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文檔簡介
1、轉換層模板支撐及加固方案計算書工程概況:本工程由施達房地產開發有限責任公司開發,總建筑面積224195.9 m2(二期建筑面積為164367.9 m2),其中地下32141m2,地上192054.9 m2,建筑基底面積8988.8 m2。,停車位:671個。建筑層數、高度:地下一層,地上最高25層。建筑高度最高為75.51米。建筑結構形式:主要為短肢剪力墻結構及帶轉換的框支剪力墻結構,使用年限50年,抗震設防烈度為6度。建筑類別為一類,其耐火等級為地上一級,地下一級。主體結構砼強度等級為:地下室現澆地梁、底板為C40砼(AL1-4采用C50),柱基為C30砼。3層標高以下框架柱、框支柱、剪力墻
2、為C50,梁、板為C50(裙樓梁板砼為C40);46層框架柱、剪力墻為C45,梁、板為C30;79層框架柱、剪力墻為C40,梁、板為C25;1012層框架柱、剪力墻為C35,梁、板為C25;1317層框架柱、剪力墻為C30,梁、板為C25;18屋面層框架柱、剪力墻為C25,梁、板為C25。(一)、梁模板計算書高支撐架的計算依據建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)、混凝土結構設計規范GB50010-2002、建筑結構荷載規范(GB 50009-2001)、鋼結構設計規范(GB 50017-2003)等規范編制。因本工程梁支架高度大于4米,根據有關文獻建議,如果僅按規范計
3、算,架體安全性仍不能得到完全保證。為此計算中還參考了施工技術2002(3):扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全中的部分內容。下面以轉換層最大的框支梁段:KZL5(2)來進行驗算。一、參數信息1.模板支撐及構造參數梁截面寬度 B(m):0.90;梁截面高度 D(m):1.90;混凝土板厚度(mm):180.00;立桿沿梁跨度方向間距La(m):0.40;立桿上端伸出至模板支撐點長度a(m):0.10;立桿步距h(m):1.00;板底承重立桿橫向間距或排距Lb(m):0.60;梁支撐架搭設高度H(m):4.80;梁兩側立桿間距(m):1.10;承重架支撐形式:梁底支撐小楞平行梁截面方向;梁底增加
4、承重立桿根數:6;采用的鋼管類型為48×3.5;立桿承重連接方式:雙扣件,考慮扣件質量及保養情況,取扣件抗滑承載力折減系數:0.80;2.荷載參數模板自重(kN/m2):0.35;鋼筋自重(kN/m3):1.50;施工均布荷載標準值(kN/m2):2.5;新澆混凝土側壓力標準值(kN/m2):18.0;傾倒混凝土側壓力(kN/m2):2.0;振搗混凝土荷載標準值(kN/m2):2.0;3.材料參數木材品種:油松;木材彈性模量E(N/mm2):10000.0;木材抗彎強度設計值fm(N/mm2):13.0;木材抗剪強度設計值fv(N/mm2):1.5;面板類型:木面板;面板彈性模量E(
5、N/mm2):9500.0;面板抗彎強度設計值fm(N/mm2):13.0;4.梁底模板參數梁底模板支撐的間距(mm):100.0;面板厚度(mm):40.0;5.梁側模板參數次楞間距(mm):100 ,主楞豎向根數:4;主楞間距為:100mm,220mm,210mm;穿梁螺栓水平間距(mm):300;穿梁螺栓直徑(mm):M12;主楞龍骨材料:鋼楞;截面類型為圓鋼管48×3.5;主楞合并根數:2;次楞龍骨材料:木楞,寬度60mm,高度80mm;二、梁模板荷載標準值計算1.梁側模板荷載強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和傾倒混凝土時產生的荷載;撓度驗算只考慮新澆混凝土側壓力。其中 - 混
6、凝土的重力密度,取24.000kN/m3; t - 新澆混凝土的初凝時間,可按現場實際值取,輸入0時系統按200/(T+15)計算,得5.714h; T - 混凝土的入模溫度,取20.000; V - 混凝土的澆筑速度,取1.500m/h; H - 混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面總高度,取0.750m;1- 外加劑影響修正系數,取1.200;2- 混凝土坍落度影響修正系數,取1.150。根據以上兩個公式計算的新澆筑混凝土對模板的最大側壓力F;分別計算得 50.994 kN/m2、18.000 kN/m2,取較小值18.000 kN/m2作為本工程計算荷載。三、梁側模板面板的計算面板為受
7、彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和傾倒混凝土時產生的荷載;撓度驗算只考慮新澆混凝土側壓力。面板計算簡圖(單位:mm)1.強度計算跨中彎矩計算公式如下:其中,W - 面板的凈截面抵抗矩,W = 100×2.1×2.1/6=73.5cm3; M - 面板的最大彎距(N·mm); - 面板的彎曲應力計算值(N/mm2) f - 面板的抗彎強度設計值(N/mm2);按以下公式計算面板跨中彎矩:其中,q - 作用在模板上的側壓力,包括:新澆混凝土側壓力設計值: q1= 1.2×1×18×0.9=19.44kN/m
