1、 陜西天利成建筑科技有限公司鋁合金模板 受力計算書 開啟-建筑低碳環保新時代陜西天利成建筑科技有限公司2016年10月目 錄1.0 設計大綱2.0 編制依據3.0 材料性能4.0 設計和計算4.1. 樓面模板結構計算A. 樓面板計算B. 樓面龍骨計算C. 樓面支撐立桿計算D. 轉角連接計算E. 龍骨拉桿計算4.2. 墻模板結構計算A. 墻板計算B. 鐵威令計算C. 穿墻拉桿計算1.0 設計大綱 樓面模板的主要組成構件有樓面板，樓面龍骨，樓面支撐，轉角及龍骨拉桿。由于豎向受力，這些原件均需經過強度和撓度的驗算。墻身模板的主要組成原件有墻板，穿墻絲桿，鐵威令，踢腳擋板，墊腳板。由于承受水平方向混凝

2、土的壓力負載，這些構件均需經過強度和撓度的驗算。2.0 編制依據本工程設計圖紙公司質量、環境和職業健康安全一體化管理文件省廳及地方關于模板支撐架相關文件要求建筑施工手冊(第五版)建筑施工簡易計算（江正榮 等編著）建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ 130-2011)鋁合金模板系統應用技術標準建設工程施工現場管理規定建設工程安全生產管理條例（國務院第393號令）建筑工程預防坍塌事故若干規定（建設部建質200382號）建筑施工安全檢查評分標準（JGJ59-2011）建設工程施工安全技術操作規程建筑施工模板安全技術規范（JGJ 162-2008）鋁擠壓型材標準等級：6061 T6

3、彈性系數, E 68900 N/mm2屈服強度, F y 200 N/mm2允許彎曲應力 (0.8 F y) 160 N/mm2鋁平板標準等級：6061 T6彈性系數, E 68900 N/mm2屈服強度, F y 135 N/mm2允許彎曲應力 (0.7 F y) 95 N/mm2低碳鋼威令標準等級：43A 到BS 4360 及鐵-1987彈性系數, E 206000 N/mm2 屈服強度, F y 250 N/mm2允許軸向拉伸應力(0.66 F y) 165 N/mm允許彎曲應力(0.6 F y) 150 N/mm4.0 設計及計算 ·荷載: 模板自重 （25KG/m2）= 2

4、5×10×10-3 = 0.25 KN/m2 施工荷載 2.5 KN/m2 鋼筋混凝土重度 25 .1KN/m3·單件模板允許的撓度不超過跨徑的1/250。4.1 樓面模板結構計算a) 樓面板計算b) 樓面龍骨計算c) 樓面支撐計算d) 轉角計算e) 龍骨拉桿計算樓板建筑負荷路徑樓板混凝土 鋁板 加勁構件(DRX, PRDX) 樓面板 龍骨拉桿 樓面支撐 A. 樓面板計算假定所有構件是單純支撐，然而此非實際，確有作出最壞情況的假定。在混凝土結構區大塊使用TLD模板系統，標準樓面尺寸是450x900mm.(1). 幾何及物理性能 樓板厚度（最大板厚計算） 120mm

5、 彈性系數(鋁平板) 68,900 N/mm2鋁平板厚度 4mm 轉動慣量(I) PRDX (邊框) =214,409mm4 DRX (加勁) =69,595mm4 承重力矩(W) PRDX (邊框) =6,557 mm3 DRX(加勁) =3,479 mm3 屈服強度 (F y) PRDX / DRX 200 N/mm2 鋁平板 135 N/mm2 允許應力(0.2% 彈性極限應力) PRDX / DRX (0.8F y) 160 N/mm2 鋁平板(0.7F y) 95 N/mm2 (2).負荷.a.模板自重 0.25KN/ m2b.鋼筋混凝土 (樓面板) (25.1 KN/ m3) =

6、3.012KN/ m2c.施工活荷載 2.5 KN/ m2 合計 F =1.2×3.262+1.4×2.5= 7.414 KN/ m2 (3). PRDX 邊框彎曲度PRDX 邊框必須支撐模板負荷的一半。假定PRDX只是單純支撐，因此受到嚴重彎曲應力。最大力矩在跨度中部，公式如下：q =7.414*0.45/2=1.668 KN/m 邊框最大力矩是： 邊框最大力矩是：單純彎曲狀況建筑理論：彎曲應力 = 簡化為: 彎曲應力 =因此:PRDX 邊框彎曲應力=所以, PRDX 彎曲度合格。(4) 邊框撓度（PRDX）經驗顯示，單件模板從支撐點中心線起的撓度不超過跨度的1/270所

7、產生的表面是可接受的。負載條件下的單純支撐梁的最大撓度由以下公式計算： 撓度(d) =3.43mm<1200/250=4.8mm因此, 邊框的撓度合格.(5) 加勁彎曲度（DRX）DRX加勁長450mm,支撐區域 450/2+400/2=425mm 寬. 加勁上的負載是 t: =7.414x0.425=3.15 KN/m最大力矩是: 彎曲應力 =因此, 加勁的彎曲度合格。 (6) 加勁撓度（DRX）撓度由以下公式計算出： 允許撓度 = 400/250 = 1.6mm > d=0.279mm因此, 加勁的撓度合格。(7). 鋁平板的彎曲度和撓度平板四邊被環包，其最大面積是450x40

