最新109M标高结构面主梁高支模计算书.docx

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最新109M标高结构面主梁高支模计算书

109M标高结构面主梁高支模计算书

10.9M标高结构面500*700梁

高支模（扣件钢管架）计算书

苏州工业园区东吴证券大厦工程；工程建设地点：

星汉街东、苏绣路南、星阳街西；属于框剪结构；地上21层；地下3层；建筑高度：

94.8m；标准层层高：

4.2m；总建筑面积：

63545.2平方米；总工期：

494天。

本工程由东吴证券有限责任公司投资建设，苏州工业园区设计研究院有限责任公司设计，江苏苏州地质工程勘察院地质勘察，南京建科建设监理有限公司监理，江苏南通二建集团有限公司组织施工；由奚黄飞担任项目经理，张裕平担任技术负责人。

高支撑架的计算依据《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）等规范编制。

因本工程梁支架高度大于4米，根据有关文献建议，如果仅按规范计算，架体安全性仍不能得到完全保证。

为此计算中还参考了《施工技术》2002（3）：

《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。

梁段:

10.9M结构高支模主框架梁。

一、参数信息

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B（m）：

0.50；梁截面高度D（m）：

0.70；

混凝土板厚度（mm）：

120.00；立杆沿梁跨度方向间距La（m）：

0.80；

立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）：

0.05；

立杆步距h（m）：

1.50；板底承重立杆横向间距或排距Lb（m）：

0.80；

梁支撑架搭设高度H（m）：

11.00；梁两侧立杆间距（m）：

1.00；

承重架支撑形式：

梁底支撑小楞垂直梁截面方向；

梁底增加承重立杆根数：

1；

采用的钢管类型为Φ48×3；

立杆承重连接方式：

双扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数：

1.00；

2.荷载参数

新浇混凝土重力密度（kN/m3）：

24.00；模板自重（kN/m2）：

0.30；钢筋自重（kN/m3）:

1.50；

施工均布荷载标准值（kN/m2）：

2.5；新浇混凝土侧压力标准值（kN/m2）：

16.8；

振捣混凝土对梁底模板荷载（kN/m2）：

2.0；振捣混凝土对梁侧模板荷载（kN/m2）：

4.0；

3.材料参数

木材品种：

东北落叶松；木材弹性模量E（N/mm2）：

10000.0；

木材抗压强度设计值fc（N/mm）：

15.0；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

17.0；木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.6；

面板材质：

胶合面板；面板厚度（mm）：

16.00；

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.梁底模板参数

梁底方木截面宽度b（mm）：

45.0；梁底方木截面高度h（mm）：

90.0；

梁底纵向支撑根数：

4；

5.梁侧模板参数

主楞间距（mm）：

800；次楞根数：

4；

主楞竖向支撑点数量：

2；

固定支撑水平间距（mm）：

800；

竖向支撑点到梁底距离依次是：

0mm，470mm；

主楞材料：

圆钢管；

直径（mm）：

48.00；壁厚（mm）：

3.00；

主楞合并根数：

2；

次楞材料：

木方；

宽度（mm）：

45.00；高度（mm）：

90.00；

二、梁侧模板荷载计算

按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

F=0.22γtβ1β2V1/2

F=γH

其中γ--混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；

t--新浇混凝土的初凝时间，取2.000h；

T--混凝土的入模温度，取20.000℃；

V--混凝土的浇筑速度，取2.000m/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0.700m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.200；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。

分别计算得20.609kN/m2、16.800kN/m2，取较小值16.800kN/m2作为本工程计算荷载。

三、梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

次楞的根数为4根。

面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

面板计算简图（单位：

mm）

1.强度计算

材料抗弯强度验算公式如下：

σ＝M/W<[f]

其中，W--面板的净截面抵抗矩，W=80×1.6×1.6/6=34.13cm3；

M--面板的最大弯矩（N·mm）；

σ--面板的弯曲应力计算值（N/mm2）

[f]--面板的抗弯强度设计值（N/mm2）；

按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算：

M=0.1q1l2+0.117q2l2

其中，q--作用在模板上的侧压力，包括：

新浇混凝土侧压力设计值:

q1=1.2×0.8×16.8×0.9=14.515kN/m；

振捣混凝土荷载设计值:

q2=1.4×0.8×4×0.9=4.032kN/m；

计算跨度:

l=（700-120）/（4-1）=193.33mm；

面板的最大弯矩M=0.1×14.515×[（700-120）/（4-1）]2+0.117×4.032×[（700-120）/（4-1）]2=7.19×104N·mm；

