模板及支架设计计算书

'附件：模板及支架设计计算书一、荷载标准值及材料参数根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008，表4.1.1，表4.1.2，表4.3.2，表5.2.2，表A.3.1-3，表A.5.2，续表B，查得以下荷载取值、荷载组合及材料参数：1.1荷载标准值1、恒荷载标准值（1）模板及支架自重标准值（G1k）：取0.5kN/m2；（2）混凝土自重标准值（G2k）：取24kN/m3；（3）钢筋自重标准值（G3k）：取1.5kN/m3；（4）新浇混凝土对模板侧面的压力标准值（G4k），按式1：；式2：计算，两者取较小值；式中：F—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）；γc—混凝土的重力密度（kN/m3）；V—混凝土的浇筑速度（m/h），按1.5m/h的浇筑速度进行计算；t0—新浇混凝土的初凝时间（h），采用t0=200/(T+15)，T为新浇混凝土的入模温度，取20℃，所以t0=200/(20+15)=5.7h；β1—外加剂影响修正系数，按照掺具有缓凝作用的外加剂考虑，取1.2；β2—混凝土塌落度影响修正系数，按照塌落度为110~150mm，取1.15；H—混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（m），均按照最不利原则考虑取构件最大值。2、活荷载标准值（1）施工人员及设备荷载标准值（Q1k）：面板与次楞计算时取2.5kN/m2，再用集中荷载2.5kN进行验算，比较两者所得的弯矩值取其大值；主楞取1.5kN/m2；立杆取1.0kN/m2。（2）振捣混凝土时产生的荷载标准值（Q2k）：水平面模板取2.0kN/m2，垂直面模板取4.0kN/m2，且作用范围在新浇混凝土侧压力的有效压头高度之内；（3）混凝土采用泵车输送，梁、墙、柱倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载标准值（Q3k），取4.0kN/m2。（4）因本工程车站为地下结构，因此不考虑风荷载对模板支架作用。37 3、荷载组合参与计算模板及其支架荷载效应组合的各项荷载的标准值组合应符合下表规定：模板及其支架荷载效应组合的各项荷载标准值组合项目参与组合的荷载类别计算承载能力验算挠度1板的模板及支架G1K+G2K+G3K+Q1KG1K+G2K+G3K2梁的底板及支架G1K+G2K+G3K+Q2KG1K+G2K+G3K3柱（边长大于300mm）、墙（厚度大于100mm）的侧面模板G4K+Q3KG4K注：1、验算挠度应采用荷载标准值，计算承载能力应采用荷载设计值。2、此表摘自《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008表4.3.22.1材料参数1、面板（覆面木胶合板）参数：抗弯强度，弹性模量。2、50×100mm、100×100mm木楞(马尾松)：抗弯强度，弹性模量，木楞分别按40×90mm、90×90mm进行计算。3、支撑：采用Φ48×3.0mmQ235钢管，。二、顶板模板计算车站顶板结构最大厚度为0.7m，面板采用18mm厚木胶合板，次楞采用50×100mm方木，间距300mm，主楞采用100×100mm方木，间距600mm；顶板支撑立杆横向间距为900mm，纵向间距为600mm（沿车站方向），立杆步距为1200mm。37 2.1荷载计算计算承载能力：1、面板及次楞活载按均布算：活载按集中算：，验算挠度：2、主楞均布：验算挠度：3、立杆均布：2.2面板计算面板宽度取b=1.0m，次楞间距即为梁跨度取m。该位置荷载取值为，均布：q1=25.52×1.0=25.52kN/m；集中：，验算挠度：1、受力简图37 q=22.02kN/mF=3.5kN/mq=25.52kN/mq=31.38kN/m2、荷载验算均布面板最大弯矩：集中面板最大弯矩：则两者取最大值，面板截面抵抗矩：面板截面惯性距：应力：<，满足要求。2、挠度验算模板挠度由式=0.677×18.35×3004/(100×8×103×4.86×105)=0.26mm<[v]=300/250=1.2mm，故能满足挠曲变形要求。2.3次楞计算次楞采用50×100mm方木，间距300mm，主楞间距即为梁跨度取m，该位置荷载取值为，均布：q1=25.52×0.3=7.656kN/m；集中：，验算挠度：1、受力简图37 F=1.05kN/mq=6.606kN/mq=7.656kN/m2、荷载验算均布次楞最大弯矩：集中次楞最大弯矩：则两者取最大值，次楞截面抵抗矩：次楞截面惯性距：应力：<，满足要求。3、挠度验算=0.677×5.505×6004/(100×1.0×104×2.43×106)=0.20mm<[v]=600/250=2.4mm，故能满足挠曲变形要求。