板模板验算书.doc

模板工程施工方案

碗扣式钢管模板支架工程方案计算书

工 程 名 称： 白银老城区应急避难项目健身广场金鱼
公园改造工程-地下车库及公共卫生间
编 制 日 期： 2015年5月25日

建精品工程 筑百年基业

目 录
一、 编制依据 - 2 -
二、 工程参数 - 2 -
三、 模板面板验算 - 3 -
四、 次楞验算 - 4 -
五、 主楞验算 - 6 -
六、 风荷载计算 - 7 -
七、 立杆稳定性验算 - 8 -
八、 立杆底地基承载力验算 - 11 -
九、 架体抗倾覆验算 - 11 -

一、 编制依据
1、工程施工图纸及现场概况
2、《建筑施工安全技术统一规范》GB50870-2013
3、《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011
4、《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013
5、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008
6、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
7、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
8、《钢结构设计规范》GB50017-2003
9、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
10、《木结构设计规范》GB50005-2003
11、《混凝土模板用胶合板》GB/T17656-2008
12、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号
13、《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》建质[2009]254 号
二、 工程参数
楼板模板支架参数
建筑施工危险等级
Ⅲ级
危险等级系数：支撑结构
1
水平杆件
1
砼楼板厚度
0.25m
支架高度
3.95m
立杆纵距
0.9m
立杆横距
0.9m
水平杆最大步距
1.2m
顶步步距
0.9m
立杆顶伸出长度a
0.65m
扫地杆高度
0.3m
钢管类型
φ48×3.0mm
面板
木胶合板 厚度：15mm
次楞
6.3 号槽钢，间距0.15m
主楞
双钢管
剪刀撑
依据JGJ300-2013规范要求,采用有剪刀撑框架式支撑结构,剪刀撑宽度：纵距方向3跨，横距方向2跨
支撑结构与既有结构连接情况
支撑结构与既有结构通过连墙件可靠连接
荷载参数
永久荷载
新浇砼自重
24kN/m3
钢筋自重
1.1kN/m3
面板次楞自重
0.3kN/m2
支架自重
0.121kN/m
可变荷载
施工人员
及设备荷载
面板与次楞
主楞
立杆
2.5kN/m2
2.5kN
2.5kN/m2
2.5kN/m2
泵送砼或不均匀堆载等因素产生的附加水平荷载
竖向永久荷载标准值的2%
风荷载
甘肃兰州市，基本风压：0.3kN/m2

三、 模板面板验算
面板采用木胶合板，厚度为15mm ，取主楞间距0.9m的面板作为计算宽度。
面板的截面抵抗矩W= 900×15×15/6=33750mm3；
截面惯性矩I= 900×15×15×15/12=253125mm4；
（一）强度验算
1、 面板按三跨连续梁计算，其计算跨度取支承面板的次楞间距，L=0.15m。

2、荷载计算
取均布荷载或集中荷载两种作用效应考虑，计算结果取其大值。
均布线荷载设计值为：
q1=[1.2×(24×0.25+1.1×0.25+0.3)+1.4×2.5]×0.9=10.251kN/m
q1=[1.35×(24×0.25+1.1×0.25+0.3)+1.4×0.7×2.5]×0.9= 10.194kN/m
根据以上两者比较应取q1= 10.251kN/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=1.2×0.9×0.3=0.324 kN/m
跨中集中荷载设计值P=1.4×2.5= 3.500kN
3、强度验算
施工荷载为均布线荷载：
M1=0.1q1l2=0.1× 10.251×0.152=0.023kN·m
施工荷载为集中荷载：
M2=0.08q2l2+0.213Pl=0.08× 0.324×0.152 +0.213× 3.500×0.15=0.112kN·m
取Mmax=0.112KN·m验算强度。
面板抗弯强度设计值f=13N/mm2；
σ=
Mmax
=
0.112×106
=3.32N/mm2 < f=13N/mm2
W
33750
面板强度满足要求!
（二）挠度验算
挠度验算时，荷载效应组合取永久荷载+施工均布荷载，分项系数均取1.0。
q = 0.9×（24×0.25＋1.1×0.25＋0.3+2.5）=8.168kN/m；
面板最大容许挠度值: 150/400=0.4mm；
面板弹性模量: E = 9898N/mm2；
ν=
0.677ql4
=
0.677×8.168×1504
=0.01mm < 0.4mm
100EI
100×9898×253125
满足要求!
四、 次楞验算
次楞采用6.3 号槽钢，间距0.15m，截面抵抗矩 W=16123mm3；截面惯性矩 I=507860mm4；
（一）抗弯强度验算
1、 次楞按三跨连续梁计算，其计算跨度取主楞间距即立杆横距，L=0.9m。