面板的最大支座反力为:

N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×14.515×[（700-120）/（4-1）]/1000+1.2×4.032×[（700-120）/（4-1）]/1000=4.022kN；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:

σ=7.19×104/3.41×104=2.1N/mm2；

面板的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2；

面板的受弯应力计算值σ=2.1N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2.挠度验算

ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250

q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值:

q=q1=14.515N/mm；

l--计算跨度:

l=[（700-120）/（4-1）]=193.33mm；

E--面板材质的弹性模量:

E=9500N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=80×1.6×1.6×1.6/12=27.31cm4；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×14.515×[（700-120）/（4-1）]4/（100×9500×2.73×105）=0.053mm；

面板的最大容许挠度值:

[ν]=l/250=[（700-120）/（4-1）]/250=0.773mm；

面板的最大挠度计算值ν=0.053mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=0.773mm，满足要求！

四、梁侧模板支撑的计算

1.次楞计算

次楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：

q=4.022/0.800=5.028kN/m

本工程中，次楞采用木方，宽度45mm，高度90mm，截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:

W=1×4.5×9×9/6=60.75cm3；

I=1×4.5×9×9×9/12=273.38cm4；

E=10000.00N/mm2；

计算简图

剪力图（kN）

弯矩图（kN·m）

变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=0.322kN·m，最大支座反力R=4.425kN，最大变形ν=0.519mm

（1）次楞强度验算

强度验算计算公式如下:

σ=M/W<[f]

经计算得到，次楞的最大受弯应力计算值σ=3.22×105/6.08×104=5.3N/mm2；

次楞的抗弯强度设计值:

[f]=17N/mm2；

次楞最大受弯应力计算值σ=5.3N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，满足要求！

（2）次楞的挠度验算

次楞的最大容许挠度值:

[ν]=800/400=2mm；

次楞的最大挠度计算值ν=0.519mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=2mm，满足要求！

2.主楞计算

主楞承受次楞传递的集中力，取次楞的最大支座力4.425kN,按照集中荷载作用下的简支梁计算。

本工程中，主楞采用圆钢管，直径48mm，壁厚3mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=2×4.493=8.99cm3；

I=2×10.783=21.57cm4；

E=206000.00N/mm2；

主楞计算简图

主楞弯矩图（kN·m）

主楞变形图（mm）

经过计算得到最大弯矩M=0.555kN·m，最大支座反力R=8.189kN，最大变形ν=0.237mm

（1）主楞抗弯强度验算

σ=M/W<[f]

经计算得到，主楞的受弯应力计算值:

σ=5.55×105/8.99×103=61.7N/mm2；主楞的抗弯强度设计值:

[f]=205N/mm2；

主楞的受弯应力计算值σ=61.7N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

（2）主楞的挠度验算

根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.237mm

主楞的最大容许挠度值:

[ν]=470/400=1.175mm；

主楞的最大挠度计算值ν=0.237mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=1.175mm，满足要求！

五、梁底模板计算

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、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；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。

本算例中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=400×16×16/6=1.71×104mm3；

I=400×16×16×16/12=1.37×105mm4；

1.抗弯强度验算

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

σ=M/W<[f]

钢筋混凝土梁和模板自重设计值（kN/m）：

q1=1.2×[（24.00+1.50）×0.70+0.30]×0.40×0.90=7.841kN/m；

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值（kN/m）：

q2=1.4×（2.00+2.50）×0.40×0.90=2.268kN/m；

q=7.841+2.268=10.109kN/m；

最大弯矩及支座反力计算公式如下:

Mmax=0.1q1l2+0.117q2l2=0.1×7.841×166.6672+0.117×2.268×166.6672=2.92×104N·mm；

RA=RD=0.4q1l+0.45q2l=0.4×7.841×0.167+0.45×2.268×0.167=0.693kN

RB=RC=1.1q1l+1.2q2l=1.1×7.841×0.167+1.2×2.268×0.167=1.891kN

σ=Mmax/W=2.92×104/1.71×104=1.7N/mm2；

梁底模面板计算应力σ=1.7N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2.挠度验算