模板脚手例题

1、墙模板设计例题：试设计高度为2.65m的墙模板，用于浇筑200mm厚墙体砼。砼的浇筑速度为1.5m/h，采用内部振捣器振捣。砼温度为15，坍落度为80mm，不掺外加剂。模板面板采用厚度为18mm的木胶合板，内竖楞采用50mm×100mm木材，外横楞采用双脚手管。解：1）求浇筑砼时的侧压力 由已知条件 砼的浇筑速度V=1.5m/h，砼的温度T=15，外加剂影响修正系数1=1，坍落度影响修正系数2=1， t0=200/T+15=200/30=6.67（h） 由式 F=0.22Ct012 V1/2 =0.22×24×6.67×1×1×1.5

2、1/2=43.1（KN/m2） 检验：F=CH=24×2.65=63.6（KN/m2） 按施工规范规定取小值，则侧压力荷载标准值为 F=43.1KN/m2荷载组合，承载力验算时，设计荷载值应考虑永久荷载，新浇筑砼侧压力的荷载分项系数6=1.2；还应考虑可变荷载，倾倒砼时产生荷载的荷载分项系数7 =1.4 。又因面板为木胶合板，内楞为木楞，模板设计荷载值可乘以0.9予以折减，则： F6=43.1×1.2×0.9=46.55（KN/m2） 有效压头h=46.55/24 =1.94（m）对200mm厚的墙，倾倒砼时产生的水平荷载作用在有效压头高度之内，当采用0.8m3的

3、吊斗供料时，水平荷载为4 KN/m2，考虑荷载分项系数和折减系数得：F7 =4×1.4×0.9=5.04（KN/m2）叠加后的侧压力分布图如下图所示：2）求内竖楞间距L1新浇砼侧压力均匀作用在胶合板面板上，单位宽度的面板可以试为“梁”，内竖楞即为梁的支点。按三跨连续梁考虑，梁宽取200mm。因F7仅作用在有效压头高度1.94m范围内可略去不计，作用在连续梁上的线荷载 q=46.55×0.2=9.31（KN/m）其计算简图见图三跨连续梁的最大弯矩Mmax=0.1qL12，最大挠度max=0.677qL4/100EI（q为线荷载标准值）。简支梁max=5qL4/384

4、EI，悬臂梁max= qL4/8EIa、 按面板的抗弯承载力要求： Mmax=M抵 0.1qL12=fwW抵=fw×bh2/6 fw为模板或楞的弯曲抗拉强度 已知胶合板fw=30MPa，E=4×103 MPa 解得：L1=591（mm）b、 按面板的刚度要求，最大变形值取为模板结构的L/250，q=43.1×0.2=8.62（KN/m）0.677qL14/100EI= L1/250 解得L1=298（mm）对比取小值，又考虑竖楞木的宽度，取L1=300mm3）求外横楞间距L2 仍按三跨连续梁考虑，外横楞即为内楞梁的支点，梁上作用均布侧压力荷载的受荷宽度即为内楞间距

5、L1 ，其计算简图见下图作用在连续梁上的线荷载， q=46.55×0.3=14（KN/m）则：q.L22=1.67fwbh2解得：L2=998（mm）按内楞的抗剪承载力要求：L2=1.11bhfv/q=595（mm）按内楞的刚度要求：解得L2=1196（mm）（q=43.1×0.3=12.93KN/m） 对比取小值，外楞间距L2=600mm已知木材fw=16.7MPa ，fv=1.5MPa ，E=9×103MPa4）求对拉螺栓间距L3 对拉螺栓为外楞梁的支点，梁上作用均布侧压力荷载的变荷宽度即为外楞间距L2 。又外楞为48×3.5双钢管，设计荷载值前可乘

6、以0.85予以折减，则： F6=43.1×1.2×0.85=44（KN/m2）作用在梁上的线荷载：q=44×0.6=26.4（KN/m）按外楞的抗剪承载力要求： L32=10fwW抵/q mm 解得：L3=888（mm） 按外楞的刚度要求：得： L3=1046（mm）（q=43.1×0.6=25.86KN/m）因此，取对拉螺栓间距l3=800mm已知钢管fw=205MPa ，E=2.06×105MPa，W钢管=2（d3-d14/d）/325）选对拉螺栓规格 由L2 ，L3 每个对拉螺栓承受砼侧压力的等效面积如下图N=0.6×0.8&#

7、215;44=21.1（KN）选用由Q235钢制作的M14对拉螺栓，其净面积A=105mm2，则：=N/A=21100/105=201（N/mm2）>ftb=170（N/mm2）调整对拉螺栓间距L3=600mm，则N=0.6×0.6×44=15.84（KN）=N/A=15840/105=150.8（N/mm2）<ftb=170（N/mm2）习题：某截面尺寸为250mm×600mm，长6800mm的矩形大梁，采用红松木模。模板底楞木和顶撑间距选用0.85m，侧模板主档间距选用500mm，试校核该梁的底模和侧模。已知红松设计强度和弹性模量如下：fc=10N