2、荷载计算
取均布荷载或集中荷载两种作用效应考虑，计算结果取其大值。
均布线荷载设计值为：
q1=[1.2×(24×0.25+1.1×0.25+0.3)+1.4×2.5]×0.15=1.709kN/m
q1=[1.35×(24×0.25+1.1×0.25+0.3)+1.4×0.7×2.5]×0.15= 1.699kN/m
根据以上两者比较应取q1= 1.709kN/m作为设计依据。
集中荷载设计值：次楞间距小于0.15m时，集中荷载由两根次楞分担。
模板自重线荷载设计值q2=1.2×0.15×0.3=0.054kN/m
跨中集中荷载设计值P=1.4×1.25= 1.750kN
3、强度验算
施工荷载为均布线荷载：
M1= 0.1q1l2=0.1×1.709×0.92=0.138kN·m
施工荷载为集中荷载：
M2= 0.08q2l2+0.213Pl=0.08×0.054×0.92+0.213×1.750×0.9=0.339kN·m
取Mmax=0.339kN·m验算强度。
次楞抗弯强度设计值f=205N/mm2；
σ=
Mmax
=
0.339×106
=21.03N/mm2 < f=205N/mm2
W
16123
次楞抗弯强度满足要求!
（二）挠度验算
挠度验算时，荷载效应组合取永久荷载+施工均布荷载，分项系数均取1.0。
q = 0.15×（24×0.25＋1.1×0.25＋0.3+2.5）=1.361kN/m
次楞最大容许挠度值:900/250=3.6mm；
次楞弹性模量: E=206000N/mm2；
ν=
0.677ql4
=
0.677×1.361×900.04
=0.06mm < 3.6mm
100EI
100×206000×507860
满足要求!
五、 主楞验算
主楞采用双钢管，截面抵抗矩 W=9.46cm3；截面惯性矩 I=22.72cm4，弹性模量E=206000N/mm4
（一）抗弯强度验算
1、主楞按三跨连续梁计算，其计算跨度取立杆纵距，L=0.9m。
2、荷载计算
均布线荷载设计值为：
q1=[1.2×(24×0.25+1.1×0.25+0.3)+1.4×2.5]×0.9=10.251kN/m
q2=[1.35×(24×0.25+1.1×0.25+0.3)+1.4×0.7×2.5]×0.9= 10.194kN/m
根据以上两者比较应取q= 10.251kN/m作为设计依据。

