板模板(门架)计算书(门架型号为MF1219,扣件连接方式为单扣件,承重架类型为纵向支撑垂直于门架).doc

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1、施工安全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(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)、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):4.00 承重架类型设置:门架垂直于梁截面；门架横距La(m):1.00；门架纵距Lb(m):1.00；门架几何尺寸:b(mm):1219.00，b1(mm):750.00，h0(mm):1930.00，h1(mm):1536.00，h

2、2(mm):100.00，步距(m):1950.00；加强杆的钢管类型:483.5；立杆钢管类型:483.5；2.荷载参数模板自重(kN/m2):0.35；混凝土自重(kN/m3):25.0；钢筋自重(kN/m3):25.00；振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):0.53.材料参数木材品种：杉木；木材弹性模量E(N/mm2)：9000.0；木材抗弯强度设计值fm(N/mm2)：11.0；木材抗剪强度设计值fv(N/mm2)：1.4；面板类型：胶合面板；钢材弹性模量E(N/mm2)：21000.0；钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2)：205.0；面板弹性模量E(N/mm2)：9500.0；面板

3、抗弯强度设计值fm(N/mm2)：13.0；4.楼板参数钢筋级别:二级钢HRB 335(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):4.00；楼板的计算厚度(mm):100.00；楼板的计算长度(m):4.50；施工平均温度():15.000；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)：60.0板底横向方木截面高度(mm)：80.0板底纵向方木截面宽度(mm)：60.0板底纵向方木截面高度(mm)：80.0板底横向支撑间隔距离(mm)：250.0面板厚度(mm)：20.0

4、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+25.000)0.1001.2190.90=0.007kN/m；模板结构自重荷载：q2:1.

5、20.3501.2190.90=0.461kN/m施工时与设备产生的荷载设计值q3: 1.41.0001.2190.90=1.536kN/m；q = q1 + q2 + q3=0.007+0.461+1.536=2.003kN/m；面板的最大弯距：M = 0.12.003250.0002= 12520.654N.mm；按以下公式进行面板抗弯强度验算： 其中， -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=1.21910320.0002/6=81266.667 mm3；f -面板截面的抗弯强度设计值(N/m

6、m2)； f=13.000N/mm2；面板截面的最大应力计算值： = M/W =12520.654 /81266.667 = 0.154N/mm2；面板截面的最大应力计算值: =0.154N/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 =（25.00+25.000)0.1001.219= 6.10N/mm； l-计算跨度(板横向支撑间距): l =250.00mm； E-面板的弹性模量: E = 9000.0N/mm2；

7、 I-面板的截面惯性矩: I =100.00023/12 = 66.667cm4；面板的最大允许挠度值: =250.0/250 = 1.000mm；面板的最大挠度计算值: = 0.6776.095250.04/(1009500.06.67105)=0.025mm；面板的最大挠度计算值: =0.025mm 小于 面板的最大允许挠度值: = 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60.000mm80.000mm。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

8、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:=25.0000.1000.250=0.625kN/m；(2)模板的自重荷载(kN/m)：q2:=0.3500.250=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:=1.0001.2190.250=0.305kN；均布荷载设计值： q = 1.20.6250.90+1.20.0880.90=0.770kN/m；集中荷载设计值： P = 1.40.3050.90=0.384kN；均布荷载标准值： q = 0.625+0.088 =0.713kN/m；集中荷载标准值： P = P

9、1 =0.305kN；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(门架宽度)；l =1.219mm； 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= 0.384kN最大弯距：M =0.3841.219/4+0.7701.2192/8=0.260kN.m；按以下公式进行板底横向支撑抗弯强度验算： 其中， -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

10、80.0002/6=64000.000 mm3 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： = M/W = 0.260106/64000.000 = 4.062N/mm2；木方的最大应力计算值 4.062 N/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=0.384/2 +0.7701.219/2 = 0.661 kN；梁底横向支撑受剪应力计算值 T = 30.661103/(260.00080.000) = 0

11、.207N/mm2；板底横向支撑抗剪强度设计值 fv = 1.400 N/mm2；板底横向支撑的受剪应力计算值 : T =0.207N/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， -计算最大挠度(N.mm)； l-计算跨度(门架宽度)；l =1219.000mm； 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 = 50.71312194

12、 /(38495002560000)=0.889mm；板底横向支撑的最大允许挠度 = 1219.000/250=4.876 mm；板底横向支撑的最大挠度计算值 : =0.889mm 小于板底横向支撑的最大允许挠度 =4.876mm，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60.000mm80.000mm。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=0.7701.000+

