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1、樣板間2-3軸梁模板(扣件鋼管架)計算書因本工程梁支架高度大于4米，根據有關文獻建議，如果僅按規范計算，架體安全性仍不能得到完全保證。為此計算中還參考了施工技術2002（3）：扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全中的部分內容。梁段:L1。一、參數信息1.模板支撐及構造參數梁截面寬度 B(m)：0.45；梁截面高度 D(m)：1.40；混凝土板厚度(mm)：120.00；立桿沿梁跨度方向間距La(m)：0.50；立桿上端伸出至模板支撐點長度a(m)：0.10；立桿步距h(m)：1.50；板底承重立桿橫向間距或排距Lb(m)：0.30；梁支撐架搭設高度H(m)：5.50；梁兩側立桿間距(m)：1.2、30；承重架支撐形式：梁底支撐小楞垂直梁截面方向；梁底增加承重立桿根數：2；采用的鋼管類型為48?.5；立桿承重連接方式：單扣件，考慮扣件質量及保養情況，取扣件抗滑承載力折減系數：1.00；2.荷載參數新澆混凝土重力密度(kN/m3)：24.00；模板自重(kN/m2)：0.30；鋼筋自重(kN/m3):1.50；施工均布荷載標準值(kN/m2)：2.0；新澆混凝土側壓力標準值(kN/m2)：17.8；振搗混凝土對梁底模板荷載(kN/m2)：2.0；振搗混凝土對梁側模板荷載(kN/m2)：4.0；3.材料參數木材品種：柏木；木材彈性模量E(N/mm2)：9000.0；木材抗壓強度設計值fc(N3、/mm)：16.0；木材抗彎強度設計值fm(N/mm2)：17.0；木材抗剪強度設計值fv(N/mm2)：1.7；面板材質：膠合面板；面板厚度(mm)：20.00；面板彈性模量E(N/mm2)：6000.0；面板抗彎強度設計值fm(N/mm2)：13.0；4.梁底模板參數梁底方木截面寬度b(mm)：50.0；梁底方木截面高度h(mm)：100.0；梁底縱向支撐根數：3；5.梁側模板參數主楞間距(mm)：500；次楞根數：4；主楞豎向支撐點數量：5；固定支撐水平間距(mm)：500；豎向支撐點到梁底距離依次是：0mm，300mm，600mm，900mm，1200mm；主楞材料：圓鋼管；直徑(mm4、)：100.00；壁厚(mm)：5.00；主楞合并根數：2；次楞材料：木方；寬度(mm)：50.00；高度(mm)：100.00；二、梁側模板荷載計算按施工手冊，新澆混凝土作用于模板的最大側壓力，按下列公式計算，并取其中的較小值: F=0.22t12V1/2 F=H其中 - 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3； t - 新澆混凝土的初凝時間，取2.000h； T - 混凝土的入模溫度，取20.000； V - 混凝土的澆筑速度，取1.500m/h； H - 混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面總高度，取1.400m； 1- 外加劑影響修正系數，取1.200； 2- 混凝土坍落度影響修5、正系數，取1.150。分別計算得 17.848 kN/m2、33.600 kN/m2，取較小值17.848 kN/m2作為本工程計算荷載。三、梁側模板面板的計算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和振搗混凝土時產生的荷載；撓度驗算只考慮新澆混凝土側壓力。次楞的根數為4根。面板按照均布荷載作用下的三跨連續梁計算。 面板計算簡圖(單位：mm)1.強度計算材料抗彎強度驗算公式如下： M/W f其中，W - 面板的凈截面抵抗矩，W = 50?/6=33.33cm3； M - 面板的最大彎矩(N穖m)； - 面板的彎曲應力計算值(N/mm2) f - 面板的抗彎強度設6、計值(N/mm2)；按照均布活荷載最不利布置下的三跨連續梁計算：M = 0.1q1l2+0.117q2l2其中 ，q - 作用在模板上的側壓力，包括：新澆混凝土側壓力設計值: q1= 1.2?.5?7.85=10.709kN/m；振搗混凝土荷載設計值: q2= 1.4?.5?