梁模板工程施工方案计算2.docx

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梁模板工程施工方案计算2

梁模板工程施工方案计算书

工程名称：

山东农大肥业科技有限公司年产5万吨黄腐酸钾生产车间项目

编制人：

日期：

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、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

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、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号

14、《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

0.3m

梁截面高度

0.6m

支架高度

8.45m

楼板厚度

0.12m

板底立杆纵距la

1m

板底立杆横距lb

1m

梁立杆纵距

梁长度方向立杆纵距取1/2板底立杆纵距，0.5m

梁侧与梁底立杆横距

梁下设置1根立杆,间距450,450mm

钢管类型

φ48×3.0mm

水平杆最大步距

1.5m

顶步步距

1.24m

梁底步距是否加密

不加密

立杆伸出顶层水平杆长度a

0.5m

扫地杆离地高度

0.2m

面板

15mm厚木胶合板

梁底次楞

50×100mm方木，3根

梁底主楞

单钢管

梁侧次楞

50×100mm方木，间距200mm

梁侧主楞

双钢管，间距500mm

穿梁螺栓

穿梁螺栓直径12mm，间距：

500mm×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6跨，横距方向6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

0.124kN/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

山东泰安，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

=24×0.6=14.4kN/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0.6m；

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14.4kN/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=0.20m。

2、荷载计算

新浇筑混凝土对模板的侧压力标准值G4k=14.4kN/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=（1.2×14.4+1.4×2）×1=20.08KN/m

q2=（1.35×14.4+1.4×0.7×2）×1=21.4KN/m

取较大值q=21.4KN/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=0.1×21.4×0.202=0.09kN·m

面板抗弯强度设计值f=12.5N/mm2；

σ=

Mmax

=

0.09×106

=2.4N/mm2

W

37500

面板强度满足要求!

（二）挠度验算

q=1×14.4=14.4kN/m；

面板最大容许挠度值:

200/400=0.5mm；

面板弹性模量:

E=4500N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×14.400×2004

=0.12mm<0.5mm

100EI

100×4500×281250

满足要求!

五、梁侧模板次楞验算

次楞采用50×100mm（宽度×高度）方木，间距：

0.2m,截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:

截面抵抗矩W=50×100×100/6=83333mm3；

截面惯性矩I=50×100×100×100/12=4166667mm4；

（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=0.5m。

2、荷载计算

新浇筑混凝土对模板的侧压力标准值G4k=14.4kN/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=（1.2×14.4+1.4×2）×0.2=4.016KN/m

q2=（1.35×14.4+1.4×0.7×2）×0.2=4.28KN/m

取较大值q=4.28KN/m作为设计依据。

3、强度验算

计算最大弯矩：

Mmax=0.1ql2=0.1×4.28×0.52=0.107kN·m

最大支座力：

1.1ql=1.1×4.28×0.5=2.35kN

次楞抗弯强度设计值[f]＝17N/mm2。

σ=

Mmax

=

0.107×106

=1.284N/mm2<17N/mm2

W

83333

满足要求!

（二）抗剪强度验算

次楞最大剪力设计值V1=0.6q1l=0.6×4.28×0.5=1.284kN

木材抗剪强度设计值fv=1.6N/mm2；

抗剪强度按下式计算:

τ=

3V

=

3×1.284×103

=0.385N/mm2

2bh

2×50×100

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=14.4×0.2=2.88kN/m；

次楞最大容许挠度值=500/250=2mm；

次楞弹性模量:

E=10000N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×2.88×5004

=0.029mm<2mm

100EI

100×10000×4166667

满足要求!

六、梁侧模板主楞验算

主楞采用双钢管，间距：

0.5m，截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:

截面抵抗矩W=8990mm3；

截面惯性矩I=215700mm4；

（一）强度验算

1、主楞承受次楞传递的集中荷载P=2.35kN，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=0.212kN·m

主楞抗弯强度设计值[f]＝205N/mm2。

σ=

Mmax

=

0.212×106

=

23.582N/mm2<205N/mm2

W

8990

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=1.584kN，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=0.034mm<2.7mm。

满足要求!