8、/mm2 （顺纹抗拉） fv=1.4 N/mm2（顺纹抗剪） fm=13 N/mm2（抗弯强度）E=9×103MPa（弹性模量） 木=5KN/m3（重度）其它资料：钢筋砼重度=25KN/m3 砼重度c=24KN/m3 三等跨连续梁：最大弯矩系数Km=0.12 剪力系数Kv=0.62，最大挠度系数Kw=0.677挠度允许值：L/400； 挠度公式：=KWql4/100EI砼侧压力公式之一：F1=0.22Ct012 V1/2，其中：T=30 ，1=1.2 ，2=1 V=2m/h底模厚度为40mm，侧模厚度为25mm模板的剪应力公式：=3V/2bh ，振捣砼时产生的荷载：底模为2.0KN/

9、m2，侧模为4.0 KN/m2（新浇筑砼的有效压头高度之内）第一章 土方工程的习题 某基坑面积为20m×30m ，基坑深为4m ，地下水位在地面下1m ，不透水层在地面下10m ，地下水为无压水，渗透系数K=15m/d 。基坑边坡为1：0.5 ，现采用轻型井点降低地下水位，试进行井点系统的布置和设计。设计如下： 轻型井点系统的布置根据本工程的实际情况，轻型井点系统采用单级环形布置，其平面布置图和高程布置图如下图所示：总管直径选用127mm，布置于天然地面上，基坑上口尺寸为24m×34m ，井点管距离坑边1.0m，则总管长度为：L=2×（24+2×1.0）

10、+（34+2×1.0）=124m井点管长度选用6.0m，直径为51mm ，滤管长度为1m ，井点露出地面0.2m ，基坑中心要求的降水深度S为： S=3+0.5=3.5m井点管所需埋置深度为： H=4.0+0.5+26÷2×1/10=5.8m=6.0-0.2=5.8m正好满足要求。抽水设备根据总管长度选用一套，其布置位置如图所示。 基坑涌水量计算根据地质勘察资料，该基坑按无压非完整井考虑，含水层有效深度H0 按教材P34 表1.8计算：S/ （S+L）=4800/（4800+1000）=0.83>0.8故 HO=1.85（S+L）=1.85×（4.

11、8+1.0）=10.73m>9.0m 取HO=9.0m抽水影响半径R按公式（1.52）计算 R=1.95s（HOK）1/2=1.95×3.5×（9×15）1/2=79.3（m）环状井点的假设半径X0按公式（1.53）计算：X0=（F/）1/2=（26×36）/1/2 =17.3（m）基坑涌水量Q按公式（1.51）计算，此时式中的H应换成HO Q=1.366K（2HO-S）S/（R-X0）=20.49×50.75/（1.899-1.238）=1573.2（m3/d） 井点管数量与间距计算 单根井点管出水量q按公式（1.56）计算 q=65d

12、lK1/3=65××0.051×1.0×151/3=25.7（m3/d） 井点管的数量按公式（1.57）计算 n=1.1Q/q=1.1×1573.2/25.7=67（根） 井点管间距按公式（1.58）计算： D=L/n=124/67=1.85（m） 取D=1.6m则 n=L/D=124/1.6=78（根） 抽水设备的选用 因教材中无具体型号供选，建议选用干式真空泵，具体型号可根据施工单位已有的设备选用。脚手架设计例题计算例题： 一双排扣件式钢管脚手架，根据施工要求，搭设高度为50m，外侧立面采用竹笆半封闭（半封闭高度为1.1m）。用于结构作业时

13、为一层作业（即n1=1），用于装修作业时为2层同时作业（即n2=2）。所在地区的基本风压值0=0.35KN/m2。 初选脚手架的设计参数为：立杆纵距la=1.5m，立杆横距lb=1.2m，步距h=1.8m，连墙件为2步3跨设置，脚手板为冲压钢脚手板。 其它计算参数为：立杆截面积A=489mm2；立杆截面抵抗矩W=（5.08×103）mm3；立杆回转半径i=15.8mm。挡风面积An=1.1×1.5+（1.8-1.1）×0.05=1.69m2；相应的迎风面积Aw=1.8×1.5=2.7m2；钢材抗压强度设计值fc=0.205KN/mm2，连墙件横距lw=4

14、.5m；连墙件竖距hw=3.6m。1） 荷载计算 恒载的标准值Gk Gk=Hi（gk1+ gk3）+n1lagk2查“扣件式钢管脚手架的gk1值表”得 gk1=0.1089KN/m查“作业层面材料自重计算基数gk2值表”得 gk1=0.2356KN/m查“整体拉结和防护材料自重计算基数gk3值表”得 gk1=0.1113KN/m则有： a 当取Hi=50m 用于结构作业时，Gk=50×（0.1089+0.1113）+1.5×0.2356=11.36KN 用于装修作业时，Gk=50×（0.1089+0.1113）+2×1.5×0.2356=11.