=2.8kN/m；計算跨度: l = (1400-120)/(4-1)= 426.67mm；面板的最大彎矩 M= 0.1?0.709譡(1400-120)/(4-1)2 + 0.117?.8譡(1400-120)/(4-1)2= 2.55?05N穖m；面板的最大支座反力為: N=1.1q1l+1.2q2l=1.1?0.707、9譡(1400-120)/(4-1)/1000+1.2?.800譡(1400-120)/(4-1)/1000=6.460 kN；經計算得到，面板的受彎應力計算值: = 2.55?05 / 3.33?04=7.6N/mm2；面板的抗彎強度設計值: f = 13N/mm2；面板的受彎應力計算值 =7.6N/mm2 小于 面板的抗彎強度設計值 f=13N/mm2，滿足要求！ 2.撓度驗算 =0.677ql4/(100EI)=l/250 q-作用在模板上的新澆筑混凝土側壓力線荷載設計值: q = q1= 10.709N/mm； l-計算跨度: l = (1400-120)/(4-1)=426.67mm8、； E-面板材質的彈性模量: E = 6000N/mm2； I-面板的截面慣性矩: I = 50?/12=33.33cm4；面板的最大撓度計算值: = 0.677?0.709譡(1400-120)/(4-1)4/(100?000?.33?05) = 1.201 mm；面板的最大容許撓度值: = l/250 =(1400-120)/(4-1)/250 = 1.707mm；面板的最大撓度計算值 =1.201mm 小于 面板的最大容許撓度值 =1.707mm，滿足要求！四、梁側模板支撐的計算1.次楞計算次楞直接承受模板傳遞的荷載，按照均布荷載作用下的三跨連續梁計算。次楞均布荷載按照面板最大支座力除以9、面板計算寬度得到：q = 6.460/0.500= 12.919kN/m本工程中，次楞采用木方，寬度50mm，高度100mm，截面慣性矩I，截面抵抗矩W和彈性模量E分別為:W = 1?0?0/6 = 83.33cm3；I = 1?0?0?0/12 = 416.67cm4；E = 9000.00 N/mm2； 計算簡圖 剪力圖(kN) 彎矩圖(kN穖) 變形圖(mm)經過計算得到最大彎矩 M = 0.323 kN穖，最大支座反力 R= 7.105 kN，最大變形 = 0.148 mm（1）次楞強度驗算強度驗算計算公式如下: = M/Wf經計算得到，次楞的最大受彎應力計算值 = 3.23?05/810、.33?04 = 3.9 N/mm2；次楞的抗彎強度設計值: f = 17N/mm2；次楞最大受彎應力計算值 = 3.9 N/mm2 小于 次楞的抗彎強度設計值 f=17N/mm2，滿足要求！（2）次楞的撓度驗算次楞的最大容許撓度值: = 500/400=1.25mm；次楞的最大撓度計算值 =0.148mm 小于 次楞的最大容許撓度值 =1.25mm，滿足要求！2.主楞計算主楞承受次楞傳遞的集中力，取次楞的最大支座力7.105kN,按照集中荷載作用下的多跨連續梁計算。本工程中，主楞采用圓鋼管，直徑100mm，壁厚5mm，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W = 2?3.762=67.52cm311、；I = 2?68.812=337.62cm4；E = 206000.00 N/mm2； 主楞計算簡圖 主楞彎矩圖(kN穖) 主楞變形圖(mm)經過計算得到最大彎矩 M= 0.338 kN穖，最大支座反力 R= 5.133 kN，最大變形 = 0.004 mm（1）主楞抗彎強度驗算 = M/Wf經計算得到，主楞的受彎應力計算值: = 3.38?05/6.75?04 = 5 N/mm2；主楞的抗彎強度設計值: f = 205N/mm2；主楞的受彎應力計算值 =5N/mm2 小于 主楞的抗彎強度設計值 f=205N/mm2，滿足要求！（2）主楞的撓度驗算根據連續梁計算得到主楞的最大撓度為 0.0012、4 mm主楞的最大容許撓度值: = 300/400=0.75mm；主楞的最大撓度計算值 =0.004mm 小于 主楞的最大容許撓度值 =0.75mm，滿足要求！五、梁底模板計算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和撓度。計算的原則是按照模板底支撐的間距和模板面的大小,按支撐在底撐上的兩跨連續梁計算。強度驗算要考慮模板結構自重荷載、新澆混凝土自重荷載、鋼筋自重荷載和振搗混凝土時產生的荷載；撓度驗算只考慮模板結構自重、新澆混凝土自重、鋼筋自重荷載。本算例中，面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 500?0?0/6 = 3.33?04mm3； I = 500?0?0?0/12 = 3.3313、?05mm4； 1.