8、0mm。其彎曲應力其撓度的計算公式如下： 其中Fb 由于彎曲引起的應力B 源自于以下表格P 壓力b 平板的最短尺寸t 平板的厚度A 源自于以下表格E 彈性系數D 撓度Table 1 a/b11.21.41.61.8234A0.01380.01880.02260.02510.02680.02770.02840.0284B0.3080.3830.4360.4680.4870.4970.4990.5a/b = 450/400=1.125 因此 A=0.0188 and B=0.383 平板的最大彎曲應力由以下公式計算出： 因此，平板的彎曲度合格。平板的撓度計算公式： 允許撓度= 450/250 =

9、1.8mm > D=1.29mm因此，平板的撓度合格。樓面之間的固定銷子沒有檢查，因為銷子不用于負載傳遞。B. 樓面龍骨計算假定樓面龍骨是單純支撐，然而此非實際，確有給出最壞情況的假定。并假定最大樓面龍骨長1050mm, 所支撐的最長樓面板是1350mm長。(1). 幾何物理性能：. 樓板厚度 120 mm彈性系數(鋁平板) 68,900 N/mm2 轉動慣量 (I) 2494044 mm4 承受力矩 (W) 58822 mm3 屈服強度 (Fy) 200 N/mm2 允許應力(0.8Fy) 160N/mm2(2). 負載.a. 模板自重 0.25 KN/ m2b. 鋼筋混凝土樓板 (2

10、5.1 KN/ m3) =3.012 KN/ m2c. 施工活荷載 2.50 KN/ m2 共計 F1 =1.2×3.262+1.4×2.5= 7.414 KN/ m2 (3). 樓面龍骨彎曲度假定梁是單純支撐，因此經受嚴重彎曲應力。樓面龍骨承受來自于兩邊各0.6米的負載。跨度中部最大力矩由以下公式計算出：q =5.5*1.35=10.27KN/m 梁上最大力矩是:單純撓度狀態下的建筑理論： 彎曲應力 = 簡化為: 彎曲應力 =因此， 樓面龍骨上的彎曲應力 所以，樓面龍骨的彎曲度合格 (4). 樓面龍骨撓度承載負荷的情況下，單純支撐的梁的最大撓度由以下公式計算出：撓度允許撓

11、度= 1050/250 = 4.2mm > d=0.69mm因此，DBX 的撓度合格。C. 樓面支撐計算假定所使用的最長中部梁和尾部梁是1050mm.所支撐的樓面最大長度是1050mm.舉例說明，所支撐的一個標準面積是：所支撐的一個標準面積= (1.05+0.15) x (1.05+0.15) =1.44 SQM (1). 幾何和物理性能： 樓板厚度 120mm 樓板至樓板的高度 2900mm 支撐的長度 (L) 2780mm (2900-120) 保守的 內管 (48×3) 支撐橫截面積 (A) 424mm2 彈性系數 (E) 206000 N/mm2 轉動慣量 (I) 92

12、756mm4承受力矩 (W) 4493mm3、7293mm3屈服強度 (Fy) 235 N/mm2(2) 負載和穩定性轉為軸向荷載:1.44×7.414=10.68KN支撐的自重約 0.12KN極限載荷約 24KN>10.68KN N=10.68+0.12=10.8KN因此，合格。工具式鋼管立桿受壓穩定性計算（參JGJ162-2008中式5.2.5-9）按其中歐拉臨界力 查表JGJ162-2008附錄D，得歐拉臨界力 所以，立桿受壓穩定性合格！ (4). 檢查由于支撐負載引起的混凝土層的直接壓應力 支撐的底面為D=60mm的圓 Figure 1根據混凝土結構工程質量驗收規范（G

13、B850204-2002）混凝土強度達到1.2N/mm2才能在樓面作業，根據經驗值，24小時C25混凝土能達到1.2KN/mm2以上，對于快拆體系能滿足要求！另外擬在同條件砼試塊達到拆模條件要求時，拆除梁、板底模板，保留梁、板與立桿相連接部分的鋁梁，作為梁板的支撐。(5). 檢查支撐的穩定性 Figure 2支撐上的最大力矩是： =0.263KN.m單純彎曲狀態下建筑理論： 彎曲應力 = 支撐上的最大撓度是：撓度 =10.38mm 但支撐的底座是 6X120X120 因此，取允許的撓度=60mm > d=10.38mm所以合格。 (D) 轉角計算(在樓面四周提供支撐) 墻板轉角樓面板Fi