3、强度验算
M= 0.1ql2=0.1×10.251×0.92=0.830kN·m
主楞抗弯强度设计值f=205N/mm2；
σ=
Mmax
=
0.830×106
=87.74N/mm2 < f=205N/mm2
W
9.46×103
楞梁抗弯强度满足要求!
（二）挠度验算
挠度验算时，荷载效应组合取永久荷载+施工均布荷载，分项系数均取1.0。
q = 0.9×（24×0.25＋1.1×0.25＋0.3+2.5）=8.168kN/m
主楞最大容许挠度值:900/250=3.6mm；
主楞弹性模量: E=206000N/mm2；
ν=
0.677Ql4
=
0.677×8.168×900.04
=0.78mm < 3.6mm
100EI
100×206000×22.72×104
满足要求!
六、 风荷载计算
1.风荷载标准值
风荷载标准值应按下式计算：ωk=µsµzω0
ω0---基本风压，按甘肃兰州市10年一遇风压值采用，ω0=0.3kN/m2。
µs---支撑结构风荷载体形系数µs，将支撑架视为桁架，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》表8.3.1第33项和37项的规定计算。支撑架的挡风系数j=1.2×An/(la×h)=1.2×0.118/(0.9×1.2)=0.131
式中An --一步一跨范围内的挡风面积，An=(la+h+0.325lah)d=0.118m2
la----立杆间距，0.9m，h-----步距，1.2m，d-----钢管外径，0.048m
系数1.2-----节点面积增大系数。系数0.325-----支撑架立面每平米内剪刀撑的平均长度。
单排架无遮拦体形系数：µst=1.2j=1.2×0.131=0.16
无遮拦多排模板支撑架的体形系数：
µs=µst
1-ηn
=0.16
1-0.93 2
=0.31
1-η
1-0.93
η----风荷载地形地貌修正系数。n----支撑架相连立杆排数。
支撑架顶部立杆段距地面计算高度H=3.95m，按地面粗糙度A类　近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区。风压高度变化系数µz=1.09。
支撑架顶部立杆段风荷载标准值ωk=µzµsω0=1.09×0.31×0.3=0.101kN/m2
2.风荷载引起的立杆轴力标准值NWK
支撑结构通过连墙件与既有结构可靠连接时，可不考虑风荷载作用于支撑结构引起的立杆轴力NWK和弯矩MTK。
3.风荷载引起的立杆弯矩设计值M
PWK—风荷载的线荷载标准值，PWK=ωkla=0.101×0.9=0.09kN/m
ωk—风荷载标准值, ωk=0.101kN/m2,la—立杆纵向间距，la=0.9m
风荷载引起的立杆弯矩标准值MWK=MLK
MLK=
PWKh2
=
0.09×1.22
=0.013kN·m
10
10
风荷载引起的立杆弯矩设计值M=γQMWK=1.4×0.013=0.018kN·m
七、 立杆稳定性验算
（一）立杆轴力设计值
对于承载能力极限状态，应按荷载的基本组合计算荷载组合的效应设计值。分别计算由可变荷载或永久荷载控制的效应设计值，按最不利的效应设计值确定。支撑结构通过连墙件与既有结构可靠连接时，不考虑风荷载作用于支撑结构引起的立杆轴力，立杆轴力设计值按下式计算取较大值：
1.2×[0.121×3.95+(24×0.25＋1.1×0.25＋0.3)×0.9×0.9]+1.4×2.5×0.9×0.9=9.799kN；
1.35×[0.121×3.95+(24×0.25＋1.1×0.25＋0.3)×0.9×0.9]+1.4×0.7×2.5×0.9×0.9｝=9.819kN；
立杆轴向力取上述较大值，N=9.819KN。
（二）立杆计算长度L0
有剪刀撑框架式支撑结构中的单元框架稳定性验算时，立杆计算长度L0=βHβaμh
μ—立杆计算长度系数，按《建筑施工临时支撑结构技术规范》附录表B-4水平杆不连续取值。
表中主要参数取值如下：
有剪刀撑框架式支撑结构的刚度比，
其中E--弹性模量，取206000（N/mm2）
I— 钢管的截面惯性矩，取107800（mm4）
h—立杆步距，取1200mm
k—节点转动刚度，取25kN·m/rad
ly—立杆的y向间距，取900mm
K=
206000×107800
+
900
=0.87
1200×25×106
6×1200
ax—单元框架x向跨距与步距h之比，ax =lx/h=0.9/1.2=0.75
nx—单元框架的x向跨数，nx =3
x向定义：立杆纵横向间距相同，x向为单元框架立杆跨数大的方向，取板底立杆纵距方向。
根据以上参数查表，立杆计算长度系数μ=1.85
βa—扫地杆高度与悬臂长度修正系数，按附录表B-6水平杆不连续取值，βa=1.11
其中a1—扫地杆高度与步距h之比，a1=0.3/1.2=0.25
a2—悬臂长度与步距h之比，a2=0.65/1.2=0.54
a—a1与a2中的较大值，a=0.54
βH—高度修正系数，架体高度3.95m,βH=1
立杆计算长度L0=βHβaμh =1×1.11×1.85×1.2=2.46m
（三）立杆稳定性验算
有剪刀撑框架式支撑结构，应按下式对单元框架进行立杆稳定性验算：
N
≤f
A
N--立杆轴力设计值，取9.819kN；
--轴心受压构件的稳定系数,根据长细比λ=Lo/i 查规范附录A取值；
λ—计算长细比，λ=Lo/i=2460/15.90=155，查表=0.291；
L0 —立杆计算长度，取2460mm，i—杆件截面回转半径,取15.90mm；
A—杆件截面积，取424mm2；f—钢材抗压强度设计值,取205N/mm2；
N
=
9.819×103
=79.581N/mm2 < f=205 N/mm2
A
0.291×424
立杆稳定性满足要求!
立杆局部稳定性验算
有剪刀撑框架式支撑结构，组合风荷载时，还应按下式进行立杆局部稳定性验算：