（三）悬挑段强度验算

穿梁螺栓距梁底距离150mm，次楞间距200mm，

弯矩M=2.35×0.15=0.35kN·m

主楞抗弯强度设计值[f]＝205N/mm2。

σ=

M

=

0.35×106

=

38.932N/mm2<205N/mm2

W

8990

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=1.584kN，主楞弹性模量:

E=206000N/mm2。

容许挠度值：

150×2/400=0.8mm；

经计算主楞最大挠度Vmax=0.059mm<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——侧模板承受的荷载设计值：

Fs=0.95（rGG4k＋rQQ2k）=0.95×（1.2×14.4+1.4×2）=19.08kN。

N=0.50×0.40×19.08=3.82kN。

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=3.82kN。

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0.5m作为计算单元。

面板的截面抵抗矩W=50×1.5×1.5/6=18.75cm3；

截面惯性矩I=50×1.5×1.5×1.5/12=14.063cm4；

（一）强度验算

1、梁底次楞为3根，面板按两跨连续板计算，其计算跨度取梁底次楞间距，L=0.15m。

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×（24×0.6+1.5×0.6+0.3）+1.4×2.5]×0.5=11.11kN/m

q2=[1.35×（24×0.6+1.5×0.6+0.3）+1.4×0.7×2.5]×0.5=11.76kN/m

根据以上两者比较应取q=11.76kN/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=0.66kN;R2=2.2kN;R3=0.66kN;

最大弯矩Mmax=0.033kN·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

=

0.033×106

=

1.760N/mm2<12.5N/mm2

W

18.75×103

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=0.5×（24×0.6＋1.5×0.6＋0.3+2.5）=9.05kN/m；

面板弹性模量:

E=4500N/mm2；

经计算，最大变形Vmax=0.038mm

梁底模板的最大容许挠度值:

150/400=0.4mm；

最大变形Vmax=0.038mm<0.4mm

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50mm，高度100mm。

次楞的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5×10×10/6=83.333cm3；

I=5×10×10×10/12=416.667cm4；

（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=0.5m。

次楞计算简图

荷载设计值q=2.20/0.5=4.400kN/m；

最大弯距Mmax=0.1ql2=0.1×4.400×0.52=0.110kN·m；

次楞抗弯强度设计值[f]=17N/mm2；

σ=

Mmax

=

0.110×106

=1.320N/mm2<17N/mm2

W

83.333×103

次楞抗弯强度满足要求！

（二）抗剪强度验算

V=0.6ql=0.6×4.400×0.5=1.320kN

木材抗剪强度设计值fv=1.6N/mm2；

抗剪强度按下式计算:

τ=

3V

=

3×1.320×103

=0.40N/mm2

2bh

2×50×100

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=500/250=2mm；

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=1.697/0.5=3.394N/mm；

次楞弹性模量:

E=10000N/mm2；

ν=

0.677ql4

=

0.677×3.394×5004

=0.034mm<2mm

100EI

100×10000×416.667×104

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=8.99cm3，截面惯性矩I=21.57cm4，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=0.1kN;R2=3.33kN;R3=0.1kN;

最大弯矩Mmax=0.055kN·m；

材料抗弯强度设计值[f]（N/mm2）=205N/mm2；；

抗弯强度按下式验算：

σ=

Mmax

=

0.055×106

=6.118N/mm2<205N/mm2

W

8.99×103

梁底主楞抗弯强度满足要求!

（二）挠度验算

构件最大容许挠度值:

L/150=450/150=3.0mm或10mm；

经计算的最大变形值Vmax=0.009mm<3.0mm

梁底主楞挠度满足要求!

