楼房地下车库梁模板工程方案计算书.docx

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楼房地下车库梁模板工程方案计算书

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目录

一、编制依据2

二、工程参数2

三、新浇砼对模板侧压力标准值计算5

四、梁侧模板面板验算5

五、梁侧模板次楞验算6

六、梁侧模板主楞验算8

七、对拉螺栓验算10

八、梁底模板面板验算10

九、梁底模板次楞验算12

十、梁底模板主楞验算13

十一、可调托撑承载力验算14

十二、风荷载计算15

十三、立杆稳定性验算16

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、《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013

4、《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011

5、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

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

梁模板支架参数

建筑施工危险等级

Ⅱ级

危险等级系数：

支撑结构

1.05

水平杆件

1

梁截面宽度

0.25m

梁截面高度

0.75m

支架高度

4.62m

楼板厚度

0.12m

板底立杆纵距la

0.9m

板底立杆横距lb

1m

梁立杆纵距

梁长度方向立杆纵距同板底立杆纵距，0.9m

梁侧与梁底立杆横距

梁下设置1根立杆,间距600,600mm

钢管类型

φ48×2.8mm

水平杆最大步距

1.5m

顶步步距

1.5m

立杆伸出顶层水平杆长度a

0.5m

面板

15mm厚木胶合板

梁底次楞

30×75mm方木，4根

梁底主楞

双钢管

梁侧次楞

30×70mm方木，间距150mm

梁侧主楞

双钢管，间距450mm

穿梁螺栓

穿梁螺栓直径12mm，间距：

450mm×400mm

剪刀撑设置

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4跨，横距方向4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

荷载标准值参数

永久荷载

新浇砼自重

24kN/m3

钢筋自重

1.5kN/m3

面板次楞自重

0.3kN/m2

支架自重

0.156kN/m

可变荷载

施工荷载及设备荷载

2.5kN/m2

砼下料水平荷载

2kN/m2

风荷载

河南新乡市，基本风压：

0.3kN/m2

三、新浇砼对模板侧压力标准值计算

依据《砼结构工程施工规范GB50666-2011》，采用插入式振动器且浇筑速度不大于10m/h，砼坍落度不大于180mm时，新浇筑砼对模板的侧压力标准值，按下列公式分别计算，并取其中的较小值:

=0.28×24×5.7×1×1.22=46.73kN/m2

=24×0.75=18kN/m2

其中γc--混凝土的重力密度，取24kN/m3；

t0--新浇混凝土的初凝时间，按200/（T+15）计算，取初凝时间为5.7小时。

T：

混凝土的入模温度，经现场测试，为20℃；

V--浇筑速度，为砼浇筑高度（厚度）与浇筑时间的比值，取1.5m/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0.75m；

β--混凝土坍落度影响修正系数，取1。

根据以上两个公式计算，新浇筑混凝土对模板的侧压力标准值取较小值18kN/m2。

四、梁侧模板面板验算

面板采用木胶合板，厚度为15mm，验算跨中最不利抗弯强度和挠度。

计算宽度取1000mm。

面板的截面抵抗矩W=1000×15×15/6=37500mm3；

截面惯性矩I=1000×15×15×15/12=281250mm4；

（一）强度验算

1、面板按三跨连续板计算，其计算跨度取支承面板的次楞间距，L=0.15m。

2、荷载计算

新浇筑混凝土对模板的侧压力标准值G4k=18kN/m2，砼下料产生的水平荷载标准值Q2K=2kN/m2。

均布线荷载设计值为：

q1=（1.2×18+1.4×2）×1=24.4KN/m

q2=（1.35×18+1.4×0.7×2）×1=26.26KN/m

取较大值q=26.26KN/m作为设计依据。

3、强度验算

施工荷载为均布线荷载：

M1=0.1q1l2=0.1×26.26×0.152=0.06kN·m

面板抗弯强度设计值f=12.5N/mm2；

σ=

Mmax

=

0.06×106

=1.6N/mm2

W

37500

面板强度满足要求!

（二）挠度验算

q=1×18=18kN/m；

面板最大容许挠度值:

150/400=0.38mm；

面板弹性模量:

E=4500N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×18.000×1504

=0.05mm<0.38mm

100EI

100×4500×281250

满足要求!