抗彎強度驗算按以下公式進行面板抗彎強度驗算： = M/Wf鋼筋混凝土梁和模板自重設計值(kN/m)：q1=1.2譡(24.00+1.50)?.40+0.30?.50=21.600kN/m；施工荷載與振搗混凝土時產生的荷載設計值(kN/m)：q2=1.4?2.00+2.00)?.50=2.800kN/m；q=21.600+2.800=24.400kN/m；最大彎矩及支座反力計算公式如下:Mmax=0.125ql2= 0.125?4.4?252=1.54?05N穖m；RA=RC=0.375q1l+0.437q2l=0.375?1.6?.225+0.437?.8?.225=2.014、98kNRB=1.25ql=1.25?4.4?.225=6.862kN =Mmax/W=1.54?05/3.33?04=4.6N/mm2；梁底模面板計算應力 =4.6 N/mm2 小于 梁底模面板的抗彎強度設計值 f=13N/mm2，滿足要求！2.撓度驗算根據建筑施工計算手冊剛度驗算采用標準荷載，同時不考慮振動荷載作用。最大撓度計算公式如下：= 0.521ql4/(100EI)=l/250其中，q-作用在模板上的壓力線荷載:q =q1/1.2=18.000kN/m； l-計算跨度(梁底支撐間距): l =225.00mm； E-面板的彈性模量: E = 6000.0N/mm2；面板的最大允許撓15、度值: =225.00/250 = 0.900mm；面板的最大撓度計算值: = 0.521?1.6?254/(100?000?.33?05)=0.144mm；面板的最大撓度計算值: =0.144mm 小于 面板的最大允許撓度值: =0.9mm，滿足要求！六、梁底支撐的計算本工程梁底支撐采用方木。強度及抗剪驗算要考慮模板結構自重荷載、新澆混凝土自重荷載、鋼筋自重荷載和振搗混凝土時產生的荷載；撓度驗算只考慮模板結構自重、新澆混凝土自重、鋼筋自重荷載。1.荷載的計算梁底支撐小楞的均布荷載按照面板最大支座力除以面板計算寬度得到：q=6.862/0.5=13.725kN/m2.方木的支撐力驗算 方木計算16、簡圖方木按照三跨連續梁計算。本算例中，方木的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=5?0?0/6 = 83.33 cm3；I=5?0?0?0/12 = 416.67 cm4；方木強度驗算計算公式如下:最大彎矩 M =0.1ql2= 0.1?3.725?.52 = 0.343 kN穖；最大應力 = M / W = 0.343?06/83333.3 = 4.1 N/mm2；抗彎強度設計值 f =13 N/mm2；方木的最大應力計算值 4.1 N/mm2 小于 方木抗彎強度設計值 13 N/mm2,滿足要求!方木抗剪驗算截面抗剪強度必須滿足: = 3V/(2bh0)其中最大剪力: V =0.6?3.17、725?.5 = 4.118 kN；方木受剪應力計算值 = 3?.118?000/(2?0?00) = 1.235 N/mm2；方木抗剪強度設計值 = 1.7 N/mm2；方木的受剪應力計算值 1.235 N/mm2 小于 方木抗剪強度設計值 1.7 N/mm2,滿足要求!方木撓度驗算計算公式如下: = 0.677ql4/(100EI)=l/250方木最大撓度計算值 = 0.677?3.725?004 /(100?000?16.667?04)=0.155mm；方木的最大允許撓度 =0.500?000/250=2.000 mm；方木的最大撓度計算值 = 0.155 mm 小于 方木的最大允許撓度18、 =2 mm，滿足要求！3.支撐小橫桿的強度驗算梁底模板邊支撐傳遞的集中力：P1=RA=2.098kN梁底模板中間支撐傳遞的集中力：P2=RB=6.863kN梁兩側部分樓板混凝土荷載及梁側模板自重傳遞的集中力：P3=(1.300-0.450)/4?.500?1.2?.120?4.000+1.4?.000)+1.2?.500?1.400-0.120)?.300=1.126kN 簡圖(kN穖) 剪力圖(kN) 彎矩圖(kN穖) 變形圖(mm)經過連續梁的計算得到：支座力:N1=N4=0.389 kN；N2=N3=6.265 kN；最大彎矩 Mmax=0.26 kN穖；最大撓度計算值 Vmax=0.19、149 mm；最大應力 =0.26?06/5080=51.1 N/mm2；支撐抗彎設計強度 f=205 N/mm2；支撐小橫桿的最大應力計算值 51.1 N/mm2 小于 支撐小橫桿的抗彎設計強度 205 N/mm2,滿足要求!