2.4主楞计算计算承载能力：均布：验算挠度：主楞采用100×100mm，间距为600mm，支撑立杆横距即为梁跨度取m。该位置荷载取值为：均布：q1=24.12×0.6=14.47kN/m；37 验算挠度：1、受力简图q=14.47kN/m2、荷载验算均布主楞最大弯矩：主楞截面抵抗矩：主楞截面惯性距：应力：<，满足要求。3、挠度验算=0.677×11.01×9004/(100×1.0×104×5.47×106)=0.89mm<[v]=900/250=3.6mm，故能满足挠曲变形要求。2.5支撑计算支撑荷载均布：1、计算长度lo＝h+2a式中h——支撑杆长度；a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度：层高-主次楞-模板-立杆标准节-首层高=H-200-18-600n-350若大于500，采用在顶层碗扣式水平杆以上300mm处加设一道扣件式水平杆作为支架顶层水平杆，则：层高-主次楞-模板-中间步距-首层高-300=H-200-18-600n-350-300根据上式以及现场模板支撑实际配图，得出a值，见下表：部位a值备注37 顶板282mm立杆底部在中板取表中最大a值进行计算：则：h+2a=1200+282×2=1764mm2、支撑轴力验算N=q×l×b=23.42×0.6×0.9=12.65kN将此杆件（Φ48×3.0）按单钢管支柱轴心受压构件考虑：其中：N—每根立柱承受的荷载（N）A—钢管截面面积（mm2）—轴心受压稳定系数，根据钢管立柱长细比λ求得。，为钢管计算长度，为钢管回转半径，则，由《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录E查得：=0.509A=mm2≤，满足要求。三、中板模板计算板厚为400mm的中板模板体系中，面板采用18mm厚多层板，次楞采用50×100mm方木，间距300mm；主楞采用100×100mm方木，间距900mm；中板支撑立杆横向间距为900mm，纵向间距为900mm（沿车站方向），立杆步距为1200mm。3.1荷载计算计算承载能力：1、面板及次楞37 活载按均布算：活载按集中算：，验算挠度：2、主楞均布：验算挠度：3、立杆均布：3.2面板计算面板宽度取b=1.0m，次楞间距即为梁跨度取m。该位置荷载取值为，均布：q1=16.34×1.0=16.34kN/m；集中：，验算挠度：1、受力简图q=12.84kN/mF=3.5kN/mq=16.34kN/mq=31.38kN/m2、荷载验算37 均布面板最大弯矩：集中面板最大弯矩：则两者取最大值，面板截面抵抗矩：面板截面惯性距：应力：<，满足要求。3、挠度验算模板挠度由式=0.677×10.7×3004/(100×8×103×4.86×105)=0.15mm<[v]=300/250=1.2mm，故能满足挠曲变形要求。3.3次楞计算次楞采用50×100mm方木，间距300mm，主楞间距即为梁跨度取m，该位置荷载取值为，均布：q1=16.34×0.3=4.9kN/m；集中：，验算挠度：1、受力简图q=4.9kN/mq=3.85kN/mF=1.05kN/m2、荷载验算37 均布次楞最大弯矩：集中次楞最大弯矩：则两者取最大值，次楞截面抵抗矩：次楞截面惯性距：应力：<，满足要求。3、挠度验算=0.677×3.21×9004/(100×1.0×104×2.43×106)=0.59mm<[v]=900/250=3.6mm，故能满足挠曲变形要求。3.4主楞计算计算承载能力：均布：验算挠度：主楞采用100×100mm，间距为900mm，支撑立杆间距即为梁跨度取m。该位置荷载取值为：均布：q1=14.94×0.9=13.45kN/m；验算挠度：1、受力简图q=13.45kN/m2、荷载验算主楞最大弯矩：主楞截面抵抗矩：37 主楞截面惯性距：应力：<，满足要求。3、挠度验算=0.677×9.63×9004/(100×1.0×104×5.47×106)=0.78mm<[v]=900/250=3.6mm，故能满足挠曲变形要求。3.5支撑计算支撑荷载均布：1、计算长度lo＝h+2a式中h——支撑杆长度；a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度：层高-主次楞-模板-立杆标准节-首层高=H-200-18-600n-350若大于500，采用在顶层碗扣式水平杆以上300mm处加设一道扣件式水平杆作为支架顶层水平杆，则：层高-主次楞-模板-中间步距-首层高-300=H-200-18-600n-350-300根据上式以及现场模板支撑实际配图，得出a值，见下表：部位a值备注中板扩大端462mm立杆底部在底板3~20轴282mm立杆底部在底板20~26轴332mm立杆底部在底板取表中最大a值进行计算：则：则：h+2a=1200+462×2=2124mm2、支撑轴力验算N=q×l×b=14.24×0.9×0.9=11.53kN将此杆件（Φ48×3.0）按单钢管支柱轴心受压构件考虑：其中：N—每根立柱承受的荷载（N）A—钢管截面面积（mm2）37 —轴心受压稳定系数，根据钢管立柱长细比λ求得。