五、梁侧模板次楞验算

次楞采用30×70mm（宽度×高度）方木，间距：

0.15m,截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:

截面抵抗矩W=30×70×70/6=24500mm3；

截面惯性矩I=30×70×70×70/12=857500mm4；

（一）强度验算

1、次楞承受面板传递的荷载，按均布荷载作用下简支梁计算，其计算跨度取主楞间距，L=0.45m。

2、荷载计算

新浇筑混凝土对模板的侧压力标准值G4k=18kN/m2，砼下料产生的水平荷载标准值Q2K=2kN/m2。

均布线荷载设计值为：

q1=（1.2×18+1.4×2）×0.15=3.66KN/m

q2=（1.35×18+1.4×0.7×2）×0.15=3.939KN/m

取较大值q=3.939KN/m作为设计依据。

3、强度验算

计算最大弯矩：

Mmax=0.125ql2=0.125×3.939×0.452=0.100kN·m

最大支座力：

1ql=1×3.939×0.45=1.77kN

次楞抗弯强度设计值[f]＝15N/mm2。

σ=

Mmax

=

0.100×106

=4.082N/mm2<15N/mm2

W

24500

满足要求!

（二）抗剪强度验算

次楞最大剪力设计值V1=0.5q1l=0.5×3.939×0.45=0.886kN

木材抗剪强度设计值fv=1.6N/mm2；

抗剪强度按下式计算:

τ=

3V

=

3×0.886×103

=0.633N/mm2

2bh

2×30×70

次楞抗剪强度满足要求!

（三）挠度验算

验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值，故其作用效应的线荷载计算如下：

q=18×0.15=2.7kN/m；

次楞最大容许挠度值=450/250=1.8mm；

次楞弹性模量:

E=10000N/mm2；

ν=

5ql4

=

5×2.7×4504

=0.168mm<1.8mm

384EI

384×10000×857500

满足要求!

六、梁侧模板主楞验算

主楞采用双钢管，间距：

0.45m，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:

截面抵抗矩W=8490mm3；

截面惯性矩I=203900mm4；

（一）强度验算

1、主楞承受次楞传递的集中荷载P=1.77kN，按集中荷载作用下三跨连续梁计算，其计算跨度取穿梁螺栓间距，L=0.4m。

主楞计算简图（kN）

主楞弯矩图（kN·m）

2、强度验算

最大弯矩Mmax=0.187kN·m

主楞抗弯强度设计值[f]＝205N/mm2。

σ=

Mmax

=

0.187×106

=

22.026N/mm2<205N/mm2

W

8490

满足要求!

（二）挠度验算

验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值，其作用效应下次楞传递的集中荷载P=1.215kN，主楞弹性模量:

E=206000N/mm2。

主楞最大容许挠度值：

400/150=2.7mm；

经计算主楞最大挠度Vmax=0.036mm<2.7mm。

满足要求!

（三）悬挑段强度验算

穿梁螺栓距梁底距离200mm，次楞间距150mm，

弯矩M=1.77×0.2+1.77×0.05=0.44kN·m

主楞抗弯强度设计值[f]＝205N/mm2。

σ=

M

=

0.44×106

=

51.826N/mm2<205N/mm2

W

8490

满足要求!

（四）悬挑段挠度验算

验算挠度时不考虑可变荷载值，仅考虑永久荷载标准值，其作用效应下次楞传递的集中荷载P=1.215kN，主楞弹性模量:

E=206000N/mm2。

容许挠度值：

200×2/400=1mm；

经计算主楞最大挠度Vmax=0.122mm<1mm。

满足要求!

七、对拉螺栓验算

对拉螺栓轴力设计值：

N＝abFs

a——对拉螺栓横向间距；b——对拉螺栓竖向间距；

Fs——侧模板承受的荷载设计值：

Fs=0.95（rGG4k＋rQQ2k）=0.95×（1.2×18+1.4×2）=23.18kN。

N=0.45×0.40×23.18=4.17kN。

对拉螺栓可承受的最大轴向拉力设计值Ntb=Anftb

An——对拉螺栓净截面面积，M12螺栓An=76.0mm2

ftb——螺栓的抗拉强度设计值，强度等级5.6级，ftb=210N/mm2

Ntb=210×76.0/1000=15.96kN>N=4.17kN。

对拉螺栓抗拉强度满足要求!

