H型钢梁计算书.docx

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H型钢梁计算书

梁模板工程施工方案计算书

工程名称：

演示工程

施工单位：

某建设集团

编制人：

张##

日期：

一、

编制依据

1、工程施工图纸及现场概况

2、《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011

3、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

4、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

5、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011年版）

6、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

7、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）

8、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

9、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

10、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）

11、《木结构设计规范》（GB50005-2003）

12、《混凝土模板用胶合板》GB/T17656-2008

13、《建筑施工手册》第四版（缩印本）

14、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）

15、《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）

16、建书脚手架和模板计算软件（建科评［2007］028号）

二、工程参数

梁与支架参数

梁截面宽度

0.6m

梁截面高度

1.6m

支架高度

33.78m

楼板厚度

0.12m

立杆梁跨度方向间距la

0.8m

钢管类型

φ48×3.0m

梁两侧与梁底立杆

梁两侧立杆间距1.2m,梁下设置2根立杆,间距430mm

水平杆最大步距

1.5m

顶步步距

1.4m

立杆伸出水平杆长度a

0.2m

面板

14mm厚木胶合板

梁底次楞

60×80mm方木，8根

梁底主楞

双钢管

梁侧次楞

60×80mm方木，间距160mm

梁侧主楞

两根双钢管，间距400mm

穿梁螺栓

穿梁螺栓直径14mm，间距：

400mm×320mm

荷载参数

永久荷载

新浇砼自重

25kN/m3

钢筋自重

5kN/m3

面板次楞自重

0.5kN/m2

支架自重

0.149kN/m

可变荷载

施工人员及设备荷载

4kN/m2

混凝土下料产生的水平荷载

4kN/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:

=0.28×25×5×1.2×1.22=51.24kN/m2

=25×1.6=40kN/m2

其中γc--混凝土的重力密度，取25kN/m3；

t0--新浇混凝土的初凝时间，取5小时；

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1.6m；

β--混凝土坍落度影响修正系数，取1.2。

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40kN/m2。

四、梁侧模板面板验算

面板采用木胶合板，厚度为14mm，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=1000×14×14/6=32667mm3；

截面惯性矩I=1000×14×14×14/12=228667mm4；

（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=0.16m。

2、荷载计算

新浇筑混凝土对模板的侧压力标准值G4k=40kN/m2，砼下料产生的水平荷载标准值Q2K=4kN/m2。

均布线荷载设计值为：

q=（1.35×0.9×40+1.4×0.9×4）×1=53.64KN/m

3、强度验算

施工荷载为均布线荷载：

M1=0.1q1l2=0.1×53.64×0.162=0.14KN·m

面板抗弯强度设计值f=12.5N/mm2；

σ=

Mmax

=

0.14×106

=4.29N/mm2

W

32667

面板强度满足要求!

（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，故其作用效应的线荷载计算如下：

q=1×40=40KN/m；

面板最大容许挠度值:

160/400=0.4mm；

面板弹性模量:

E=4500N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×40.000×1604

=0.17mm<0.4mm

100EI

100×4500×228667

满足要求!

五、梁侧模板次楞验算

次楞采用60×80mm（宽度×高度）方木，间距：

0.16m,截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:

截面抵抗矩W=60×80×80/6=64000mm3；

截面惯性矩I=60×80×80×80/12=2560000mm4；

（一）强度验算

1、次楞承受面板传递的荷载，按均布荷载作用下三跨连续梁计算，其计算跨度取主楞间距，L=0.4m。

2、荷载计算

新浇筑混凝土对模板的侧压力标准值G4k=40kN/m2，砼下料产生的水平荷载标准值Q2K=4kN/m2。

均布线荷载设计值为：

q=（1.35×0.9×40+1.4×0.9×4）×0.16=8.582KN/m

3、强度验算

计算最大弯矩：

Mmax=0.1ql2=0.1×8.582×0.42=0.137kN·m

最大支座力：

1.1ql=1.1×8.582×0.4=3.78kN

次楞抗弯强度设计值[f]＝13.6N/mm2。

Σ=

Mmax

=

0.137×106

=2.141N/mm2<13.6N/mm2

W

64000

满足要求!

