现浇板模板计算书

'板模板(扣件钢管高架)计算书华景国际1#2#3#楼工程；属于框剪结构;地上26层;地下1层；建筑高度：80.00m；一层层高：6.00m；总建筑面积：44875.00平方米；施工单位：河南省兴城建筑有限公司。本工程由焦作市房管局住宅开发公司投资建设，中机十院国际工程有限公司设计，地质勘察，焦作市衡大建设工程监理有限公司监理，河南省兴城建筑有限公司组织施工；由齐伟担任项目经理，高支撑架的计算依据《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)等规范编制。因本工程梁支架高度大于4米，根据有关文献建议，如果仅按规范计算，架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了《施工技术》2002（3）：《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。一、参数信息:1.模板支架参数横向间距或排距(m):1.00；纵距(m):1.00；步距(m):1.50；立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10；模板支架搭设高度(m):6.00；采用的钢管(mm):Φ48×3.5；扣件连接方式:双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:0.80；板底支撑连接方式:方木支撑；2.荷载参数模板与木板自重(kN/m2):0.350；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000；施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500；4.材料参数面板采用胶合面板，厚度为14mm。面板弹性模量E(N/mm2):9500；面板抗弯强度设计值(N/mm2):13； 板底支撑采用方木；木方弹性模量E(N/mm2):9500.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000；木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400；木方的间隔距离(mm):250.000；木方的截面宽度(mm):50.00；木方的截面高度(mm):100.00；托梁材料为：Φ48×3.5；5.楼板参数钢筋级别:三级钢HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi)；楼板混凝土强度等级:C40；每层标准施工天数:8；每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):360.000；楼板的计算宽度(m):4.00；楼板的计算厚度(mm):100.00；楼板的计算长度(m):4.20；施工平均温度(℃):20.000； 图2楼板支撑架荷载计算单元二、模板面板计算:面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度，取单位宽度1m的面板作为计算单元面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=100×1.82/6=54cm3；I=100×1.83/12=48.6cm4；模板面板的按照三跨连续梁计算。面板计算简图1、荷载计算(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m)：q1=25×0.1×1+0.35×1=2.85kN/m；(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN)：q2=2.5×1=2.5kN/m；2、强度计算 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:其中：q=1.2×2.85+1.4×2.5=6.92kN/m最大弯矩M=0.1×6.92×0.252=0.043kN·m；面板最大应力计算值σ=43250/54000=0.801N/mm2；面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；面板的最大应力计算值为0.801N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!3、挠度计算挠度计算公式为其中q=2.85kN/m面板最大挠度计算值v=0.677×2.85×2504/(100×9500×4166666.667)=0.002mm；面板最大允许挠度[V]=250/250=1mm；面板的最大挠度计算值0.002mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!三、模板支撑方木的计算:方木按照简支梁计算，其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5×10×10/6=83.33cm3；I=5×10×10×10/12=416.67cm4； 方木楞计算简图1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：q1=25×0.25×0.1=0.625kN/m；(2)模板的自重线荷载(kN/m):q2=0.35×0.25=0.088kN/m；(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN)：p1=(2.5+2)×1×0.25=1.125kN；2.方木抗弯强度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:均布荷载q=1.2×(0.625+0.088)=0.855kN/m；集中荷载p=1.4×1.125=1.575kN；最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.575×1/4+0.855×12/8=0.501kN.m；最大支座力N=P/2+ql/2=1.575/2+0.855×1/2=1.215kN；方木的最大应力值σ=M/w=0.501×106/83.333×103=6.008N/mm2；方木抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2；方木的最大应力计算值为6.008N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13.0N/mm2，满足要求!3.方木抗剪验算：最大剪力的计算公式如下:Q=ql/2+P/2截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh<[T]其中最大剪力:V=1×0.855/2+1.575/2=1.215kN；方木受剪应力计算值T=3×1215/(2×50×100)=0.364N/mm2；方木抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2； 方木受剪应力计算值为0.364N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2，满足要求!4.方木挠度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:均布荷载q=q1+q2=0.625+0.088=0.712kN/m；集中荷载p=1.125kN；方木最大挠度计算值V=5×0.712×10004/(384×9500×4166666.67)+1125×10003/(48×9500×4166666.67)=0.826mm；方木最大允许挠度值[V]=1000/250=4mm；方木的最大挠度计算值0.826mm小于方木的最大允许挠度值4mm,满足要求!四、托梁材料计算:托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；托梁采用：12.6号槽钢；W=62.137cm3；I=391.466cm4；托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=0.855×1+1.575=2.43kN；托梁计算简图 托梁计算弯矩图(kN.m)托梁计算变形图(mm)托梁计算剪力图(kN)最大弯矩Mmax=0.911kN.m；最大变形Vmax=0.08mm；最大支座力Qmax=10.631kN；托梁最大应力σ=0.911×106/62137=14.668N/mm2；托梁抗压强度设计值[f]=205N/mm2；托梁的计算最大应力计算值14.668N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!托梁的最大挠度为0.08mm小于1000/150与10mm,满足要求!五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架的自重(kN)：NG1=0.138×6=0.83kN；钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。 (2)模板的自重(kN)：NG2=0.35×1×1=0.35kN；(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=25×0.1×1×1=2.5kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.68kN；2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值NQ=(2.5+2)×1×1=4.5kN；3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算N=1.2NG+1.4NQ=10.716kN；六、立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计算公式:其中N----立杆的轴心压力设计值(kN)：N=10.716kN；φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；i----计算立杆的截面回转半径(cm)：i=1.58cm；A----立杆净截面面积(cm2)：A=4.89cm2；W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08cm3；σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2)；[f]----钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；L0----计算长度(m)；如果完全参照《扣件式规范》，按下式计算l0=h+2ak1----计算长度附加系数，取值为1.155；u----计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.7；a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1m；上式的计算结果：立杆计算长度L0=h+2a=1.5+0.1×2=1.7m；L0/i=1700/15.8=108； 由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.53；钢管立杆的最大应力计算值；σ=10716.48/（0.53×489）=41.349N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值σ=41.349N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由下式计算l0=k1k2(h+2a)k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185；k2--计算长度附加系数，h+2a=1.7按照表2取值1.007；上式的计算结果：立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.185×1.007×(1.5+0.1×2)=2.029m；Lo/i=2028.602/15.8=128；由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.406；钢管立杆的最大应力计算值；σ=10716.48/（0.406×489）=53.978N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值σ=53.978N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。以上表参照杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。七、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，楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。宽度范围内配置Ⅲ级钢筋,每单位长度(m)楼板截面的钢筋面积As=360mm2,fy=360N/mm2。板的截面尺寸为b×h=4200mm×100mm，楼板的跨度取4M，取混凝土保护层厚度20mm，截面有效高度ho=80mm。按照楼板每8天浇筑一层，所以需要验算8天、16天、24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8天的强度是否满足承载力要求楼板计算长边4.2m,短边为4m；q=2×1.2×(0.35+25×0.1)+1×1.2×(0.83×5×5/4.2/4)+1.4×(2.5+2)=14.62kN/m2；单元板带所承受均布荷载q=1×14.623=14.623kN/m；板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算Mmax=0.0548×14.62×42=12.821kN.m；因平均气温为20℃，查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线得到8天龄期混凝土强度达到62.4%,C40混凝土强度在8天龄期近似等效为C24.96。 混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=11.882N/mm2；则可以得到矩形截面相对受压区高度:ξ=As×fy/(αl×b×ho×fcm)=360×360/(1×1000×80×11.882)=0.136计算系数为：αs=ξ(1-0.5ξ)=0.136×(1-0.5×0.136)=0.127；此时楼板所能承受的最大弯矩为:M1=αs×α1×b×ho2×fcm=0.127×1×1000×802×11.882×10-6=9.639kN.m；结论：由于∑M1=M1=9.639<=Mmax=12.821所以第8天楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。第2层以下的模板支撑必须保留。3.验算楼板混凝土16天的强度是否满足承载力要求楼板计算长边4.2m,短边为4m；q=3×1.2×(0.35+25×0.1)+2×1.2×(0.83×5×5/4.2/4)+1.4×(2.5+2)=19.53kN/m2；单元板带所承受均布荷载q=1×19.526=19.526kN/m；板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算Mmax=0.0548×19.53×42=17.12kN.m；因平均气温为20℃，查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线得到16天龄期混凝土强度达到83.21%,C40混凝土强度在16天龄期近似等效为C33.28。混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=15.874N/mm2；则可以得到矩形截面相对受压区高度:ξ=As×fy/(αl×b×ho×fcm)=360×360/(1×1000×80×15.874)=0.102计算系数为：αs=ξ(1-0.5ξ)=0.102×(1-0.5×0.102)=0.097；此时楼板所能承受的最大弯矩为:M2=αs×α1×b×ho2×fcm=0.097×1×1000×802×15.874×10-6=9.834kN.m；结论：由于∑M2=∑M1+M2=19.473>Mmax=17.12所以第16天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。模板支持可以拆除。 八、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]:除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外，还要考虑以下内容1.模板支架的构造要求：a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆；b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；c.梁和楼板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。2.立杆步距的设计：a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜，不宜超过1.5m。3.整体性构造层的设计：a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层；b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置，四周和中部每10--15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。4.剪刀撑的设计：a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。5.顶部支撑点的设计：a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。 6.支撑架搭设的要求：a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；d.地基支座的设计要满足承载力的要求。7.施工使用的要求：a.精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式；b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放；c.浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。'