八、梁底模板面板验算

面板采用木胶合板，厚度为15mm。

取梁底主楞间距0.9m作为计算单元。

面板的截面抵抗矩W=90×1.5×1.5/6=33.75cm3；

截面惯性矩I=90×1.5×1.5×1.5/12=25.313cm4；

（一）强度验算

1、梁底次楞为4根，面板按三跨连续板计算，其计算跨度取梁底次楞间距，L=0.083m。

2、荷载计算

作用于梁底模板的均布线荷载设计值为：

q1=[1.2×（24×0.75+1.5×0.75+0.3）+1.4×2.5]×0.9=24.13kN/m

q2=[1.35×（24×0.75+1.5×0.75+0.3）+1.4×0.7×2.5]×0.9=25.81kN/m

根据以上两者比较应取q=25.81kN/m作为设计依据。

计算简图（kN）

弯矩图（kN·m）

剪力图（kN）

经过计算得到从左到右各支座力分别为：

R1=0.86kN;R2=2.36kN;R3=2.36kN;R4=0.86kN;

最大弯矩Mmax=0.018kN·m

梁底模板抗弯强度设计值[f]（N/mm2）=12.5N/mm2；

梁底模板的弯曲应力按下式计算：

σ=

Mmax

=

0.018×106

=

0.533N/mm2<12.5N/mm2

W

33.75×103

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×（24×0.75＋1.5×0.75＋0.3+2.5）=19.73kN/m；

面板弹性模量:

E=4500N/mm2；

经计算，最大变形Vmax=0.006mm

梁底模板的最大容许挠度值:

83/400=0.2mm；

最大变形Vmax=0.006mm<0.2mm

满足要求!

九、梁底模板次楞验算

本工程梁底模板次楞采用方木，宽度30mm，高度75mm。

次楞的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=3×7.5×7.5/6=28.125cm3；

I=3×7.5×7.5×7.5/12=105.469cm4；

（一）强度验算

最大弯矩考虑为永久荷载与可变荷载的计算值最不利分配的弯矩和，取受力最大的次楞，按照三跨连续梁进行计算，其计算跨度取次楞下主楞的间距，L=0.9m。

次楞计算简图

荷载设计值q=2.36/0.9=2.622kN/m；

最大弯距Mmax=0.1ql2=0.1×2.622×0.92=0.212kN·m；

次楞抗弯强度设计值[f]=15N/mm2；

σ=

Mmax

=

0.212×106

=7.538N/mm2<15N/mm2

W

28.125×103

次楞抗弯强度满足要求！

（二）抗剪强度验算

V=0.6ql=0.6×2.622×0.9=1.416kN

木材抗剪强度设计值fv=1.6N/mm2；

抗剪强度按下式计算:

τ=

3V

=

3×1.416×103

=0.94N/mm2

2bh

2×30×75

次楞抗剪强度满足要求!

（三）挠度验算

次楞最大容许挠度值：

l/250=900/250=3.6mm；

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=1.801/0.9=2.001N/mm；

次楞弹性模量:

E=10000N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×2.001×9004

=0.843mm<3.6mm

100EI

100×10000×105.469×104

次楞挠度满足要求!

一十、梁底模板主楞验算

主楞采用:

双钢管

截面抵拒矩W=8.49cm3

截面惯性矩I=20.39cm4

集中荷载P为次楞传递荷载。

计算简图（kN）

（一）抗弯强度验算

弯矩图（kN·m）

经计算，从左到右各支座力分别为：

R1=0.07kN;R2=6.29kN;R3=0.07kN;

最大弯矩Mmax=0.164kN·m；

主楞抗弯强度设计值[f]（N/mm2）=205N/mm2；；

主楞弯曲应力按下式计算：

σ=

Mmax

=

0.164×106

=19.317N/mm2<205N/mm2

W

8.49×103

主楞抗弯强度满足要求!

（二）挠度验算

主楞的最大容许挠度值:

L/150=600/150=4.0mm或10mm；

经计算，主楞的最大变形Vmax=0.021mm<4.0mm

主楞挠度满足要求!

一十一、可调托撑承载力验算

主楞通过可调托撑传递给立杆的最大荷载设计值为6.29kN，可调托撑受压承载力设计值为40kN。

6.29kN<40kN，可调托撑承载力满足要求!