（二）抗剪强度验算

次楞最大剪力设计值V1=0.6q1l=0.6×8.582×0.4=2.060KN

木材抗剪强度设计值fv=4.8N/mm2；

抗剪强度按下式计算:

τ=

3V

=

3×2.060×103

=0.644N/mm2

2bh

2×60×80

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=40×0.16=6.4KN/m；

次楞最大容许挠度值=400/400=1mm；

次楞弹性模量:

E=8000N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×6.4×4004

=0.054mm<1mm

100EI

100×8000×2560000

满足要求!

六、梁侧模板主楞验算

主楞采用双钢管，间距：

0.4m，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:

截面抵抗矩W=8980mm3；

截面惯性矩I=215600mm4；

（一）强度验算

1、主楞承受次楞传递的集中荷载P=3.78kN，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=0.32m。

主楞计算简图（kN）

主楞弯矩图（kN.m）

2、强度验算

最大弯矩Mmax=0.272kN·m

主楞抗弯强度设计值[f]＝205N/mm2。

σ=

Mmax

=

0.272×106

=

30.290N/mm2<205N/mm2

W

8980

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=2.816kN，主楞弹性模量:

E=206000N/mm2。

主楞最大容许挠度值：

320/400=0.8mm；

经计算主楞最大挠度Vmax=0.031mm<0.8mm。

满足要求!

（三）悬挑段强度验算

穿梁螺栓距梁底距离160mm，次楞间距160mm，

弯矩M=3.78×0.16=0.60kN·m

主楞抗弯强度设计值[f]＝205N/mm2。

σ=

M

=

0.60×106

=

66.815N/mm2<205N/mm2

W

8980

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=2.816kN，主楞弹性模量:

E=206000N/mm2。

容许挠度值：

160×2/400=0.8mm；

经计算主楞最大挠度Vmax=0.116mm<0.8mm。

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——新浇混凝土作用于模板上的侧压力、振捣混凝土对垂直模板产生的水平荷载或倾倒混凝土时作用于模板上的侧压力设计值：

Fs=0.95（rGG4k＋rQQ2k）=0.95×（1.2×40+1.4×4）=50.92kN。

N=0.40×0.32×50.92=6.52kN。

对拉螺栓可承受的最大轴向拉力设计值Ntb：

Ntb=AnFtb

An——对拉螺栓净截面面积

Ftb——螺栓的抗拉强度设计值

本工程对拉螺栓采用M14，其截面面积An=105.0mm2，可承受的最大轴向拉力设计值Ntb=17.85kN>N=6.52kN。

满足要求!

八、梁底模板面板验算

面板采用木胶合板，厚度为14mm。

取梁底主楞间距0.8m作为计算单元。

面板的截面抵抗矩W=80×1.4×1.4/6=26.133cm3；

截面惯性矩I=80×1.4×1.4×1.4/12=18.293cm4；

（一）强度验算

1、梁底次楞为8根，面板按多跨连续板计算，其计算跨度取梁底次楞间距，L=0.086m。

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×（25×1.6+5×1.6+0.5）+1.4×2]×0.8=48.80kN/m

q2=[1.35×（25×1.6+5×1.6+0.5）+1.4×0.9×2]×0.8=54.40kN/m

根据以上两者比较应取q=54.40kN/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：

N1=1.845kN;N2=5.304kN;N3=4.514kN;N4=4.711kN;N5=4.711kN;N6=4.514kN;N7=5.304kN;N8=1.845kN;

最大弯矩Mmax=0.043kN.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

=

0.043×106

=

1.645N/mm2<12.5N/mm2

W

26.133×103

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，故其作用效应的线荷载计算如下：

q=0.8×（25×1.6＋5×1.6＋0.5）=38.80kN/m；

面板弹性模量:

E=4500N/mm2；

经计算，最大变形Vmax=0.017mm

梁底模板的最大容许挠度值:

86/400=0.2mm；

最大变形Vmax=0.017mm<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60mm，高度80mm。

