高支模强度验算Word文件下载.docx

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掺缓凝外加剂取1.2，该工程取1.0。

β2------混凝土坍落度影响系数，当坍落度小于100mm时，取1.10；

不小于100mm时，取1.15。

本计算方案以混凝土坍落度高度大于100mm,取1.15。

=0.22×

25×

6×

1×

1.15×

11/2

=37.95kN/㎡

=24×

6.0=150kN/㎡

混凝土对模板的水平侧压力取二者中的较小值，F=37.95kN/m2作为模板水平侧压力的标准值。

②倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值

考虑倾倒混凝土产生的水平活荷载标准值取值4kN/m2（泵送混凝土）。

③振捣混凝土时产生的水平荷载标准值

振捣混凝土时产生的水平荷载标准值取值4kN/m2（作用范围在新浇筑的混凝土侧压力的有效压头高度之内）。

（2）水平侧压力的荷载组合

①总体水平侧压力的设计值为

q设=1.2×

37.95+1.4×

（4+4）=56.74kN/m2，

模板受力分析采用总体水平侧压力设计值。

②模板的变形分析采用新浇混凝土对模板水平侧压力的标准值

q标=37.95kN/m2

3.2.2150cm×

150cm钢模板

（按大模板侧压力对150cm×

150cm模板进行受力计算）

150cm×

150cm截面结构形式（见图3.1）,面板为5mm，长边框为∠63×

63×

6mm的角钢，短边框为∠63×

6mm角钢,长肋为［6.3槽钢、间距300mm；

短肋为63×

6mm扁钢、间距300mm；

模板立模须做加强支撑。

图3.3150cm×

150cm截面结构形式

（1）平板面板计算

面板的校核参数：

Wx=4.2mm3；

Ix=10.4mm4；

A=5mm2；

钢面板抗弯允许值f=215N/mm2；

取1mm宽的板条作为计算单元。

①面板的强度校核：

q=q设×

1mm=0.0567×

1=0.0567N/mm（验算抗弯强度用）

图3.4面板受力模型图（共5个单元）

图3.5弯矩图

最大弯矩Mmax=537.16N•mm

σmax=Mmax/（γx×

Wx）=537.16/4.2=127.9N/mm2<

f=215N/mm2

符合强度要求。

②挠度校核：

q=q标×

1mm=0.03795×

1=0.03795N/mm（验算刚度用）

图3.6变形图

面板最大变形为0.91mm,在1单元和5单元处；

（2）平板边框计算

长边框L63×

6mm角钢Wx=6000mm3；

Ix=271200mm4；

A=728.8mm2；

钢板边框抗弯允许值f=215N/mm2；

荷载：

q=q设h=0.0567×

300=17.01N/mm

我们使用过程中需要对模板进行加强支撑，以达到内外受力平衡，如图示意，对于1.5m长的模板我们采取三个支撑点，如下图示意：

（加强支撑）

图3.7加强支撑示意图）

图3.8平板长边框受力模型图

图3.9弯矩图

由弯矩图中可得最大弯矩Mmax=1196015.6N•mm

①强度验算

σmax=Mmax/（γx*Wx）=1196015.6/（1*6000）=199.33N/mm2

<

强度可满足要求。

②挠度验算

q=q标h=0.03795×

750=28.46N/mm

图3.10变形图

L63×

6mm角钢最大变形在两端1和2单元；

ω=0.82mm<

[v]=L/500

=750/400=1.875mm

因此满足变形要求。

③模板组合变形

面板和边框组合：

0.91+0.82=1.73mm，组合变形小于3mm，满足规范要求。

（3）模板连接螺栓计算

模板连接螺栓采用Q345型M12连接螺栓，有效截面积为84mm2，抗剪允许值fv=170N/mm2

取300mm长竖向法兰做受力单元，竖向法兰所受拉力为：

N=0.3m×

56.74KN/m2=17.02KN/m=17020N/m，长度300mm内有两个连接螺栓M12

σmax=N/A=17020/（84×

2）=101.31N/mm2<

fv=170N/mm2；

连接螺栓M12满足要求。

综上所述，150cm×

150cm系列模板用料满足安全强度要求。

3.2.36m高钢模板支架

