度验算σ[f],满足要求!(2)挠度计算验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值，故采用均布线荷载标准值为设计值。v=0.677ql4/100EI[v]=l/250方木最大挠度计算值v=0.677×1.580×10004/(100×9000×66666667)=0.178mm方木的最大挠度小于1000.0/250,满足要求!(3)最大支座力最大支座力N=1.1ql=1.1×2.652×1.000=2.652kN三、横向支撑钢管计算横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。集中荷载P取木方支撑传递力。支撑钢管计算简图支撑钢管剪力图(kN)7支撑钢管弯矩图(kN.m)经过连续梁的计算得到最大弯矩Mmax=0.893kN.m最大变形vmax=2.002mm最大支座力Qmax=9.644kN抗弯计算强度f=0.893×106/5080.0=175.71N/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1000.0/150与10mm,满足要求!四、扣件抗滑移的计算按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00该工程实际的旋转双扣件承载力取值为Rc=16×1.00=16.00kN。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(规范5.2.5):R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取16.0×1.00=16.00KN；R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；8计算中R取最大支座反力，R=9.64kN双扣件抗滑承载力的设计计算值R=9.64KNRc=16.00KN,满足要求!五、模板支架荷载标准值(立杆轴力)作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架钢管的自重(kN)：NG1=0.1588×6.000=0.953kN钢管的自重计算参照《扣件式规范》（JGJ130-2011）附录A.0.3满堂支撑架自重标准值。(2)模板的自重(kN)：NG2=0.750×1.000×1.000=0.750kN(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=25.100×0.180×1.000×1.000=4.518kN经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=6.221kN。2.活荷载为施工荷载标准值。计算支架立柱及其他支撑结构时,均布荷载取1.00kN/m2经计算得到，活荷载标准值NQ=1.000×1.000×1.000=1.000kN3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值设计值组合一N=0.9×(1.2×NG+1.4×NQ)=7.979kN设计值组合二N=0.9×(1.35×NG+1.4×0.7×NQ)=8.440kN根据上述结果比较,应采用8.440kN为设计验算依据。9六、立杆的稳定性计算该架体顶部荷载通过水平杆传递给立杆，顶部立杆呈偏心受压状态，故为满堂脚手架形式，采用满堂脚手架计算方法计算。1、不考虑风荷载时,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其中N——不考虑风荷载时,立杆的轴心压力设计值，N=8.44kN；——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=l0/i查表得到；i——计算立杆的截面回转半径(cm)；i=1.58A——立杆净截面面积(cm2)；A=4.89——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2)；[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；l0——计算长度(m)；（1）.参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)，计算公式如下：l0=kμh其中，k——计算长度附加系数，应按表5.3.4采用；k=1.155；μ——考虑满堂脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，按附录C采用；μ=2.377计算结果：λ=μh/i=2.377×1.500×100/1.580=226[λ]=250,满足要求!10立杆计算长度l0=kμh=1.155×2.377×1.50=4.12l0/i=4118.152/15.800=261由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数=0.108钢管立杆受压应力计算值=160.19N/mm2，立杆的稳定性计算[f1]=205.00N/mm2,满足要求!剪力墙模板计算：计算断面宽度200mm，高度6000mm，两侧楼板高度180mm。模板面板采用普通胶合板。内龙骨间距250mm，内龙骨采用100×50，外龙骨采用双钢管48×3.5。对拉螺栓布置10道，在断面内水平间距150+600+600+600+600+600+600+600+600+600mm，断面跨度方向间距600mm，直径14mm。11图1墙模板侧面示意图12图2墙模板立面示意图二、墙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5.000h；T——混凝土的入模温度，取20.000℃；V——混凝土的浇筑速度，取2.500m/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3.000m；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=35.480kN/m2，13实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=25.000kN/m2，顶部新浇混凝土侧压力标准值取7.200kN/m2。倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6.000kN/m2。三、墙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。模板面板的按照三跨连续梁计算。面板的计算宽度取5.82m。荷载计算值q=1.2×25.000×5.820+1.4×6.000×5.820=223.488kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:W=582.00×1.50×1.50/6=218.25cm3；I=582.00×1.50×1.50×1.50/12=163.69cm4；计算简图14剪力图(kN)弯矩图(kN.m)经过计算得到从左到右各支座力分别为N1=19.369kNN2=53.265kNN3=53.265kNN4=19.369kN最大弯矩M=1.049kN.m最大剪力Q=29.053kN最大变形V=0.3mm(1)抗弯强度计算经计算得到面板抗弯强度计算值f=1.049×1000×1000/218250