次楞的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=6×8×8/6=64cm3；

I=6×8×8×8/12=256cm4；

（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=0.8m。

次楞计算简图

荷载设计值q=5.304/0.8=6.630kN/m；

最大弯距Mmax=0.1ql2=0.1×6.630×0.82=0.424kN.m；

次楞抗弯强度设计值[f]=13.6N/mm2；

σ=

Mmax

=

0.424×106

=6.625N/mm2<13.6N/mm2

W

64×103

次楞抗弯强度满足要求！

（二）抗剪强度验算

V=0.6ql=0.6×6.630×0.8=3.182KN

木材抗剪强度设计值fv=4.8N/mm2；

抗剪强度按下式计算:

τ=

3V

=

3×3.182×103

=0.99N/mm2

2bh

2×60×80

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/400=800/400=2mm；

验算挠度时不考虑可变荷载值，只考虑永久荷载标准值:

q=3.783/0.8=4.729N/mm；

次楞弹性模量:

E=8000N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×4.729×8004

=0.640mm<2mm

100EI

100×8000×256×104

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=8.98cm3

截面惯性矩I=21.56cm4

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：

N1=16.37kN;N2=16.38kN;

最大弯矩Mmax=1.047kN.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

=

1.047×106

=116.592N/mm2<205N/mm2

W

8.98×103

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/400=430/400=1.1mm或10mm；

经计算，主楞的最大变形Vmax=0.449mm<1.1mm

主楞挠度满足要求!

一十一、立杆稳定性验算

（一）风荷载计算

因在室外露天支模，故需要考虑风荷载。

基本风压按山东淄博市张店10年一遇风压值采用，ω0=0.3kN/m2。

模板支架计算高度H=33.78m，按地面粗糙度B类　田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。

风压高度变化系数µz=1。

计算风荷载体形系数：

将模板支架视为桁架，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》表7.3.1第32项和36项的规定计算。

模板支架的挡风系数=1.2×An/（la×h）=1.2×0.129/（0.8×1.5）=0.129

式中An=（la+h+0.325lah）d=0.129m2

An----一步一跨内钢管的总挡风面积。

la----立杆间距，0.8m

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-----模板支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=1.2×0.129=0.15

无遮拦多排模板支撑架的体形系数：

µs=µst

1-ηn

=0.15

1-0.943

=0.42

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。

风荷载标准值ωk=µzµsω0=1×0.42×0.3=0.126kN/m2

风荷载产生的弯矩标准值：

Mw=

0.92×1.4ωklah2

=

0.92×1.4×0.126×0.8×1.52

=0.026kN·m

10

10

（二）立杆轴心压力设计值N计算

上部梁传递的最大荷载设计值：

16.383kN；

立杆承受支架自重荷载设计值：

1.35×33.78×0.149=6.795kN

立杆轴心压力设计值N：

16.383+6.795=23.178kN；

（三）立杆稳定性计算

立杆的稳定性计算公式:

N

+

Mw

≤f

A

W

N----轴心压力设计值（kN）：

N=23.178kN；

φ----轴心受压稳定系数,由长细比λ=Lo/i查表得到；

L0---立杆计算长度（m），L0=k1k2（h+2a），h:

顶步步距，取1.4m;a:

模板支架立杆伸出顶层水平杆中心线至模板支撑点的长度，取0.2m;k1k2为计算长度附加系数，按下表取用，k1=1.167，k2=1.096，L0=2.30m。

i----立杆的截面回转半径（cm）,i=1.59cm；

A----立杆截面面积（cm2）,A=4.24cm2；

Mw----风荷载产生的弯矩标准值；

W----立杆截面抵抗矩（cm3）：

W=4.49cm3；

f----钢材抗压强度设计值N/mm2,f=205N/mm2；

立杆长细比计算：

λ=Lo/i=230/1.59=145<150，长细比满足要求!

按照长细比查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.328；

N

+

Mw

=

23.178×103

+

0.026×106

=166.662+5.791=172.453N/mm2

A

W

0.328×4.24×102

4.49×103

立杆稳定性满足要求!

但因施工现场不确定因素较多，建议立杆承载力控制在20KN以下！

一十二、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=23.178kN

2、垫木底面面积A

垫木作用长度0.75m，垫木宽度0.3m，垫木面积A=0.75×0.3=0.23m2

3、地基土为9，其承载力设计值fak=200kN/m2

立杆垫木地基土承载力折减系数mf=1

4、验算地基承载力

立杆底垫木的底面平均压力

P=

N

=

23.178

=100.77kN/m2

A

0.23

满足要求!

。