（1）模板压杆2×

［10验算

2×

［10组合截面特性：

图3.112×

［10组合截面特性计算图

模板受力最大承受载荷（见前面）

q设=56.74kN/m2

一条压杆承受压力范围为0.75m，对应模型中的线性载荷为：

0.75m=56.74kN/m2×

0.75m=42.56kN/m=42.56kg/cm

一条压杆承受压力模型及计算结果见下图：

图3.12模板压杆计算图

最大弯矩Mmax=29925kg·

cm

Wx）=29925/79.33=337.2kg/cm2=33.72N/mm2<

f=215N/mm2，符合强度要求

最大挠度fmax=0.223mm满足要求。

（2）三角形支架验算

计算说明：

模板压杆的最边上的那片三角架所承受的反力最大为3360.6kg，其中间部分所受反力为2978.5kg，计算时仍按最大反力值计算。

图3.13三角形支架模型建立图（单位：

cm、kg）

针对上图模型，计算出弯矩内力图如下。

经分析，最大弯矩出现在结点5处，其值为70029.5kg·

cm，双［14a截面模量为161.04cm3，其强度=435kg/cm2；

此处轴力6233.2kg，应力=6233.2/37.02=167.6kg/cm2；

其组合应力=435+167.6=602.6＜1700kg/cm2，符合要求。

图3.14弯矩内力计算图（单位：

针对上图模型，计算出位移变形图如下。

经分析，最大变形出现在结点7处，其值为0.5cm，对应跨度比=0.5/570=0.9/1000＜1/1000，符合要求。

图3.15位移变形示意图

综上所述，三角形支架满足安全使用要求。

4顶（中）板支架检算

4.1顶（中）板模板体系构造设置

顶板模板系统均采用厚15mm的竹胶板模板，主楞采用双拼φ48×

3.5mm（计算采用φ48×

2.8mm）钢管纵向放置，间距900mm；

次楞采用50×

100mm方木横向放置,间距250mm。

满堂支架为φ48×

2.8mm）碗扣式脚手架模板支撑体系，立杆纵向间距均为900mm，横向间距600mm，步距1200mm。

支架体系在与立柱交界处，应与已施工的立柱进行可靠连接。

立杆底部设置可调节支座，顶端设置顶托，顶托丝杆外露长度不得大于200mm，主楞横向放置在顶托上。

中板、顶板腋角增设垂直于腋角面斜撑与支架体系不少于3道立杆锁定（若少于三道锁定，斜杆直接落地），间距同立杆间距布置。

保证每个加腋角至少1道立杆，一道垂直斜杆。

模板支撑架地下一层、二层顶、底必须设置水平剪刀撑，剪刀撑采用φ48×

3.5钢管搭接，搭接长度不得小于1000mm，用扣件与钢管立柱扣牢，端头井处地下二层中间另增加一道水平剪刀撑；

纵横向四周从底到顶必须设置纵、竖向剪刀撑，纵横向每5排立杆设置一道纵、竖向剪刀撑，由底至顶连续设置。

纵、竖向剪刀撑上应到顶，下应落地。

中板、顶板模板支撑系统形式详见下图：

中板、顶板模板支架横断面示意图

4.2顶板模板体系计算

根据老关村车站主体结构中板及顶板的厚度情况，设计中板厚度为400mm、顶板厚度为900mm（局部为1000mm）。

故模板体系以厚度为1000mm的顶板进行验算。

4.2.1设计荷载

钢筋混凝土自重：

25KN/m3×

1.0=25KN/m2

模板自重：

0.3KN/m2

施工人员、设备荷载：

2.5KN/m2

振捣混凝土产生的荷载：

2KN/m2

组合设计荷载为：

F1=（25+0.3）×

1.35+（2+2.5）×

1.4×

0.9=39.825KN/m2

F2=25+0.3=25.3KN/m2

4.2.2顶板模板验算

取1m宽模板为研究对象，线荷载为：

线均布荷载为：

1）顶板模板线荷载为：

q1=F1×

1=39.825×

1=39.825KN/m（验算抗弯强度用）；

q2=F2×

1=25.3×

1=25.3KN/m（验算挠度用）；

图4.1计算简图

2）模板抗弯强度验算

板条可看做均布荷载作用下的三等跨连续梁：

弯矩：

M=0.10q1L2=0.10×

39.825×

2502=2.49×

105N.mm

σ=M/W=2.49×

105/（bh2/6）=2.53×

105/（1000×

152/6）

=6.64Mpa＜[σ]=15Mpa；

结论：

可行。

3）模板挠度验算

竹胶板E=9.9×

103Mpa

惯性矩I=bh3/12=1000×