14、gure 3Figure 4最大支撐間距：1300mm回轉處最大厚度=9mm彎曲應力 回轉處最大M max =1.24x0.065x2.4 =0.193KN.m彎曲應力 =撓度(d) =允許的撓度 = 2400/270 = 8.89mm > d=5.64mm因此，撓度合格。轉角之間的固定銷子和樓面假定每塊樓面用2個銷子。因此，每個銷子的剪應力直徑16mm固定銷子的允許剪應力(E) 樓面龍骨拉桿計算樓面支撐樓面龍骨固定銷子龍骨拉桿（2件）Figure 5來自樓面龍骨的剪應每根龍骨拉桿分攤的剪應 =3.03/2 =1.52KN龍骨拉桿的有效剪力區 = 500 m/m2剪應力允許的剪應力= 0

15、.6Pt = 0.6x160=96 N/ mm2>3.04N/mm2 龍骨拉桿固定銷子 (16mm )固定銷子上的剪應力允許的銷子剪應力= 102 N/mm2 > 30.25N/mm因此，合格。 4.2 標準墻板模板的結構計算A. 墻板計算B. 穿墻絲桿計算C. 鐵威令計算A. 墻板計算墻建筑的負載路徑: 混凝土 鋁板 加勁構件 背楞 螺桿以下計算是基于最大樓層高度2900mm. 因此，墻板的高度是 2900-120=2780mm.根據建筑施工模板安全技術規范JGJ162-2008 4.1.1-1 4.1.1-2 取其中較小值混凝土重力密度取25KN/m³新澆混凝土初凝時

16、間取200/（25+15）=5外加劑影響修正因素取1.0混凝土坍落度影響修正因素取1.15混凝土澆筑速度V取1m/h新澆混凝土側壓力=31.63KN(1). 幾何及物理性能. 灌漿高度 2900mm 彈力系數(鋁平板) 68,900 N/mm2 平板厚度 4 mm 慣性矩 (I) PRWX (邊框) =214,409 mm4 HRX (加勁) =69595mm4 承重力矩(W) PRWX (邊框) =6557 mm3 HRX (加勁) =3479 mm3屈服強度 (Fy) PRWX/HRX 200 N/ mm2面板 135 N/ mm2允許應力 (0.2%彈性極限應力) PRWX/ HRX (

17、0.80Fy) 160 N/ mm2 面板(0.7Fy) 95 N/ mm2 (2). HRX加勁彎曲度最危險的加勁支撐著混凝土墻板最大是200mm寬，200/2+300/2 = 250mm 深。因此，邊框的負荷為31.63x0.25=7.9KN/m.含有銷子尾端的加勁構件最大力矩由以下公式計算出： HRX加勁最大力矩如下： 單純彎曲狀態下的建筑理論：彎曲應力 =簡化為: 彎曲應力 =因此，加勁邊框的彎曲應力（HRX Rail） 因此，加勁的彎曲度合格。(3). HRX加勁撓度經驗顯示，單件模板從支撐點中心線起的撓度不超過跨度的1/270所產生的表面是可接受的。由于加勁是焊接于豎向邊框，而加勁

18、由平板加固，因此，基于固定端來估計撓度是合理的：因此，撓度（d） 所以，加勁的撓度合格(4). 面板彎曲度/撓度面板四周有邊框，最大面積為450×300.彎曲應力及撓度公式如下：WhereFb 彎曲引起的壓力B 源自以下Table 2P 壓力b 平板的最短尺寸t 平板的厚度A 源自于以下表格E 彈性系數D 撓度Table 2a/b11.21.41.61.8234A0.01380.01880.02260.02510.02680.02770.02840.0284B0.3080.3830.4360.4680.4870.4970.4990.5 a/b =450/300 = 1.5, 使用插入

19、方法，所以 A =0.0239 and B = 0.452 因此，面板的彎曲度合格。面板的撓度允許撓度=450/270 = 1.67mm > D=1.19mm因此，面板的撓度合格。(5). 檢查轉角和墻板之間固定銷子每塊墻板的轉角與墻板之間假定使用2件銷子。請參照 figure6. 假定負載接近：W=31.6KN/2×1.080m=17.06KN/m.因此，每個銷子的剪應力直徑16mm固定銷子的允許剪應力所以銷子合格。 (6). PRWX長邊框彎曲度PRWX長邊框某種程度像連續梁，因而有三角負載，為簡化分析，取單一最大跨度900mm, 最大負載31.6 KN/m2 分析，假定跨

20、度有固定端。威令位置Figure 7PRWX邊框荷載:31.6 KN/ m2x0.45/2 =7.11 KN/m因此，PRWX長邊框彎曲度合格。(7). PRWX長邊框撓度撓度 （d）允許撓度為: 900/270 =3.33mm > d=0.82mm因此，PRWX長邊框撓度合格。 (8). 房間的周邊樓面邊緣的垂直載荷所施加于墻板的壓縮效應樓面的負載由長邊框和4毫米厚的鋁板傳遞到樓面。事實上，長邊框和4毫米厚的鋁板的強度是由水平方向的加勁所形成的一個堅固的隔段，從而能抵抗垂直壓力荷載。從建筑學角度判斷，樓面的負載形式不會對墻板的結構性產生影響。B. 穿墻絲桿計算 以900(H) x 900(W) 間