一十二、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，按河南新乡市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=1.2×An/（la×h）=1.2×0.136/（0.9×1.5）=0.121

式中An--一步一跨范围内的挡风面积，An=（la+h+0.325lah）d=0.136m2

la----立杆间距，0.9m，h-----步距，1.5m，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=1.2=1.2×0.121=0.15

无遮拦多排模板支撑架的体形系数：

µs=µst

1-ηn

=0.15

1-0.9410

=1.15

1-η

1-0.94

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=4.62m，按地面粗糙度C类　有密集建筑群的城市市区。

风压高度变化系数µz=0.65。

支撑架顶部立杆段风荷载标准值ωk=µzµsω0=0.65×1.15×0.3=0.224kN/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=0.224×0.9=0.20kN/m

ωk—风荷载标准值,ωk=0.224kN/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

=

0.20×1.52

=0.045kN·m

10

10

风荷载引起的立杆弯矩设计值M=γQMWK=1.4×0.045=0.063kN·m

一十三、立杆稳定性验算

（一）立杆轴力设计值

支撑结构的危险等级系数（结构重要性系数）取1.05，梁模板水平杆件的危险等级系数（结构重要性系数）取1

1、梁底立杆承受梁荷载设计值：

1.05×6.29=6.60kN;

立杆承受支架自重荷载设计值：

1.05×1.2×4.62×0.156=0.91kN

梁底立杆轴向力设计值：

7.51kN;

2、梁侧立杆承受梁荷载设计值：

1.05×0.07=0.07kN;

立杆承受支架自重荷载设计值：

1.05×1.2×4.62×0.156=0.91kN

梁侧立杆承受楼板荷载设计值：

1.05×（1.2×（（24+1.5）×0.12+0.3）×0.98×0.9+1.4×2.5×0.98×0.9）=6.98kN

梁侧立杆轴向力设计值：

7.96kN;

立杆最大轴向力设计值N=7.96kN

（二）立杆计算长度

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-3水平杆连续取值。

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101900（mm4）

h—立杆步距，取1500mm

k—节点转动刚度，取35kN·m/rad

ly—立杆的y向间距，取900mm

K=

206000×101900

+

900

=0.50

1500×35×106

6×1500

ax—单元框架x向跨距与步距h之比，ax=lx/h=1/1.5=0.67

nx—单元框架的x向跨数，nx=4

x向定义：

立杆纵横向间距不同，x向分别取纵向、横向进行计算，μ取计算结果的较大值。

x向为立杆横距方向时，K=0.50，lx=1m，ly=0.9m，ax=0.67，nx=4，查表得立杆计算长度系数μ=1.48

x向为立杆纵距方向时，K=0.51，lx=0.9m，ly=1m，ax=0.60，nx=4，查表得立杆计算长度系数μ=1.42

x向取立杆横距方向，立杆计算长度系数μ=1.48

βa—扫地杆高度与悬臂长度修正系数，按附录表B-5水平杆连续取值，βa=1.05

其中a1—扫地杆高度与步距h之比，a1=0.2/1.5=0.13

a2—悬臂长度与步距h之比，a2=0.5/1.5=0.33

a—a1与a2中的较大值，a=0.33

βH—高度修正系数，架体高度4.62m,βH=1

立杆计算长度L0=βHβaμh=1×1.05×1.48×1.5=2.33m

（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7.96kN；

--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=2330/16.0=146，查表

=0.324；

L0—立杆计算长度，取2330mm，i—杆件截面回转半径,取16.0mm；

A—杆件截面积，取398mm2；f—钢材抗压强度设计值,取205N/mm2；

N

=

7.96×103

=61.728N/mm2

A

0.324×398

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7.96kN；

--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=250/1.6=156，查表

=0.287

L0—立杆计算长度，进行局部稳定性验算时，L0=（1+2a）h=（1+2×0.333）×1.5=2.50m

a—a1与a2中的较大值，a=0.333

其中a1—扫地杆高度与步距h之比，a1=0.2/1.5=0.133

a2—悬臂长度与步距h之比，a2=0.5/1.5=0.333

i—杆件截面回转半径,取1.6cm；

A—杆件截面积，取398mm2；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=0.063kN·m

W—杆件截面模量，W=4250mm3

N’E—立杆的欧拉临界力，

N’E=

π2EA

=

3.1422×206000×398

=33.26kN

λ2

1562

立杆稳定性验算如下：

7.96×103

+

0.063×106

0.287×398

4250×（1-1.1×0.287×

7.96

）

33.26

=69.686+16.035=85.721N/mm2

立杆局部稳定性验算满足要求!