153/12=281×

103mm3

ω=0.677q2L4/100EI=0.677×

25.3×

2504/（100×

9.9×

103×

281×

103）

=0.24mm＜[ω]=L/400=250/400=0.625mm；

4.2.3次楞验算

次楞采用100×

100mm方木，间距为250mm，跨度为900mm

惯性矩I=bh3/12=100×

1003/12=8.33×

106mm4

截面抵抗矩W=bh2/6=100×

1002/6=1.67×

105mm3

0.25=39.825×

0.25=9.96KN/m（验算抗弯强度用）

0.25=25.3×

0.25=6.33KN/m（验算刚度用）

1）抗弯强度验算

次楞可看做均布荷载作用下的三等跨连续梁：

弯矩M=0.1q1L2=0.1×

9.96×

9002=0.807×

106N•mm

σ=M/W=0.807×

106/1.67×

105=4.83Mpa≤[σ]=15Mpa；

2）挠度验算

6.33×

9004/（100×

10×

8.33×

106）

=0.34mm＜[ω]=900/400=2.25mm；

4.2.4主楞验算

主楞采用双拼φ48×

2.8mm）钢管横向放置，间距为900mm，跨度为600mm

惯性矩I=2.039×

105mm4

截面抵抗矩W=8.496×

弹性模量E=205×

由于次龙骨间距较密，可化为均布荷载

q1=F1×

0.9=39.825×

0.9=35.84kN/m（验算抗弯强度用）

q2=F2×

0.9=25.3×

0.9=22.77kN/m（验算挠度用）

1）验算抗弯强度

主楞可看做均布荷载作用下的三等跨连续梁：

M=0.1q1L2=0.1×

35.84×

6002=1.29×

106N.mm

σ=M/W=1.29×

106/8.496×

103=151.8N/mm2≤[σ]=205N/mm2

2）验算挠度

22.77×

6004/（100×

206×

2.039×

105）

=0.48mm＜[ω]=L/400=1.5mm

4.2.5支架验算

模板支架采用φ48×

3.5mm碗扣式脚手架（验算尺寸为φ48×

2.8mm），按照公式计算钢管的截面特征如下：

I=1.019×

W=4246mm3

E=2.06×

105Mpa

A=398mm2

i=1.594cm

1）验算抗压强度

一根立杆的荷载为：

P=F×

0.6×

0.9=21.51KN

立杆承载性能

σ=P/A=21.51×

103/398=54.05Mpa＜[σ]=205Mpa；

2）验算稳定性

回转半径i=1.594cmL=1200+0.3*2=1800mm

λ=L/i=1800/15.94=112.9

由《建筑施工碗扣式式钢管脚手架安全技术规范》附录C中查取

查表得：

ψ=0.496

φ=N/（ψA）=21510/（0.496×

398）=108.96N/mm2≤f=205.00N/mm2

满足要求

因此，顶板模板支撑系统能满足荷载要求。

5立柱模板支架检算

立柱模板采用组合钢模板，立柱断面为矩形，最大尺寸为800×

1300mm。

组合钢模板选用PC3015、PC2015（或PC1015）竖放组合，间隔500mm设置一组柱箍。

柱箍采用双拼脚手架钢管与拉杆相结合的方式，双拼钢管采用φ48×

3.5mm（计算按φ48×

2.8mm）钢管，柱子长边设置4根M16的拉杆，短边设置3根M16的拉杆，纵向间距500mm布置。

图5.1立柱模板系统示意图

5.1柱混凝土侧压力

⑴立柱作用于模板的侧压力按下列两公式计算，取较小值：

F1=0.22γct0β1β2

①

F2=γcH②

其中：

γc取24kN/m3；

混凝土温度20℃，t0=200/（20+15）=5.7；

β1取1.0；

β2取1.15；

混凝土浇注速度V取3m/h；

最大高度H=6.5m。

混凝土的侧压力为：

F1=0.22×

24×

5.7×

1.0×

=60.10kN/m2①

F2=24×

6.5=156kN/m2②

根据计算结果，取较小者，故取F=60.10kN/m2；

混凝土有效压头高度：

h=F/γc=60.10/24=2.5m

⑵倾倒混凝土时对侧模产生的荷载取4kN/m2。

⑶组合设计荷载为：

F1=【60.10×

1.35+4×

