盘扣支架体系计算书

1盘扣支架体系计算书

1.1顶（中）板模板及支撑体系验算

车站中板和顶板均采用盘扣支架，顶板和中板盘扣支架按纵向1200mm，横向1200mm，模板采用15mm的木胶合板，模板下面上层小楞木均采用100mm×100mm方木铺设，间距250mm，下层主楞采用I10工字钢铺设。

1.1.1 顶板模板验算

（1）荷载计算

顶板800mm厚度混凝土自重：24×0.8=19.2KN/m2

中板400mm厚度混凝土自重：24×0.4=9.6KN/m2

顶板800mm厚钢筋自重：1.1KN/m2

楼板标准荷载：0.5KN/m2

施工人员及设备（均布荷载）：2.5KN/m2

混凝土振捣荷载：2KN/m2

由于板厚大于30cm，在进行模板设计时可不考虑混凝土对水平模板的冲击荷载，顶板混凝土自重大于中板混凝土自重，故以顶板进行计算，顶板合格则中板合格。

永久荷载分项系数取1.35，可变荷载分项系数取1.4；由于模板及其支架中不确定因素较多，荷载取值难以准确，不考虑荷载设计值的折减。设计均布荷载为：

1）作用在模板上的强度荷载，需要考虑混凝土自重、模板支架自重、施工人员及设备荷载、振捣荷载等。

2）作用在模板上的刚度荷载，只需要考虑混凝土自重、模板支架自重即可以。

（2）模板计算

顶板模板采用δ=15mm木胶合板，按单位宽度1000mm，跨度250mm四跨等跨连续梁计算。

计算简图如图9.1.1所示。

图9.1.1（a）模板的强度计算简图；（b）模板的刚度计算简图

①刚度验算

挠度

板模板允许挠度

,满足刚度要求。上式中Kw为四跨等跨连续梁的计算挠度系数，通过查《建筑施工计算手册》附表2-14，得Kw=0.967，l为次楞间距，为250mm。

②强度验算

模板强度按下式计算。

模板抗弯强度设计值fm=15N/mm2

，强度满足要求。上式中KM为四跨等跨连续梁的计算弯矩系数，通过查《建筑施工计算手册》附表2-14，得KM=0.121。其他符号意义同上。

（3）上层次楞木验算

上层次楞采用100×100方木，间距250mm，下层主楞10#工字钢，横向间距1200mm。计算简图如图9.1.2所示。

图9.1.2  （a）上层楞木强度计算简图；（b）上层楞木刚度计算简图

截面特性：

截面抵抗矩

截面惯性矩

楞木承受的标准荷载与模板相同，则楞木承受的均布荷载为：

强度计算时荷载：

刚度计算时荷载

①刚度验算

挠度

板模板允许挠度

，刚度满足要求。上式中Kw为按四跨等跨连续梁计算的挠度系数，通过查《建筑施工计算手册》附表2-14得Kw=0.967，l1为下层主楞间距，为1200mm。

②强度验算

强度按下式计算。

模板抗弯强度设计值fm=13N/mm2

，强度满足要求。上式中KM为四跨等跨连续梁的计算弯矩系数，通过查《建筑施工计算手册》附表2-14，得KM=0.121。其他符号意义同上。

③剪力验算

=3*0.6*7.7*600/2/100/100=0.42＜1.6Mpa(剪力符合要求。）

（4）模板下层主楞验算

模板主楞采用10#工字钢，横向间距1200mm布置，支架立杆的间距为1200mm×1200mm(纵×横)，主楞在力学上属于受弯构件，按跨度为1200mm的四等跨连续梁计算。

10#工字钢截面特性：

截面抵抗矩：W工字钢= 4.9×104 mm3

截面惯性矩：I工字钢=2.45×106 mm4

强度计算时荷载：

刚度计算时荷载：

1）强度验算： 

强度按下式计算。

 =0.121×41.26×12002=71.×105N/m     

    = =146.71 N/mm2    

工字钢抗弯强度设计值fm=215N/mm2 ，强度符合规范要求。

2）刚度验算：

挠度 = =0.992 mm＜==3mm

刚度符合规范要求！

式中：f钢m——工字钢抗弯强度设计值，取f钢m=215MPa；

     E钢——工字钢弹性模量，取E钢=2.06×105N/mm2。

（5）支架稳定性验算

盘扣支架立杆的步距为1200mm×1200mm(纵×横)，横杆步距为1500mm。

单根钢管受到的轴心压力设计值:

N=25.614×1.2×1.2=36.88kN

1）钢管稳定性验算：

λ=l0/i=1500/19.88=75.75＜[λ]=150

钢管长细比满足要求。

查《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ231-2010）附录D知：=0.72

==.71＜f钢=215MPa

盘扣支架立杆稳定性满足要求

2）钢管强度验算：

==.59＜f钢=215MPa

钢管强度满足要求。

式中：

N---立杆的轴心压力设计值(kN)，取N=36.88kN；

---轴心受压构件的稳定系数；

λ——长细比,由λ=l0/i确定；

i——计算立杆的截面回转半径，i=0.35×(60+53.6)/2=19.88mm；

A——立杆净截面面积(mm2)，A=3.14×(302-26.82)=571mm2；

l0——立杆的计算长度(m)，l0=1.5m；

f钢——钢管抗压强度设计值，取f钢=215MPa。 

本工程模板支架基础为中板，由于模板支架施工是在中板达到设计强度后进行的，施工时立杆下基础承载力满足承载力要求，无需进行地基承载力验算。

1.2梁模板验算

1.2.1上翻梁验算

车站中板和顶板上翻梁均采用盘扣支架，支架按纵向1200mm，横向600mm，模板采用15mm的木胶合板，模板下面上层次楞木均采用100mm×100mm方木铺设，间距250mm，下层主楞采用I10工字钢铺设。

（1）作用在上翻梁模板上的荷载

1)新浇混凝土对模板的侧压力标准值（G4k）

根据《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ231-2010）中4.1.1-4知：新浇筑混凝土对模板最大侧压力按下式计算,并取二式中较小值。

式中：

F─新浇混凝土对模板的侧压力计算值 (kN/m2)；

γc─混凝土的重力密度，取24kN/m3；

t0─新浇混凝土的初凝时间（h），可按公式t0=200/(T+15)，T为混凝土的温度，取25℃，t0=200/(25+15)=4h；

β1─外加剂影响修正系数，取β1=1.2；

β2─混凝土的坍落度影响修整系数。当坍落度小于30mm时，取0.85，坍落度为50～90mm时，取1.0，坍落度为110～150mm，取1.15，本次计算取β2=1.15；

V─混凝土浇注速度，取V=1m/h；

H─混凝土侧压力计算位置至新浇混凝土顶面的总高度，本次上翻梁浇注高度取最大值2m。

由式9.1-1得，

F1=0.22γct0β1β1V1/2

=0.22×24×4×1.2×1.15×1

=29.15 kN/m2

由式9.1-2得，

F2=γc H

=24×2=48kN/m2

新浇混凝土对模板的侧压力标准值取二者较小值，则新浇混凝土对模板的侧压力标准值为G4k=29.15kN/m2。

2)倾倒混凝土时产生的荷载标准值（Q3k）

根据《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ231-2010）中4.1.2-3知：

采用串管或导管供料时，倾倒混凝土时产生的荷载标准值Q3k=2kN/m2，且作用范围在新浇筑混凝土侧压力的有效压头高度之内。

3)作业在上翻梁模板上的荷载设计值（F）和荷载标准值（F′）

根据《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规范》（DB33/1035-2006）知：

F1=γGG3k+γQQ3k=1.2×29.15+1.4×2=37.78kN/m2

F2=γGG3k+γQψcQ3k=1.35×29.15+1.4×2=42.15kN/m2

则作业在上翻梁侧模板上的荷载设计值为F=42.15kN/m2

作业在上翻梁侧模板上的荷载标准值为F′=G3k=29.15N/m2

（2）钢管外楞验算

底板上翻梁侧面模板及内楞的布置均与主体结构满堂支架段布置相同，而作用在底板上翻梁侧面模板的荷载小于主体结构侧墙模板的荷载，此处对于底板上翻梁侧面模板及内楞不再验算，只验算底板上翻梁外楞。

侧模板主楞采用2根Φ48×3.5mm钢管，水平间距600mm，钢管由M14整体对拉螺栓固定，拉杆间距600×600mm，侧模板主楞在力学上属于受弯构件，按跨度为600mm的三等跨连续梁计算。

2根Φ48×3.5mm钢管截面特性（安全考虑，参数按照壁厚2.8mm计算）：

截面抵抗矩：

W钢管=2×3.14×（483-42.44/48）/32=8.49×103mm3；

截面惯性矩：

I钢管=2×3.14×（484-42.44）/=2.04×105mm4

强度计算时荷载：

q=FL=42.15×0.6=25.29kN/m

刚度计算时荷载：

q′=F′L=29.15×0.6=17.49kN/m

1）强度验算： 

σ====107.24MPa＜f钢m=205MPa

强度符合要求。

2）刚度验算：

ω===0.37mm＜==1.50mm

刚度符合要求。

式中：f钢m——钢管抗弯强度设计值，取f钢m=205MPa；

     E钢——钢管弹性模量，取E钢=2.06×105N/mm2。

（5）模板拉杆验算

侧模采用M14对拉螺栓加固，螺栓受到的拉力，等于钢管主楞处的反力：

对拉螺栓收到的拉力：

N=Flb/2=42.15×0.6×0.6=15.17kN＜Ntb=17.8 kN

满足要求

Ntb——对拉螺栓轴向拉力设计值，M14的对拉螺栓Ntb=17.8 kN

1.2.2下翻梁验算

因中板下翻梁尺寸为800×1000mm，顶板下翻梁尺寸为1200×2000mm，下翻梁模板体现采用相同体系，因此下翻梁验算按照顶板下翻梁截面1200×2000mm计算。

