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天洁房城名都一期工程模板专项施工方案(高层_带计算)

二、梁模板荷载标准值计算

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

钢筋施工工艺作业指导书根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；

分别为50.482kN/m2、28.800kN/m2，取较小值28.800kN/m2作为本工程计算荷载。

三、梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

次楞（内龙骨）的根数为4根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

面板计算简图(单位：mm)

跨中弯矩计算公式如下:

按以下公式计算面板跨中弯矩：

新浇混凝土侧压力设计值:q1=1.2×0.4×28.8×0.9=12.44kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值:q2=1.4×0.4×4×0.9=2.02kN/m；

q=q1+q2=12.442+2.016=14.458kN/m；

计算跨度(内楞间距):l=200mm；

面板的最大弯距M=0.1×14.458×2002=5.78×104N.mm；

经计算得到，面板的受弯应力计算值:σ=5.78×104/2.16×104=2.677N/mm2；

面板的抗弯强度设计值:[f]=13N/mm2；

面板的受弯应力计算值σ=2.677N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

面板的最大挠度计算值:ω=0.677×11.52×2004/(100×9500×1.94×105)=0.068mm；

面板的最大容许挠度值:[ω]=l/250=200/250=0.8mm；

面板的最大挠度计算值ω=0.068mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=0.8mm，满足要求！

四、梁侧模板内外楞的计算

内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，龙骨采用1根木楞，截面宽度45mm，截面高度95mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=45×952×1/6=67.69cm3；

I=45×953×1/12=321.52cm4；

强度验算计算公式如下:

按以下公式计算内楞跨中弯矩：

其中，作用在内楞的荷载，q=(1.2×28.8×0.9+1.4×4×0.9)×0.2=7.23kN/m；

内楞计算跨度(外楞间距):l=400mm；

内楞的最大弯距:M=0.1×7.23×400.002=1.16×105N.mm；

最大支座力:R=1.1×7.229×0.4=3.181kN；

经计算得到，内楞的最大受弯应力计算值σ=1.16×105/6.77×104=1.709N/mm2；

内楞的抗弯强度设计值:[f]=15N/mm2；

内楞最大受弯应力计算值σ=1.709N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=15N/mm2，满足要求！

（2）.内楞的挠度验算

内楞的最大挠度计算值:ω=0.677×5.76×4004/(100×10000×6.43×106)=0.016mm；

内楞的最大容许挠度值:[ω]=400/250=1.6mm；

内楞的最大挠度计算值ω=0.016mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=1.6mm，满足要求！

外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力，取内楞的最大支座力3.181kN,按照集中荷载作用下的连续梁计算。

本工程中，外龙骨采用2根木楞，截面宽度95mm，截面高度95mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=95×952×2/6=285.79cm3；

I=95×953×2/12=1357.51cm4；

外楞弯矩图(kN.m)

（1）.外楞抗弯强度验算

根据连续梁程序求得最大的弯矩为M=0.637kN.m

外楞最大计算跨度:l=200mm；

经计算得到，外楞的受弯应力计算值:σ=6.37×105/2.86×105=2.228N/mm2；

外楞的抗弯强度设计值:[f]=15N/mm2；

外楞的受弯应力计算值σ=2.228N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=15N/mm2，满足要求！

（2）.外楞的挠度验算

根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.156mm

外楞的最大容许挠度值:[ω]=200/250=0.8mm；

外楞的最大挠度计算值ω=0.156mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=0.8mm，满足要求！

穿梁螺栓的直径:12mm；

穿梁螺栓有效直径:9.85mm；

穿梁螺栓有效面积:A=76mm2；

穿梁螺栓所受的最大拉力:N=28.8×0.4×0.3=3.456kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值:[N]=170×76/1000=12.92kN；

穿梁螺栓所受的最大拉力N=3.456kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN，满足要求！

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、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；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。

本算例中，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=500×18×18/6=2.70×104mm3；

I=500×18×18×18/12=2.43×105mm4；

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

新浇混凝土及钢筋荷载设计值：

q1:1.2×（24.00+1.50）×0.50×1.00×0.90=13.77kN/m；

q2:1.2×0.35×0.50×0.90=0.19kN/m；

振捣混凝土时产生的荷载设计值：

q3:1.4×2.00×0.50×0.90=1.26kN/m；

q=q1+q2+q3=13.77+0.19+1.26=15.22kN/m；

跨中弯矩计算公式如下:

Mmax=0.10×15.219×0.252=0.095kN.m；

σ=0.095×106/2.70×104=3.523N/mm2；

梁底模面板计算应力σ=3.523N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

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:

q=（(24.0+1.50)×1.000+0.35）×0.50=12.93KN/m；

面板的最大允许挠度值:[ω]=250.00/250=1.000mm；

面板的最大挠度计算值:ω=0.677×12.925×2504/(100×9500×2.43×105)=0.148mm；

面板的最大挠度计算值:ω=0.148mm小于面板的最大允许挠度值:[ω]=250/250=1mm，满足要求！

七、梁底支撑木方的计算

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：

q1=(24+1.5)×1×0.25=6.375kN/m；

(2)模板的自重荷载(kN/m)：

q2=0.35×0.25×(2×1+0.5)/0.5=0.438kN/m；

(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：

经计算得到，活荷载标准值P1=(2.5+2)×0.25=1.125kN/m；

2.木方的传递集中力验算：

静荷载设计值q=1.2×6.375+1.2×0.438=8.175kN/m；

活荷载设计值P=1.4×1.125=1.575kN/m；

荷载设计值q=8.175+1.575=9.750kN/m。

本工程梁底支撑采用方木，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=9.5×9.5×9.5/6=1.43×102cm3；

I=9.5×9.5×9.5×9.5/12=6.79×102cm4；

最大弯矩考虑为连续梁均布荷载作用下的弯矩，计算简图及内力、变形图如下：

方木的边支座力N1=N2=0.175KN，中间支座的最大支座力N=2.263KN;

方木最大应力计算值：σ=0.063×106/142895.83=0.438N/mm2；

方木最大剪力计算值：T=3×2.263×1000/(2×95×95)=0.376N/mm2；

方木的最大挠度：ω=0.009mm；

方木的允许挠度：[ω]=0.25×103/250=1mm；

方木最大应力计算值0.438N/mm2小于方木抗弯强度设计值[f]=15.000N/mm2，满足要求！

方木受剪应力计算值0.376N/mm2小于方木抗剪强度设计值[T]=1.600N/mm2，满足要求！

方木的最大挠度ω=0.009mm小于方木的最大允许挠度[ω]=1.000mm，满足要求！

八、梁跨度方向钢管的计算

作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。

1.梁两侧支撑钢管的强度计算：

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中力P=0.175KN.

支撑钢管计算弯矩图(kN.m)

支撑钢管计算变形图(mm)

支撑钢管计算剪力图(kN)

最大弯矩Mmax=0.047kN.m；

最大变形Vmax=0.091mm；

最大支座力Rmax=0.62kN；

最大应力σ=0.047×106/(4.49×103)=10.464N/mm2；

支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值10.464N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度Vmax=0.091mm小于800/150与10mm,满足要求!

2.梁底支撑钢管的强度计算：

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中力P=2.263KN.

支撑钢管计算弯矩图(kN.m)

支撑钢管计算变形图(mm)

支撑钢管计算剪力图(kN)

最大弯矩Mmax=0.609kN.m；

最大变形Vmax=1.175mm；

最大支座力Rmax=8.03kN；

最大应力σ=0.609×106/(4.49×103)=135.54N/mm2；

支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值135.54N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度Vmax=1.175mm小于800/150与10mm,满足要求!

九、扣件抗滑移的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为15.20kN。

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):

计算中R取最大支座反力，根据前面计算结果得到R=8.03kN；

R<15.20kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

十、立杆的稳定性计算:

1.梁两侧立杆稳定性验算:

横杆的最大支座反力：N1=0.62kN；

脚手架钢管的自重：N2=1.2×0.129×3.9=0.604kN；

楼板钢筋混凝土自重荷载:

N=0.62+0.604+0.218+6.365=7.807kN；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，按下式计算

立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.7×1.5=2.945m；

Lo/i=2945.25/15.9=185；

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=0.209；

钢管立杆受压应力计算值；σ=7807.281/(0.209×424)=88.102N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=88.102N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

2.梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算:

梁底支撑最大支座反力：N1=8.03kN；

四川省普通国省干线公路养护工程设计（咨询）指南（川交函[2019]537号 四川省交通运输厅2018年10月19日）.pdfN=8.03+0.604=8.479kN；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，按下式计算

立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.7×1.5=2.945m；

Lo/i=2945.25/15.9=185；

混凝土结构工程施工工艺砖混、外砖内模结构构造柱、圈梁、板缝钢筋绑扎工艺由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.209；

钢管立杆受压应力计算值；σ=8479.048/(0.209×424)=95.683N/mm2；

钢管立杆稳定性计算σ=95.683N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求！