，为钢管计算长度，为钢管回转半径，则，由《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录E查得：=0.376A=mm2≤，满足要求。四、顶板梁模板计算顶板梁以1000×1800mm为例进行计算，梁模板体系中，采用18mm厚木胶合板，次楞采用50×100mm方木，间距不超过250mm，主楞采用100×100mm方木，间距600mm；梁外侧模板采用2道φ18钢螺栓对拉，间距600mm；支撑立杆横向间距为600mm，纵向间距为600mm（沿车站方向），立杆步距为1200mm。4.1梁侧面荷载计算因为F2＜F1，应以F2=43.2kN/m2作为计算依据。计算承载能力：验算挠度：37 4.2梁侧对拉螺栓计算梁外侧模板采用2道φ18钢螺栓对拉，轴向拉力N为：N=qb/2=57.44×1.0/2=28.72kN，则：A=mm2＜所以φ18螺栓满足受力要求。4.3梁底荷载计算计算承载能力：均布：验算挠度：4.4梁底面板计算面板宽度取b=1.0m，次楞间距即为梁跨度取m。该位置荷载取值为，均布：q1=58.48×1.0=58.48kN/m；验算挠度：1、受力简图q=58.48kN/mq=31.38kN/m2、荷载验算均布面板最大弯矩：面板截面抵抗矩：面板截面惯性距：应力：<，满足要求。3、挠度验算模板挠度由式37 =0.677×46.4×2504/(100×8×103×4.86×105)=0.32mm<[v]=250/250=1.0mm，故能满足挠曲变形要求。4.5梁底次楞计算次楞采用50×100mm方木，间距250mm，主楞间距即为梁跨度取m，该位置荷载取值为，均布：q1=58.48×0.25=14.62kN/m；验算挠度：1、受力简图q=14.62kN/m2、荷载验算次楞最大弯矩：次楞截面抵抗矩：次楞截面惯性距：应力：<，满足要求。3、挠度验算=0.677×11.6×6004/(100×1.0×104×2.43×106)=0.42mm<[v]=600/250=2.4mm，故能满足挠曲变形要求。4.6梁底主楞计算主楞采用100×100mm，间距为600mm，支撑立杆间距即为梁跨度取m。该位置荷载取值为：均布：q1=58.48×0.6=35.09kN/m；验算挠度：1、受力简图37 q=35.09kN/m2、荷载验算均布主楞最大弯矩：主楞截面抵抗矩：主楞截面惯性距：应力：<，满足要求。3、挠度验算=0.677×27.84×6004/(100×1.0×104×5.47×106)=0.45mm<[v]=600/250=2.4mm，故能满足挠曲变形要求。4.7支撑计算支撑荷载按58.48kN/m2考虑。1、计算长度lo＝h+2a式中h——支撑杆长度；a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度：层高-主次楞-模板-立杆标准节-首层高=H-200-18-600n-350若大于500，采用在顶层碗扣式水平杆以上300mm处加设一道扣件式水平杆作为支架顶层水平杆，则：层高-主次楞-模板-中间步距-首层高-300=H-200-18-600n-350-300根据上式以及现场模板支撑实际配图，得出a值，见下表：部位Ha值备注顶板梁TZL15650288mm立杆底部在中板TZL25650288mm立杆底部在中板37 TZL3545088mm立杆底部在中板取表中最大a值进行计算：则：则：h+2a=1200+288×2=1776mm2、支撑轴力验算N=q×l×b=58.48×0.6×0.6=21.05kN将此杆件（Φ48×3.0）按单钢管支柱轴心受压构件考虑：其中：N—每根立柱承受的荷载（N）A—钢管截面面积（mm2）—轴心受压稳定系数，根据钢管立柱长细比λ求得。，为钢管计算长度，为钢管回转半径，则，由《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录E查得：=0.502A=mm2≤，满足要求。五、中板梁模板计算中板梁以900×1000mm中纵梁为例进行计算，梁模板体系中，采用18mm厚木胶合板，次楞采用50×100mm方木，梁侧间距250mm，梁底间距250mm，主楞采用100×100mm方木，间距900mm；梁外侧模板采用1道φ18钢螺栓对拉；支撑立杆横向间距为600mm，纵向间距为900mm（沿车站方向），立杆步距为1200mm。5.1梁侧面荷载计算37 因为F2＜F1，应以F2=24kN/m2作为计算依据。