车站中板和顶板下翻梁均采用盘扣支架，支架按纵向1200mm，横向600mm，模板采用15mm的木胶合板，模板下面上层次楞木均采用100mm×100mm方木铺设，间距250mm，下层主楞采用I10工字钢铺设。

（一）下翻梁底板模板支撑体系验算

（1）作用在模板上的荷载

1)模板自重标准值（G1k）

根据《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ231-2010）中4.1.1-1知：

木模板的自重标准值G1k=0.3 kN/m2

2)新浇筑钢筋混凝土自重标准值（G2k）

下翻梁厚度为2000mm,则：

新浇筑钢筋混凝土自重标准值：G2k=γc H =24×2=48kN/m2

3)钢筋自重标准值（G3k）

根据《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ231-2010）中4.1.1-3知：

钢筋自重标准值：G3k=1.1 kN/m2

4)施工人员及机械设备荷载标准值（Q1k）

根据《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ231-2010）中4.1.1-3知：

施工人员及机械设备荷载标准值：Q1k =2.5kN/m2

5)作业在模板上的荷载设计值（F）和荷载标准值（F′）

根据《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规范》（DB33/1035-2006）知：

F1=γG（G1k+G2k+G3k）+γQQ1k=1.2×（0.3+48 +1.1）+1.4×2.5=62.78kN/m21

F2=γG（G1k+G2k+G3k）+γQψcQ1k=1.35×（0.3+48+1.1）+1.4×2.5=70.19kN/m2

则作业在底模模板上的荷载设计值为F=70.19kN/m2

则作业在底模模板上的荷载标准值为F′= G1k+G2k+G3k =0.3+48+1.1=49.4kN/m2

（2）模板和模板下次楞与满堂支架布置相同，不再重复计算。

（3）模板下层主楞验算

模板主楞采用10#工字钢，横向间距600mm布置，支架立杆的间距为1200mm×600mm(纵×横)，主楞在力学上属于受弯构件，按跨度为1200mm的三等跨连续梁计算。

10#工字钢截面特性：

截面抵抗矩：W工字钢= 4.9×104 mm3

截面惯性矩：I工字钢=2.45×106 mm4

强度计算时荷载： =70.19×1.5=105.29KN/m

刚度计算时荷载：=49.4×1.5=74.1 KN/m

1）强度验算： 

强度按下式计算。

 =0.121×105.29×6002 =45.86×105

    =45.86×105/0.49×105=93.59

工字钢抗弯强度设计值fm=215N/mm2 ，强度符合规范要求。

2）刚度验算：

挠度 = =0.09＜==3.75mm

刚度符合规范要求！

式中：f钢m——工字钢抗弯强度设计值，取f钢m=215MPa；

     E钢——工字钢弹性模量，取E钢=2.06×105N/mm2。

（4）支架稳定性验算

盘扣支架立杆的间距为1200mm×600mm(纵×横)，步距为1500mm。

单根钢管受到的轴心压力设计值:

N=70.19×1.2×0.6=50.54kN

1）钢管稳定性验算：

λ=l0/i=1500/19.88=75.45＜[λ]=150

钢管长细比满足要求。

查《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ231-2010）附录D知：=0.72

=50.54×103/（0.72×571）=122.93＜f钢=215MPa

盘扣支架立杆稳定性满足要求

2）钢管强度验算：

 =50.54*103/571=88.51＜f钢=215MPa

钢管强度满足要求。

式中：

N---立杆的轴心压力设计值(kN)，取N=50.54kN；

---轴心受压构件的稳定系数；

λ——长细比,由λ=l0/i确定；

i——计算立杆的截面回转半径，i=0.35×(60+53.6)/2=19.88mm；

A——立杆净截面面积(mm2)，A=3.14×(302-26.82)=571mm2；

l0——立杆的计算长度(m)，l0=1.5m；

f钢——钢管抗压强度设计值，取f钢=215MPa。 

本工程模板支架基础为底板，由于模板支架施工是在底板达到设计强度后进行的，施工时立杆下基础承载力满足承载力要求，无需进行地基承载力验算。