0.9】×

0.9=77.56kN/m2；

（验算抗弯强度用）

F2=【60.10×

1】×

0.9=54.09kN/m2；

（验算挠度用）

5.2柱模板验算

柱模板用P1015和P2015和P3015纵向配置组合而成，柱箍间距0.5m。

P1015组合钢模板：

弹性模量E=2.1×

105N/mm2，

惯性矩Ix=14.11×

104mm4

截面最小抵抗距Wx=3.46×

103mm3

组合钢模板抗弯强度设计值f=215N/mm2

P2015组合钢模板：

惯性矩Ix=16.62×

截面最小抵抗距Wx=3.65×

P3015组合钢模板：

惯性矩Ix=26.39×

截面最小抵抗距Wx=5.86×

5.2.1P1015柱组合钢模板验算

取0.1m宽单个模板为研究对象，线荷载为：

0.1=77.56×

0.1=7.756kN/m（验算抗弯强度用）

0.1=54.09×

0.1=5.409kN/m（验算挠度用）

（1）验算抗弯强度

钢模板条可看做均布荷载作用下的三等跨连续梁：

7.756×

5002=1.939×

105N.mm

截面最小抵抗距Wx=3.46×

σ=M/W=1.939×

105/3.46×

103=56.04N/mm2≤[σ]=215N/mm2符合要求

（2）验算挠度

5.409×

5004/（100×

2.1×

105×

14.11×

104）

=0.077mm＜[ω]=L/400=1.25mm

符合要求。

5.2.2P2015柱组合钢模板验算

取0.2m宽单个模板模板为研究对象，线荷载为：

0.2=77.56×

0.2=15.512kN/m（验算抗弯强度用）

0.2=54.09×

0.2=10.818kN/m（验算挠度用）

钢模板条可看做均布荷载作用下的三跨等跨连续梁：

15.512×

5002=3.878×

截面最小抵抗距Wx=3.65×

σ=M/W=3.878×

105/3.65×

103=106.25N/mm2≤[σ]=215N/mm2符合要求

10.818×

16.62×

=0.131mm＜[ω]=L/400=1.25mm

5.2.3P3015柱组合钢模板验算

线荷载：

取0.3m宽单个模板模板为研究对象，线荷载为：

0.3=77.56×

0.3=23.268kN/m（验算抗弯强度用）

0.3=54.09×

0.3=16.227kN/m（验算挠度用）

23.268×

5002=5.817×

截面最小抵抗距Wx=5.86×

σ=M/W=5.817×

105/5.86×

103=99.27N/mm2≤[σ]=215N/mm2符合要求

16.227×

26.39×

=0.124mm＜[ω]=L/400=1.25mm

5.2.4柱钢楞验算

钢楞用2根φ48×

2.8mm）双拼脚手架钢管。

I=10.193×

104mm4×

2=20.39×

104mm4

W=4.247×

103mm3×

2=8.494×

105N/mm2

钢管抗弯强度设计值f=205N/mm2

（1）长边验算

长边按三跨连续梁计算，每跨长L=0.55m

荷载计算：

0.5=77.56×

0.5=38.78kN/m（验算抗弯强度用）

0.5=54.09×

0.5=27.045kN/m（验算挠度用）

强度验算：

最大弯矩M=-0.1q1L2=-0.1×

38.78×

5502=-11.73×

105N·

mm

σ=M/W=11.73×

105/8.494×

103=138.1N/mm2

＜[σ]=205N/mm2

刚度验算：

ω=0.677qL4/100EI=0.677×

27.045×

5504/（100×

2.06×

20.39×

=0.40mm＜[ω]=L/400=1.375mm

（2）短边验算

短边按两跨连续梁计算，每跨长L=0.6m

0.5=37.78kN/m（验算抗弯强度用）

最大弯矩M=-0.125q1L2=-0.125×

37.78×

6002=-1.7×

106N·

σ=M/W=1.7×

106/8.494×

103=200.14N/mm2

ω=0.521qL4/100EI=0.521×

=0.435mm＜[ω]=L/400=1.50mm

5.2.5柱拉杆验算

拉杆采用M16拉杆对拉，长边拉杆间距550×

500mm，短边拉杆间距600×

500mm。