15、72KN b 取Hi=25m时 用于结构作业时，Gk=5.86 KN 用于装修作业时，Gk=6.21KN 活载（作业层施工荷载）的标准值Qk Qk=n1laqk 查“作业层施工荷载计算基数qk值表”得 qk=1.8KN/m（结构作业时）和qk=1.2KN/m（装饰作业时），则有： 用于结构作业时，Qk=1.5×1.8=2.7KN 用于装修作业时，Qk=2×1.5×1.2=3.6KN 风荷载的标准值k Wk=lak k=0.7Z0 =An/Aw=1.69/2.7=0.626 查“脚手架风荷载体型系数值表”得=1.3（按背靠建筑物为敞开情况计），=0.814；由建筑结

16、构荷载规范表中查得Z=0.80（离地面5m）和Z=1.72（离地面25m）。则有： k=0.7×0.814×0.80（或1.72）×0.35=0.16（或0.34）KN/m2 Wk=1.5×0.626×0.16（或0.34）=0.15（或0.32）KN/m2） 脚手架整体稳定验算 确定材料强度附加分项系数rm， 因组合风荷载，取rm=1.5607 计算轴心力设计值N N=1.2（NGK+NQK）式中NGK即Gk ，NQK即QK ，将Gk 和QK的数值代入得到：a 验算底部截面 用于结构作业时，N=1.2（11.36+2.7）=16.87KN，

17、用于装修作业时，N=1.2（11.72+3.6）=18.38KNb 验算Hi=25m截面 用于结构作业时，N=1.2（5.86+2.7）=10.27KN 用于装修作业时，N=1.2（6.21+3.6）=11.77KN 计算风荷载弯矩Mw Mw=0.12qWKh2式中qWK即Wk ，h为步距，则：a 验算底部截面时 Mw=0.12×0.15×1.82=0.06KN·m =60KN·mm验算Hi=25m截面时Mw=0.12×0.32×1.82=0.124 KN·m=124KN·mm 确定稳定系数查“扣件式钢管脚手架立杆

18、的计算长度系数值表”（用插入法）得=1.53 ，=h/i=1.53×1.8/0.0158=174，查“Q235钢轴心受压构件的稳定系数值表”得=0.235 验算稳定 N/A+ Mw/wfc/0.9 rm 将fc和rm的数值代入上式得到 N/A+ Mw/w0.146KN/mm2将以上4种验算情况的数据分别代入上式进行验算，其结果列入下表：验算截面使 用类 别A（mm2）W（mm3）N（KN）Mw（KN·mm）N/A+ Mw/w验算结果底部结构作业0.2354895.08×10316.87600.159不合格装修作业18.380.17225m高处结构作业10.2712

19、40.114合格装修作业11.770.1273） 验算结果分析和设计的调整 第一步分析：对验算结果作总体判断，可得出以下结论：a 脚手架底面是危险截面且验算不合格，b 在脚手架底面的荷载作业效应中，由N引起的占92.33（结构作业）和92.99（装修作业），由Mw引起的仅占7.67（结构作业）和7.01（装修作业），且N的作用效应值分别为0.147和0.16，已超过脚手架的使用抗力限值。因此，如不能降低搭设高度的话，则必须经过设计调整以降低N值。 第二步分析：对降低N的有效途径进行分析，从Gk的计算值中可以看出，围护材料的自重比较大，若改用塑料编织布半围护，则Gk的可减小值=1.2×

20、50×（0.1113-0.0753）=2.16KN，可减少荷载效应0.0188，则0.159-0.0188=0.1402<0.146 即用于结构作业时，可达到稳定验算合格的要求。而用于装修作业时0.172-0.0188=0.1532，仍大于0.146，为确保安全，在45m以上采用限制施工荷载不超过2.7KN（通过限制上架人数和堆载进行严格控制），则又可减少荷载1.08KN和相应的作用效应0.01，则0.153-0.01=0.143<0.146，从而确保安全，当高度降至45m以下时，由于其上的架子拆除，使相应的N减小，因而可按正常二层作业荷载进行。设计题某截面尺寸为250mm×600mm，长6000mm的矩形大梁，采用红松木模。模板底楞木和顶撑间距选用0.85m，试校核该大梁的底模。已知红松设计强度和弹性模量如下：fw=10N/mm2 （顺纹抗拉或抗压） fv=1.4 N/mm2（顺纹抗剪） fm=13 N/mm2（弯曲抗拉）E=9×103MPa（弹性模量） =5KN/m3（重度）其它资料：钢筋砼重度=25KN/m3 砼重度=24KN/m3 三等跨连续梁：弯矩系数Km=0.12 剪力系数Kv=0.62，挠度系数Kw=0.967挠度允许值：L/400； 挠度公式：=KWql4/100EI 底模厚度为40mm，模板的