预留洞口上部搭设支模架方案.doc

预留洞口上部搭设支模架方案
一、基座或基底形式及要求： 2
二、楼板模板扣件钢管高支撑架计算书 3
一）依据规范: 3
二）计算参数: 3
三）、模板面板计算 4
1、抗弯强度计算 5
2、抗剪计算 5
3、挠度计算 6
4、2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算 6
四）、支撑木方的计算 6
1、荷载的计算 6
2、木方的计算 7
(1)木方抗弯强度计算 7
(2)木方抗剪计算 7
(3)木方挠度计算 8
(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算 8
五）横向支撑钢管计算 8
六）扣件抗滑移的计算 10
七）立杆的稳定性计算荷载标准值 10
八）立杆的稳定性计算 11

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预留洞口上部搭设支模架方案
我司承建的安图生物体外诊断产业园2#楼原料仓库因施工需要在地下室顶板处预留了3m*5m的预留洞口，现准备开始进行二层平面施工，故在首层预留洞口处安放工字钢搭设支模架，以消除可能引起的安全隐患。
一、基座或基底形式及要求：
预留洞口选用不小于14#工字钢作为基座，工字钢中心间距为1m,工字钢两端均应固定于结构上，固定端长度不小于300mm,工字钢上表面用C20的钢筋固定立杆。如图所示：

二、楼板模板扣件钢管高支撑架计算书
一）依据规范:
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ 162-2008
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ 164-2008
二）计算参数:
钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。
模板支架搭设高度为4.8m，
立杆的纵距 b=0.90m，立杆的横距 l=1.00m，立杆的步距 h=1.50m。
面板厚度18mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。
木方38×88mm，间距250mm，
木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。
模板自重0.20kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3。
倾倒混凝土荷载标准值0.00kN/m2，施工均布荷载标准值2.50kN/m2。
扣件计算折减系数取1.00。
图 楼板支撑架立面简图

图 楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
按照模板规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下：
由可变荷载效应控制的组合S=1.2×(25.10×0.12+0.20)+1.40×2.50=7.354kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.10×0.12+0.7×1.40×2.50=6.516kN/m2
由于可变荷载效应控制的组合S最大，永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.40
采用的钢管类型为φ48×3.2。
钢管惯性矩计算采用 I=π(D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W=π(D4-d4)/32D。
三）、模板面板计算
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。
考虑0.9的结构重要系数，静荷载标准值 q1 = 0.9×(25.100×0.120×0.900+0.200×0.900)=2.602kN/m
考虑0.9的结构重要系数，活荷载标准值 q2 = 0.9×(0.000+2.500)×0.900=2.025kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 90.00×1.80×1.80/6 = 48.60cm3；
I = 90.00×1.80×1.80×1.80/12 = 43.74cm4；
1、抗弯强度计算
f = M / W < [f]
其中 f —— 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；
M = 0.100ql2
其中 q —— 荷载设计值(kN/m)；
经计算得到 M = 0.100×(1.20×2.602+1.40×2.025)×0.250×0.250=0.037kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.037×1000×1000/48600=0.766N/mm2
面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!
2、抗剪计算