N--立杆轴力设计值，取9.819kN；
--轴心受压构件的稳定系数,根据长细比λ=Lo/i 查规范附录A取值；
λ—计算长细比，λ=Lo/i=250/1.59=157，查表=0.284
L0 —立杆计算长度，进行局部稳定性验算时，L0=（1+2a）h=(1+2×0.542)×1.2=2.50m
a—a1与a2中的较大值，a=0.542
其中a1—扫地杆高度与步距h之比，a1=0.3/1.2=0.250
a2—悬臂长度与步距h之比，a2=0.65/1.2=0.542
i—杆件截面回转半径,取1.59cm；
A— 杆件截面积，取424mm2；f—钢材抗压强度设计值,取205N/mm2；
M—风荷载引起的立杆弯矩设计值，M=0.018kN·m
W—杆件截面模量，W=4490mm3
N’E—立杆的欧拉临界力，
N’E=
π2EA
=
3.142 2×206000×424
=34.98kN
λ2
157 2
立杆稳定性验算如下：
9.819×103
+
0.018×106
0.284×424
4490×（1-1.1×0.284×
9.819
）
34.98
=81.542+4.394=85.936N/mm2 < f=205 N/mm2
立杆局部稳定性验算满足要求!
八、 立杆底地基承载力验算
1、上部立杆传至垫木顶面的轴向力设计值N=9.819kN
2、垫木底面面积A
垫木作用长度0.9m，垫木宽度0.4m，垫木面积A=0.9×0.4=0.36m2
3、地基土为粘性土，其承载力设计值fak= 120kN/m2
立杆垫木地基土承载力折减系数mf= 0.9
4、验算地基承载力
立杆底垫木的底面平均压力
P=
N
=
9.819
=27.28kN/m2 < mffak=120×0.9=108kN/m2
A
0.36
满足要求!。
九、 架体抗倾覆验算
支架应按砼浇筑前和砼浇筑时两种工况进行抗倾覆验算，抗倾覆验算应满足下式要求：
γ0M0≤Mr
Mr---支架的抗倾覆力矩设计值
Mo---支架的倾覆力矩设计值
γ0—结构重要性系数，取1
架体高度3.95m，宽度8m，取一个立杆纵距0.9m作为架体计算长度。
(一)砼浇筑前架体抗倾覆验算
混凝土浇筑前，支架在搭设过程中，倾覆力矩主要由风荷载产生。
1、风荷载倾覆力矩计算
作用在模板支撑架上的水平风荷载标准值ωk=0.101kN/m2
风荷载作用下的倾覆力矩γ0M0=1×1.4×0.101×0.9×3.95×3.95/2=0.99kN·m
2、架体抗倾覆力矩计算
当钢筋绑扎完毕后，架体、模板与钢筋自重荷载标准值如下（立杆取10排。）：
0.121×3.95×10+(0.3+1.1×0.25)×0.9×8=8.92kN
架体自重作用下产生的抗倾覆力矩，永久荷载的分项系数取0.9
Mr=0.9×8.92×8/2=32.11kN·m
M0 < Mr，抗倾覆验算满足要求!
(二)砼浇筑时架体抗倾覆验算
混凝土浇筑时，支架的倾覆力矩主要由泵送混凝土或不均匀堆载等因素产生的附加水平荷载产生，附加水平荷载以水平力的形式呈线荷载作用在支架顶部外边缘上。抗倾覆力矩主要由钢筋、混凝土和模板自重等永久荷载产生。
1、附加水平荷载产生的倾覆力矩计算
附加水平荷载取竖向永久荷载标准值的2%，
(0.121×3.95×10+(0.3+25.10×0.25)×0.9×8) ×2%=52.12×2%=1.042kN
附加水平荷载下产生的倾覆力矩γ0M0=1×1.4×1.042×3.95=5.762kN·m
2、架体抗倾覆力矩计算
架体自重作用下产生的抗倾覆力矩，永久荷载的分项系数取0.9
Mr=0.9×52.12×8/2=187.63kN·m
M0 < Mr，抗倾覆验算满足要求!

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建精品工程 筑百年基业