Temp板模板门架.docx

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Temp板模板门架

板模板（门架）计算书

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）、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》等规范编制。

一、参数信息

1.构造参数

门架型号:

MF1219；

扣件连接方式:

单扣件；

脚手架搭设高度（m）:

4.000；

承重架类型设置:

纵向支撑平行于门架；

门架横距La（m）:

1.000；

门架纵距Lb（m）:

1.000；

门架几何尺寸:

b（mm）:

1219.000，b1（mm）:

750.000，h0（mm）:

1930.000，h1（mm）:

1536.000，h2（mm）:

100，步距（m）:

1950.000；

加强杆的钢管类型:

φ48×3.5；

立杆钢管类型:

φ48×3.5；

2.荷载参数

模板自重（kN/m2）:

0.350；

混凝土自重（kN/m3）:

25.000；

钢筋自重（kN/m3）:

1.500；

3.材料参数

木材品种：

杉木；

木材弹性模量E（N/mm2）：

9000.000；

木材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

11.000；

木材抗剪强度设计值fv（N/mm2）：

1.400；

面板类型：

胶合面板；

钢材弹性模量E（N/mm2）：

210000.000；

钢材抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

205.000；

面板弹性模量E（N/mm2）：

9500.000；

面板抗弯强度设计值fm（N/mm2）：

13.000；

4.楼板参数

钢筋级别:

二级钢HRB335（20MnSi）；楼板混凝土强度等级:

C25；

每层标准施工天数:

5；每平米楼板截面的钢筋面积（mm2）:

1440.000；

楼板的计算宽度（m）:

4.000；楼板的计算厚度（mm）:

100.000；

楼板的计算长度（m）:

4.500；施工平均温度（℃）:

15；

5.板底模板参数

板底横向支撑类型：

方木；

板底横向方木截面宽度（mm）：

60.000；

板底横向方木截面高度（mm）：

80.000；

板底纵向方木截面宽度（mm）：

60.000；

板底纵向方木截面高度（mm）：

80.000；

板底横向支撑间隔距离（mm）：

250.000；

面板厚度（mm）：

20.000；

二、板底模板计算

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、施工荷载；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。

1.抗弯强度验算

计算公式如下:

其中，M--面板计算最大弯距（N.mm）；

l--计算跨度（板底横向支撑间距）:

l=250.000mm；

q--作用在模板上的压力线荷载，它包括:

新浇混凝土及钢筋荷载设计值

q1:

1.2×（25.000+1.500）×0.100×1.000×0.90=2.862kN/m；

模板结构自重荷载：

q2:

1.2×0.350×1.000×0.90=0.378kN/m

施工时与设备产生的荷载设计值

q3:

1.4×1.000×1.000×0.90=1.260kN/m；

q=q1+q2+q3=2.862+0.378+1.260=4.500kN/m；

面板的最大弯距：

M=0.1×4.500×250.0002=28125.000N.mm；

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中，σ--面板承受的应力（N/mm2）；

M--面板计算最大弯距（N.mm）；

W--面板的截面抵抗矩

b:

面板截面宽度，h:

面板截面厚度；

W=1.000×103×20.0002/6=66666.667mm3；

f--面板截面的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=13.000N/mm2；

面板截面的最大应力计算值：

σ=M/W=28125.000/66666.667=0.422N/mm2；

面板截面的最大应力计算值:

σ=0.422N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2，满足要求！

2.挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下:

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=（25.000+1.500）×0.100×1.000=2.650N/mm；

l--计算跨度（板横向支撑间距）:

l=250.000mm；

E--面板的弹性模量:

E=9500.000N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=1.000×102×（20.000/10）3/12=66.667cm4；

面板的最大允许挠度值:

[ω]=250.000/250=1.000mm；

面板的最大挠度计算值:

ω=0.677×2.650×250.0004/（100×9500.000×666666.667）=0.011mm；

面板的最大挠度计算值:

ω=0.011mm小于面板的最大允许挠度值:

[ω]=1.000mm，满足要求！

三、板底纵、横向支撑计算

（一）、板底横向支撑计算

本工程板底横向支撑采用方木60.000mm×80.000mm。

强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和施工及设备荷载；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。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1:

=25.000×0.100×0.250=0.625kN/m；

（2）模板的自重荷载（kN/m）：

q2:

=0.350×0.250=0.088kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值（kN）：

经计算得到，活荷载标准值

P1:

=1.000×1.000×0.250=0.250kN；

均布荷载设计值：

q=1.2×0.625×0.90+1.2×0.088×0.90=0.770kN/m；

集中荷载设计值：

P=1.4×0.250×0.90=0.315kN；

均布荷载标准值：

q=0.625+0.088=0.713kN/m；

集中荷载标准值：

P=P1=0.250kN；

2.抗弯强度验算：

最大弯矩计算公式如下:

其中，M--计算最大弯距（N.mm）；

l--计算跨度（门架纵距）；l=1000.000mm；

q--作用在模板上的均布荷载设计值；q=0.770kN/m

p--作用在模板上的集中荷载设计值；p=0.315kN

最大弯距：

M=0.315×1.000/4+0.770×1.0002/8=0.175kN.m；

按以下公式进行板底横向支撑抗弯强度验算：

其中，σ--板底横向支撑承受的应力（N/mm2）；

M--板底横向支撑计算最大弯距（N.mm）；

W--板底横向支撑的截面抵抗矩

b:

板底横向支撑截面宽度，h:

板底横向支撑截面厚度；

W=60.000×80.0002/6=64000.000mm3

f--板底横向支撑截面的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=11.000N/mm2；

板底横向支撑截面的最大应力计算值：

σ=M/W=0.175×106/64000.000=2.733N/mm2；

木方的最大应力计算值2.733N/mm2小于木方抗弯强度设计值11.000N/mm2，满足要求！

3.抗剪强度验算

最大剪力的计算公式如下：

截面抗剪强度必须满足：

其中最大剪力:

V=0.315/2+0.770×1.000/2=0.542kN；

板底横向支撑受剪应力计算值T=3×0.542×103/（2×60.000×80.000）=0.169N/mm2；

板底横向支撑抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2；

板底横向支撑的受剪应力计算值:

T=0.169N/mm2小于木方抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2，满足要求！

4.挠度验算：

最大挠度考虑为静荷载最不利分配的挠度，计算公式如下:

其中，ω--计算最大挠度（N.mm）；

l--计算跨度（门架纵距）；l=1000.000mm；

q--作用在模板上的均布荷载标准值；q=0.713kN/m；

E--板底横向支撑弹性模量；E=9000.000kN/m；

I--板底横向支撑截面惯性矩；I=2560000.000kN/m；

板底横向支撑最大挠度计算值

ω=5×0.713×1000.0004/（384×9000.000×2560000.000）=0.403mm；

板底横向支撑的最大允许挠度[ω]=1000.000/250=4.000mm；

板底横向支撑的最大挠度计算值:

ω=0.403mm小于板底横向支撑的最大允许挠度[ω]=4.000mm，满足要求！

（二）、板底纵向支撑计算

本工程板底纵向支撑采用方木60.000mm×80.000mm。

强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和施工及设备的荷载；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。

1.抗弯强度及挠度验算：

板底纵向支撑，按集中荷载三跨连续梁计算（附计算简图）：

板底纵向支撑所受荷载P=0.770×1.219+0.315=1.253kN

板底纵向支撑计算简图

板底纵向支撑梁弯矩图（kN.m）

板底纵向支撑梁剪力图（kN）

板底纵向支撑梁变形图（mm）

最大弯矩：

M=0.652kN.m

最大剪力：

V=4.062kN

最大变形（挠度）：

ω＝3.682mm

按以下公式进行板底纵向支撑抗弯强度验算：

其中，σ--板底纵向支撑承受的应力（N/mm2）；

M--板底纵向支撑计算最大弯距（N.mm）；

W--板底纵向支撑的截面抵抗矩:

b:

板底纵向支撑截面宽度，h:

板底纵向支撑截面厚度；

W=60.000×80.0002/6=64000.000mm3

[f]--板底纵向支撑截面的抗弯强度设计值（N/mm2）；[f]=11.000N/mm2

[ω]--最大容许挠度（mm）[ω]=1219.000/250=4.876mm；

板底横向支撑截面的最大应力计算值：

σ=M/W=0.652×106/64000.000=10.182N/mm2

木方的最大应力计算值10.182N/mm2小于木方抗弯强度设计值11.000N/mm2，满足要求！

板底纵向支撑的最大挠度计算值:

ω=3.682mm小于板底横向支撑的最大允许挠度[ω]=4.876mm，满足要求！

3.抗剪强度验算

截面抗剪强度必须满足:

板底纵向支撑受剪应力计算值:

T=3×4.062×103/（2×60.000×80.000）=1.269N/mm2；

板底纵向支撑抗剪强度设计值[fv]=1.400N/mm2；

板底纵向支撑的受剪应力计算值1.269N/mm2小于木方抗剪强度设计值1.400N/mm2，满足要求！

四、门架荷载计算

1.静荷载计算

静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架自重产生的轴向力（kN/m）

门架的每跨距内，每步架高内的构配件及其重量分别为：

门架MF12191榀1×0.224=0.224KN

交叉支撑2副2×0.04=0.080KN

连接棒2个2×0.006=0.012KN

锁臂2副2×0.009=0.018KN

合计0.334KN

经计算得到，每米高脚手架自重合计NGk1=0.171kN/m。

（2）加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力NGK2（kN/m）

剪刀撑采用φ48.0×3.5mm钢管，按照5步4跨设置

剪刀撑与水平面夹角：

α=arctg（（4×1.950）/（5×1.000））=57.339

每米脚手架高中剪刀撑自重：

2×0.038×（5×1.000）/cosα/（4×1.950）=0.069kN/m；

水平加固杆采用φ48.0×3.5mm钢管，按照5步4跨设置，每米脚手架高中水平加固杆自重：

0.038×（5×1.000）/（4×1.950）=0.024kN/m；

每跨内的直角扣件4个，旋转扣件4个，每米高的扣件自重：

（4×0.0135+4×0.0145）/1.950=0.057kN/m；

每米高的附件重量为0.010kN/m；

每米高的栏杆重量为0.020kN/m；

经计算得到，每米高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计NGk2=0.181kN/m；

（3）板钢筋混凝土、模板及板底支撑等产生的轴向力NGK3（kN）

1）钢筋混凝土梁自重（kN）：

（25.000+1.500）×0.100×1.000×（1.000+1.219）=5.880kN；

2）模板的自重荷载（kN）：

0.350×1.000×（1.000+1.219）=0.777kN；

经计算得到，板钢筋混凝土、模板及板底支撑等产生的轴向力合计NGk3=6.657kN/m；

静荷载标准值总计为:

NG=（NGK1+NGK2）×H+NGk3=（0.171+0.181）×4.000+6.657=8.066kN；

2.活荷载计算

活荷载为施工荷载标准值（kN）：

经计算得到，活荷载标准值:

NQ=1.000×1.000×（1.000+1.219）=2.219kN；

五、立杆的稳定性计算:

作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式（不组合风荷载）

其中NG--每米高脚手架的静荷载标准值，NG=8.066kN；

　　NQ--脚手架的活荷载标准值，NQ=2.219kN；

　　H--脚手架的搭设高度，H=4.000m。

经计算得到，N=12.786kN。

门式钢管脚手架的稳定性按照下列公式计算

其中N--作用于一榀门架的轴向力设计值，N=12.786kN；

　　Nd--一榀门架的稳定承载力设计值（kN）；

一榀门架的稳定承载力设计值以下公式计算

其中Φ--门架立杆的稳定系数,由长细比kho/i查表得到，Φ=0.566；

　　k--调整系数，k=1.130；

　　i--门架立杆的换算截面回转半径，i=2.116cm；

　　h0--门架的高度，h0=1.930m；

　　I0--门架立杆的截面惯性矩，I0=12.190cm4；

　　A1--门架立杆的截面面积，A1=4.890cm2；

　　h1--门架加强杆的高度，h1=1.536m；

　　I1--门架加强杆的截面惯性矩，I1=12.190cm4；

　　f--门架钢材的强度设计值，f=205.00N/mm2。

　　A--一榀门架立杆的截面面积，A=9.780cm2；

　　A=2×A1=2×4.890=9.780cm2；

　　I--门架立杆的换算截面惯性矩，I=21.891cm4；

　　I=I0+h1/h0×I1=12.190+1.536/1.930×12.190=21.891cm4

经计算得到，Nd=113.477kN。

立杆的稳定性计算N＜Nd，满足要求！

六、楼板强度的计算:

1.楼板强度计算说明

验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板的跨度取4.500M,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。

宽度范围内配置Ⅱ级钢筋,配置面积As=1440.000mm2,fy=300.000N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=4000.000mm×100.000mm,截面有效高度ho=80.000mm。

按照楼板每5天浇筑一层，所以需要验算5天、10天、15天...的承载能力是否满足荷载要求，其计算简图如下：

2.验算楼板混凝土5天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边4.5m,短边为4.0m；

楼板计算跨度范围内设5×5排脚手架，将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。

第2层楼板所需承受的荷载为

q=2×1.2×[0.350+（25.000+1.500）×20.000×10-3]+

1×1.2×[（0.171+0.181）×4.000×5×5/4.5/4.0）]+

1.4×1.000=5.861kN/m2；

单元板带所承受均布荷载q=4.5×5.861=26.374kN/m；

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0596×26.374×4.02=25.169kN.m；

因平均气温为15℃，查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线

得到5天龄期混凝土强度达到48.30%,C25混凝土强度在5天龄期近似等效为C12.075。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=5.748N/mm2；

则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=As×fy/（b×ho×fcm）=1440.000×300.000/（4000.000×80.000×5.748）=0.235

查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为

αs=αs=ξ（1-0.5ξ）=0.235×（1-0.5×0.235）=0.207

此时楼板所能承受的最大弯矩为:

M1=αs×b×ho2×fcm=0.207×4000.000×80.0002×5.748×10-6=30.501kN.m；

结论：

由于∑Mi=30.501＞Mmax=25.169

所以第5天楼板强度足以承受上面楼层传递下来的荷载。

第2层以下的模板支撑可以拆除。