计算承载能力：验算挠度：5.2梁侧对拉螺栓计算梁外侧模板采用1道φ18钢螺栓对拉，轴向拉力N为：N=qb=34.4×0.9=30.96kN则：A=mm2＜所以φ18螺栓满足受力要求。5.3梁底荷载计算计算承载能力：均布：验算挠度：5.4梁底面板计算面板宽度取b=0.9m，次楞间距即为梁跨度取m。该位置荷载取值为，均布：q1=34×0.9=30.6kN/m；验算挠度：1、受力简图q=30.6kN/mq=31.38kN/m2、荷载验算均布面板最大弯矩：37 面板截面抵抗矩：面板截面惯性距：应力：<，满足要求。2、挠度验算模板挠度由式=0.677×23.4×3004/(100×8×103×4.37×105)=0.37mm<[v]=300/250=1.2mm，故能满足挠曲变形要求。5.5梁底次楞计算次楞采用50×100mm方木，间距250mm，主楞间距即为梁跨度取m，该位置荷载取值为，均布：q1=34×0.25=8.5kN/m；验算挠度：1、受力简图q=8.5kN/m2、荷载验算次楞最大弯矩：次楞截面抵抗矩：次楞截面惯性距：应力：<，满足要求。3、挠度验算=0.677×6.5×6004/(100×1.0×104×4.2×106)=0.13mm<[v]=600/250=2.4mm，故能满足挠曲变形要求。5.6梁底主楞计算37 主楞采用100×100mm，间距为900mm，支撑立杆间距即为梁跨度取m。该位置荷载取值为：均布：q1=34×0.9=30.6kN/m；验算挠度：1、受力简图q=30.6kN/m2、荷载验算主楞最大弯矩：主楞截面抵抗矩：主楞截面惯性距：应力：<，满足要求。3、挠度验算=0.677×23.4×6004/(100×1.0×104×5.47×106)=0.38mm<[v]=600/250=2.4mm，故能满足挠曲变形要求。5.7支撑计算支撑荷载：1、计算长度lo＝h+2a式中h——支撑杆长度；a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度：层高-主次楞-模板-立杆标准节-首层高=H-200-18-600n-350若大于500，采用在顶层碗扣式水平杆以上300mm处加设一道扣件式水平杆作为支架顶层水平杆，则：37 层高-主次楞-模板-中间步距-首层高-300=H-200-18-600n-350-300根据上式以及现场模板支撑实际配图，得出a值，见下表：部位Ha值备注中板梁扩大端5930262mm立杆底部在底纵梁上3-13轴5650282mm立杆底部在底板上14-20轴4450282mm立杆底部在底纵梁上取表中最大a值进行计算：则：则：h+2a=1200+282×2=1764mm2、支撑轴力验算N=q×l×b=34×0.6×0.9=18.36kN将此杆件（Φ48×3.0）按单钢管支柱轴心受压构件考虑：其中：N—每根立柱承受的荷载（N）A—钢管截面面积（mm2）—轴心受压稳定系数，根据钢管立柱长细比λ求得。，为钢管计算长度，为钢管回转半径，则，由《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）附录E查得：=0.509A=mm2≤，满足要求。六、侧墙、端墙模板计算标准段单侧模板体系中，采用6mm厚钢模板，次楞模采用[8#槽钢，间隔300mm，主楞采用7道[10槽钢双拼，详细构造如下图。单侧支撑架间距800mm，地锚埋设角度为45°,地锚埋设间距400mm，锚固深度750mm。37 侧墙钢模板构造图按最不利情况考虑，取站厅层最大浇筑高度5.85m计算。6.1侧压力计算1、荷载计算两者取较小值，F1＜F2，应以F1=50.86kN/m2作为计算依据。计算承载能力：验算挠度：有效压头高度h=F/γc=66.6/25=2.66m。37 6.2支架与埋件受力计算1、受力简图F2F12、分析支架受力情况：取o点的力矩为0，则：4.7×R=F1×（3.19+2.66/3）+F2×（3.19/2）则R=104.25KN其中：F1=0.5×0.7×66.6×2.66=62KN；F2=1×0.7×66.6×3.19=148.72KN3、支架侧面的合力为：F合=F1+F2=210.72为：F总2=F合2+R2=210.722+104.252则F总=235.1KN，与地面角度为：α=26.3°由F总分解成两个互为垂直的力，其中一个与地面成45度，大小为：T45°=COS(45°-α)×F总=222.69KN锚栓间距为400mm，与地面角度为：α=45°，则T45°共有2个埋件承担，其中单个埋件最大拉力为：F=T45°/2=111.35KN4、埋件强度验算预埋件为Ⅱ级钢d=25mm，埋件最小有效截面积为：A=3.14×12.52=491mm2轴心受拉应力强度：σ=F/A=111.35×103/491=226.1MPa