T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力 Q=0.600×(1.20×2.602+1.4×2.025)×0.250=0.894kN
　　截面抗剪强度计算值 T=3×894.0/(2×900.000×18.000)=0.083N/mm2
　　截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2
面板抗剪强度验算 T < [T]，满足要求!
3、挠度计算
v = 0.677ql4 / 100EI < [v] = l / 250
面板最大挠度计算值 v = 0.677×2.602×2504/(100×6000×437400)=0.026mm
面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!
4、2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到面板跨中最大弯矩计算公式为 M = 0.2Pl+0.08ql2
面板的计算宽度为1200.000mm
集中荷载 P = 2.5kN
考虑0.9的结构重要系数，静荷载标准值 q = 0.9×(25.100×0.120×1.200+0.200×1.200)=3.469kN/m
面板的计算跨度 l = 250.000mm
经计算得到 M = 0.200×0.9×1.40×2.5×0.250+0.080×1.20×3.469×0.250×0.250=0.178kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.178×1000×1000/48600=3.669N/mm2
面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!
四）、支撑木方的计算
木方按照均布荷载计算。
1、荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：
q11 = 25.100×0.120×0.250=0.753kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m)：
q12 = 0.200×0.250=0.050kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：
经计算得到，活荷载标准值 q2 = (2.500+0.000)×0.250=0.625kN/m
考虑0.9的结构重要系数，静荷载 q1 = 0.9×(1.20×0.753+1.20×0.050)=0.867kN/m
考虑0.9的结构重要系数，活荷载 q2 = 0.9×1.40×0.625=0.787kN/m
计算单元内的木方集中力为(0.787+0.867)×0.900=1.489kN
2、木方的计算
按照三跨连续梁计算，计算公式如下:
均布荷载 q = 1.489/0.900=1.655kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×1.66×0.90×0.90=0.134kN.m
最大剪力 Q=0.6×0.900×1.655=0.894kN
最大支座力 N=1.1×0.900×1.655=1.638kN
木方的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 3.80×8.80×8.80/6 = 49.05cm3；
I = 3.80×8.80×8.80×8.80/12 = 215.80cm4；
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度 f = M/W =0.134×106/49045.3=2.73N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q = 0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T = 3Q/2bh < [T]
截面抗剪强度计算值 T=3×894/(2×38×88)=0.401N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值，
均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度(即木方下小横杆间距)
得到q=0.723kN/m
最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×0.723×900.04/(100×9000.00×2157995.0)=0.165mm
木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到跨中最大弯矩计算公式为 M = 0.2Pl+0.08ql2
考虑荷载重要性系数0.9，集中荷载 P = 0.9×2.5kN
经计算得到 M = 0.200×1.40×0.9×2.5×0.900+0.080×0.868×0.900×0.900=0.623kN.m
抗弯计算强度 f = M/W =0.623×106/49045.3=12.71N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
五）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

支撑钢管弯矩图(kN.m)

支撑钢管剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：

支撑钢管变形计算受力图

支撑钢管变形图(mm)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 Mmax=0.614kN.m
最大变形 vmax=0.810mm
最大支座力 Qmax=7.167kN
抗弯计算强度 f = M/W =0.614×106/4729.0=129.91N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!
六）扣件抗滑移的计算
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:
R ≤ Rc

其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8.00kN,双扣件取12.00kN；
　　 R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
计算中R取最大支座反力，R=7.17kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
七）立杆的稳定性计算荷载标准值
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 = 0.140×4.800=0.671kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 满堂架自重标准值，设计人员可根据情况修改。
(2)模板的自重(kN)：
NG2 = 0.200×0.900×1.000=0.180kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：
NG3 = 25.100×0.120×0.900×1.000=2.711kN

考虑0.9的结构重要系数，经计算得到静荷载标准值 NG = 0.9×(NG1+NG2+NG3) = 3.205kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
考虑0.9的结构重要系数，经计算得到活荷载标准值 NQ = 0.9×(2.500+0.000)×0.900×1.000=2.025kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.20NG + 1.40NQ
八）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为：

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N = 6.68kN
　　 i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.59cm；
　　 A —— 立杆净截面面积，A=4.501cm2；
　　 W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.729cm3；
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.10m；
h —— 最大步距，h=1.50m；
l0 —— 计算长度，取1.500+2×0.100=1.700m；
λ —— 长细比，为1700/15.9=107 <150 长细比验算满足要求!
φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到0.537；
经计算得到σ=6682/(0.537×450)=27.621N/mm2；
不考虑风荷载时立杆的稳定性计算 σ < [f],满足要求!

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW依据模板规范计算公式5.2.5-15:
MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10
其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2)；
Wk=uz×us×w0 = 0.300×1.250×0.600=0.225kN/m2
h —— 立杆的步距，1.50m；
la —— 立杆迎风面的间距，0.90m；
lb —— 与迎风面垂直方向的立杆间距，1.00m；
风荷载产生的弯矩 Mw=0.9×0.9×1.4×0.225×0.900×1.500×1.500/10=0.052kN.m；
Nw —— 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值，参照模板规范公式5.2.5-14；
Nw=1.2×3.205+0.9×1.4×2.025+0.9×0.9×1.4×0.052/1.000=6.457kN
经计算得到σ=6457/(0.537×450)+52000/4729=37.617N/mm2；
考虑风荷载时立杆的稳定性计算 σ < [f],满足要求!

模板支撑架计算满足要求！