一十一、可调托撑承载力和扣件抗滑移验算

通过可调托撑传递给梁底立杆的最大荷载设计值为3.33kN，可调托撑受压承载力设计值为40kN。

通过扣件传递给梁侧立杆的荷载设计值为0.10kN，扣件抗滑承载力设计值为8kN，满足要求。

3.33kN<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，按山东泰安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）=1.2×0.108/（0.5×1.5）=0.173

式中An--一步一跨范围内的挡风面积，An=（la+h+0.325lah）d=0.108m2

la----立杆间距，0.5m，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=1.2×0.173=0.21

无遮拦多排模板支撑架的体形系数：

µs=µst

1-ηn

=0.21

1-0.8810

=1.26

1-η

1-0.88

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=5m，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=0.65×1.26×0.3=0.246kN/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=0.246×1=0.25kN/m

ωk—风荷载标准值,ωk=0.246kN/m2,la—立杆纵向间距，la=1m

风荷载引起的立杆弯矩标准值MWK=MLK

MLK=

PWKh2

=

0.25×1.52

=0.056kN·m

10

10

风荷载引起的立杆弯矩设计值M=γQMWK=1.4×0.056=0.078kN·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：

1.05×3.33=3.50kN;

立杆承受支架自重荷载设计值：

1.05×1.2×8.45×0.124=1.32kN

梁底立杆轴向力设计值：

4.82kN;

2、梁侧立杆承受梁荷载设计值：

1.05×0.10=0.11kN;

立杆承受支架自重荷载设计值：

1.05×1.2×8.45×0.124=1.32kN

梁侧立杆承受楼板荷载设计值：

1.05×（1.2×（（24+1.5）×0.12+0.3）×0.80×0.5+1.4×2.5×0.80×0.5）=3.16kN

梁侧立杆轴向力设计值：

4.59kN;

立杆最大轴向力设计值N=4.82kN

（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107800（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1000mm

K=

206000×107800

+

1000

=0.53

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=6

x向定义：

立杆纵横向间距相同，x向为单元框架立杆跨数大的方向，取板底立杆纵距方向（延梁长度方向）。

根据以上参数查表，立杆计算长度系数μ=1.86

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=1.03

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8.45m,βH=1.08

立杆计算长度L0=βHβaμh=1.08×1.03×1.86×1.5=3.10m

（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4.82kN；

--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=3100/15.90=195，查表

=0.189；梁处支撑结构单元框架加密，加密区立杆的稳定系数φ=0.8φ=0.8×0.189=0.15验算长细比时，计算长度取最大步距，λ=1500/15.90=94.3<180，立杆长细比满足要求！

L0—立杆计算长度，取3100mm，i—杆件截面回转半径,取15.90mm；

A—杆件截面积，取424mm2；f—钢材抗压强度设计值,取205N/mm2；

N

=

4.82×103

=75.786N/mm2

A

0.15×424

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4.82kN；

--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=250/1.59=157，查表

=0.284

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1.59cm；

A—杆件截面积，取424mm2；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=0.078kN·m

W—杆件截面模量，W=4490mm3

N’E—立杆的欧拉临界力，

N’E=

π2EA

=

3.1422×206000×424

=34.98kN

λ2

1572

立杆稳定性验算如下：

4.82×103

+

0.078×106

0.284×424

4490×（1-1.1×0.284×

4.82

）

34.98

=40.028+18.153=58.181N/mm2

立杆局部稳定性验算满足要求!

一十四、支撑结构地基承载力验算

1、支承于地基土上时，地基承载力设计值fg按下式计算：

fg=kcfak

fak——地基承载力特征值，按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的规定确定，地基土类型为粘性土，取fak=120kN/m2

kc——地基承载力调整系数，kc=0.5

地基承载力设计值fg=120×0.5=60kN/m2

2、计算立杆基础底面积Ag

立杆下设置垫板，垫板作用长度1m，作用宽度0.3m，立杆基础底面积取垫板作用面积。

立杆基础底面积Ag=1×0.3=0.3m2

3、支撑结构传至立杆基础底面的轴力设计值N=4.82kN

4、立杆基础底面的平均压力设计值P按下式计算：

P=

N

=

4.82

=16.07kN/m2

Ag

0.3

地基承载力满足要求!

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