七、梁跨度方向鋼管的計算 梁底支撐縱向鋼管只起構造作用，無需要計算八、扣件抗滑移的計算按規范表5.1.7,直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN，該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為1.00kN。縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規范5.2.5): R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承載力設計值,取8.00 kN； R - 縱向或橫向水平桿傳給立20、桿的豎向作用力設計值；計算中R取最大支座反力，根據前面計算結果得到 R=6.265 kN；R 8.00 kN , 單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 九、立桿的穩定性計算立桿的穩定性計算公式 = N/(A)f1.梁兩側立桿穩定性驗算其中 N - 立桿的軸心壓力設計值，它包括：橫向支撐鋼管的最大支座反力： N1 =0.389 kN ；腳手架鋼管的自重： N2 = 1.2?.132?.5=0.874 kN；樓板混凝土、模板及鋼筋的自重：N3=1.2譡(0.30/2+(1.30-0.45)/4)?.50?.30+(0.30/2+(1.30-0.45)/4)?.50?.120?1.50+24.00)21、=0.731 kN；施工荷載與振搗混凝土時產生的荷載設計值：N4=1.4?2.000+2.000)譡0.300/2+(1.300-0.450)/4?.500=1.015 kN；N =N1+N2+N3+N4=0.389+0.874+0.731+1.015=3.01 kN； - 軸心受壓立桿的穩定系數，由長細比 lo/i 查表得到； i - 計算立桿的截面回轉半徑 (cm)：i = 1.58； A - 立桿凈截面面積 (cm2)： A = 4.89； W - 立桿凈截面抵抗矩(cm3)：W = 5.08； - 鋼管立桿軸心受壓應力計算值 ( N/mm2)； f - 鋼管立桿抗壓強度設計值：f =222、05 N/mm2； lo - 計算長度 (m)； 根據扣件式規范，立桿計算長度lo有兩個計算公式lo=kh和lo=h+2a， 為安全計，取二者間的大值，即: lo = Max1.167?.7?.5,1.5+2?.1= 2.976 m； k - 計算長度附加系數，取值為：1.167 ； - 計算長度系數，參照扣件式規范表5.3.3，=1.7； a - 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a=0.1m; 得到計算結果: 立桿的計算長度 lo/i = 2975.85 / 15.8 = 188 ；由長細比 lo/i 的結果查表得到軸心受壓立桿的穩定系數= 0.203 ；鋼管立桿受壓應力計算值23、 ；=3009.745/(0.203?89) = 30.3 N/mm2；鋼管立桿穩定性計算 = 30.3 N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強度的設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！2.梁底受力最大的支撐立桿穩定性驗算其中 N - 立桿的軸心壓力設計值，它包括：橫向鋼管的最大支座反力：N1 =6.265 kN ；腳手架鋼管的自重： N2 = 1.2?.132?5.5-1.4)=0.874 kN；N =N1+N2 =6.265+0.652=6.916 kN ； - 軸心受壓立桿的穩定系數，由長細比 lo/i 查表得到； i - 計算立桿的截面回轉半徑 (cm)：i = 1.58； A - 24、立桿凈截面面積 (cm2)： A = 4.89； W - 立桿凈截面抵抗矩(cm3)：W = 5.08； - 鋼管立桿軸心受壓應力計算值 ( N/mm2)； f - 鋼管立桿抗壓強度設計值：f =205 N/mm2； lo - 計算長度 (m)； 根據扣件式規范，立桿計算長度lo有兩個計算公式lo=kh和lo=h+2a， 為安全計，取二者間的大值，即: lo = Max1.167?.7?.5,1.5+2?.1= 2.976 m； k - 計算長度附加系數，取值為：1.167 ； - 計算長度系數，參照扣件式規范表5.3.3，=1.7； a - 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度；a=25、0.1m; 得到計算結果: 立桿的計算長度 lo/i = 2975.85 / 15.8 = 188 ；由長細比 lo/i 的結果查表得到軸心受壓立桿的穩定系數= 0.203 ；鋼管立桿受壓應力計算值 ；=6916.455/(0.203?89) = 69.7 N/mm2；鋼管立桿穩定性計算 = 69.7 N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強度的設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！ 考慮到高支撐架的安全因素，建議按下式計算 lo= k1k2(h+2a) = 1.167?.005?1.5+0.1?) = 1.994 m； k1 - 計算長度附加系數按照表1取值1.167; k2 - 計算長度附26、加系數，h+2a =1.7按照表2取值1.005 ；lo/i = 1993.82 / 15.8 = 126 ；由長細比 lo/i 的結果查表得到軸心受壓立桿的穩定系數= 0.417 ；鋼管立桿的最大應力計算值 ；= 6916.455/(0.417?89) = 33.9 N/mm2；鋼管立桿穩定性計算 = 33.9 N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強度的設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！模板承重架應盡量利用剪力墻或柱作為連接連墻件，否則存在安全隱患。 以上表參照 杜榮軍：扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全十、梁模板高支撐架的構造和施工要求工程經驗除了要遵守扣件架規范的相關要求外，還要27、考慮以下內容1.模板支架的構造要求a.梁板模板高支撐架可以根據設計荷載采用單立桿或雙立桿；b.立桿之間必須按步距滿設雙向水平桿，確保兩方向足夠的設計剛度；c.梁和樓板荷載相差較大時，可以采用不同的立桿間距，但只宜在一個方向變距、而另一個方向不變。2.立桿步距的設計a.當架體構造荷載在立桿不同高度軸力變化不大時，可以采用等步距設置；b.當中部有加強層或支架很高，軸力沿高度分布變化較大，可采用下小上大的變步距設置，但變化不要過多；c.高支撐架步距以0.9-1.5m為宜，不宜超過1.5m。3.整體性構造層的設計a.當支撐架高度20m或橫向高寬比6時，需要設置整體性單或雙水平加強層；b.單水平加強層可28、以每4-6米沿水平結構層設置水平斜桿或剪刀撐，且須與立桿連接，設置 斜桿層數要大于水平框格總數的1/3；c.雙水平加強層在支撐架的頂部和中部每隔10-15m設置，四周和中部每10-15m設豎向斜桿，使其具有較大剛度和變形約束的空間結構層；d.在任何情況下，高支撐架的頂部和底部（掃地桿的設置層）必須設水平加強層。4.剪刀撐的設計a.沿支架四周外立面應滿足立面滿設剪刀撐；b.中部可根據需要并依構架框格的大小，每隔10-15m設置。5.頂部支撐點的設計a.最好在立桿頂部設置支托板，其距離支架頂層橫桿的高度不宜大于400mm；b.頂部支撐點位于頂層橫桿時，應靠近立桿，且不宜大于200mm；c.支撐橫桿29、與立桿的連接扣件應進行抗滑驗算，當設計荷載N12kN時，可用雙扣件；大于12kN時應用頂托方式。6.支撐架搭設的要求a.嚴格按照設計尺寸搭設，立桿和水平桿的接頭均應錯開在不同的框格層中設置；b.確保立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差小于扣件架規范的要求；c.確保每個扣件和鋼管的質量是滿足要求的，每個扣件的擰緊力矩都要控制在45-60N.m，鋼管不能選用已經長期使用發生變形的；d.地基支座的設計要滿足承載力的要求。7.施工使用的要求a.精心設計混凝土澆筑方案，確保模板支架施工過程中均衡受載，最好采用由中部向兩邊擴展的澆筑方式；b.嚴格控制實際施工荷載不超過設計荷載，對出現的超過最大荷載要有相應的控制措施，鋼筋等材料不能在支架上方堆放；c.澆筑過程中，派人檢查支架和支承情況，發現下沉、松動和變形情況及時解決。