13、0.384=1.153 kN 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= 0.433 kN.m最大剪力：V= 2.163 kN最大变形（挠度）：0.058 mm按以下公式进行板底纵向支撑抗弯强度验算： 其中， -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=60.00080.0002/6=64000.000 mm3 f -板底纵向支撑截面的抗弯强度设计值(N/mm2)； f

14、=11.000N/mm2 -最大容许挠度(mm) = 1000.000/250 = 4.000 mm；板底横向支撑截面的最大应力计算值： = M/W = 0.433106/64000.000 = 6.760 N/mm2木方的最大应力计算值 6.760 N/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 : =0.058mm 小于板底横向支撑的最大允许挠度 =4.000mm，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 = 32.163103/(260.00080.000) = 0.676 N/mm2；板底纵

15、向支撑抗剪强度设计值 fv = 1.400 N/mm2；板底纵向支撑的受剪应力计算值 0.676 N/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： MF1219 1榀 0.224 kN 交叉支撑 2副 20.040=0.080 kN 连接棒 2个 20.165=0.330 kN 锁臂 2副 20.184=0.368 kN 合计 1.002 kN经计算得到，每米高脚手架自重合计NGk1 = 0.514 kN/m。(2)加固杆、剪刀

16、撑和附件等产生的轴向力NGK2(kN/m)剪刀撑采用 483.5mm钢管，按照5步4跨设置剪刀撑与水平面夹角： =arctg( (41.95)/ ( 51.00 ) )= 57.34 每米脚手架高中剪刀撑自重：2 37.63210-3 (51.000)/cos/(41.950) = 0.089kN/m；水平加固杆采用 483.5 mm钢管，按照5步4跨设置，每米脚手架高中水平加固杆自重：37.63210-3 (51.000) / (41.950) = 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：(40.0135+40.0145) /1.95=0.057kN/m；每

17、米高的附件重量为0.010kN/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 = 0.124 kN/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+25.000）0.1001.000(1.000+1.219)= 11.095kN；2)模板的自重荷载(kN)：0.3501.000(1.000+1.219) =0.777 kN；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 = 11.872 kN/m；静荷载标准值总计为 NG = (NGK1 + NGK2)H+ NGk3=(0.

18、514 + 0.124)4.000+11.872= 14.421kN；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 = 1.0001.000(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 = 14.421 kN； NQ - 脚手架的活荷载标准值，NQ = 2.219 kN； H - 脚手架的搭设高度，H = 4.000 m。经计算得到，N = 20.412 kN。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

19、值，N = 20.412 kN； 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- 门架立杆的稳定系数,由长细比 kho/i 查表得到， =0.336； k - 调整系数，k=1.170； i - 门架立杆的换算截面回转半径，i=1.58 cm； h0 - 门架的高度，h0=1.93m； I0 - 门架立杆的截面惯性矩，I0=12.19 cm4； A1 - 门架立杆的截面面积，A1=4.89 cm2； h1 - 门架加强杆的高度，h1=0.10m； I1 - 门架加强杆的截面惯性矩，I1=12.19 cm4； f - 门架钢材的强度设计值，f=205

20、.00 N/mm2。 A - 一榀门架立杆的截面面积，A=9.78 cm2； A=2 A1=24.89= 9.78 cm2； I - 门架立杆的换算截面惯性矩，I=12.98 cm4； I=I0+h1/h0I1=12.190+12.190/100.0001536.000=12.984 cm4经计算得到，Nd= 67.365 kN。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4.5M,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。宽度范围内配置级钢筋,配置面积As=1440 mm2,fy=300 N/mm2。板的截面尺寸为 b

21、h=4000mm100mm,截面有效高度 ho=80 mm。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4.0 m；楼板计算跨度范围内设35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+25.000)0.020+ 1 1.2 (0.514+0.124)4.00035/4.500/4.000 ) + 1.4 1.000 = 7.190 kN/m2；单元板带所承受均布荷载 q = 4.50

22、07.189 = 32.353 kN/m；板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax = 0.059632.3504.0002 = 30.852 kN.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C12.070。混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=5.794N/mm2；则可以得到矩形截面相对受压区高度: = As fy/ ( b ho fcm ) = 1440.000300.000 / ( 4000.00080.0005.794 )= 0.233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 s = 0.206此时楼板所能承受的最大弯矩为: M1 = s b ho2fcm = 0.2064000.00080.00025.79410-6 = 30.534 kN.m；结论：由于 Mi = M1+M2=30.534 Mmax= 48.744所以第10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。