8、;傾倒混凝土側壓力設計值: q2= 1.4×1×2×0.9=2.52kN/m;q = q1+q2 = 19.440+2.520 = 21.960 kN/m;計算跨度(內楞間距): l = 100mm;面板的最大彎距 M= 0.125×21.96×1002 = 2.75×104N·mm;經計算得到,面板的受彎應力計算值: = 2.75×104 / 7.35×104=0.373N/mm2;面板的抗彎強度設計值: f = 13N/mm2;面板的受彎應力計算值 =0.373N/mm2小于面板的抗彎強度設計值 f=
9、13N/mm2,滿足要求! 2.撓度驗算 q-作用在模板上的側壓力線荷載標準值: q=21.96N/mm; l-計算跨度(內楞間距): l = 100mm; E-面板材質的彈性模量: E = 9500N/mm2; I-面板的截面慣性矩: I = 100×4×4×4/12=533.33cm4;面板的最大撓度計算值: = 5×21.96×1004/(384×9500×5.33×106) = 0.001 mm;面板的最大容許撓度值: = l/250 =100/250 = 0.4mm;面板的最大撓度計算值 =0.001mm
10、 小于面板的最大容許撓度值 =0.4mm,滿足要求!四、梁側模板內外楞的計算1.內楞計算內楞(木或鋼)直接承受模板傳遞的荷載,按照均布荷載作用下的三跨連續梁計算。本工程中,龍骨采用木楞,截面寬度60mm,截面高度80mm,截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W = 6×82×1/6 = 64cm3;I = 6×83×1/12 = 256cm4;內楞計算簡圖(1).內楞強度驗算強度驗算計算公式如下:其中, - 內楞彎曲應力計算值(N/mm2); M - 內楞的最大彎距(N·mm); W - 內楞的凈截面抵抗矩; f - 內楞的強度設計值(N/mm2
11、)。按以下公式計算內楞跨中彎矩:其中,作用在內楞的荷載,q = (1.2×18×0.9+1.4×2×0.9)×1=21.96kN/m;內楞計算跨度(外楞間距): l = 177mm;內楞的最大彎距: M=0.101×21.96×176.672= 6.92×104N·mm;最大支座力:R=1.1×21.96×0.177=2.416 kN;經計算得到,內楞的最大受彎應力計算值 = 6.92×104/6.40×104 = 1.082 N/mm2;內楞的抗彎強度設計值: f
12、 = 13N/mm2;內楞最大受彎應力計算值 = 1.082 N/mm2小于內楞的抗彎強度設計值 f=13N/mm2,滿足要求!(2).內楞的撓度驗算其中 l-計算跨度(外楞間距):l = 300mm; q-作用在模板上的側壓力線荷載標準值:q=21.96 N/mm; E - 內楞的彈性模量: 10000N/mm2; I - 內楞的截面慣性矩:I = 2.56×106mm4;內楞的最大撓度計算值: = 0.677×21.96×3004/(100×10000×2.56×106) = 0.047 mm;內楞的最大容許撓度值: = 300/
13、250=1.2mm;內楞的最大撓度計算值 =0.047mm 小于內楞的最大容許撓度值 =1.2mm,滿足要求!2.外楞計算外楞(木或鋼)承受內楞傳遞的集中力,取內楞的最大支座力2.416kN,按照集中荷載作用下的三跨連續梁計算。本工程中,外龍骨采用鋼楞,截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:截面類型為圓鋼管48×3.5;外鋼楞截面抵抗矩 W = 10.16cm3;外鋼楞截面慣性矩 I = 24.38cm4;(1).外楞抗彎強度驗算其中 - 外楞受彎應力計算值(N/mm2) M - 外楞的最大彎距(N·mm); W - 外楞的凈截面抵抗矩; f -外楞的強度設計值(N/mm2)。
14、根據三跨連續梁算法求得最大的彎矩為M=F×a=1.043 kN·m;其中,F=1/4×q×h=10.431,h為梁高為1.9m,a為次楞間距為100mm;經計算得到,外楞的受彎應力計算值: = 1.04×106/1.02×104 = 102.667 N/mm2;外楞的抗彎強度設計值: f = 205N/mm2;外楞的受彎應力計算值 =102.667N/mm2小于外楞的抗彎強度設計值 f=205N/mm2,滿足要求!(2).外楞的撓度驗算其中E-外楞的彈性模量:206000N/mm2;F-作用在外楞上的集中力標準值:F=10.431kN
15、;l-計算跨度:l=300mm;I-外楞的截面慣性矩:I=243800mm4;外楞的最大撓度計算值:=1.615×10431.000×300.003/(100×206000.000×243800.000)=0.091mm;根據連續梁計算得到外楞的最大撓度為0.091 mm外楞的最大容許撓度值: = 300/400=0.75mm;外楞的最大撓度計算值 =0.091mm 小于外楞的最大容許撓度值 =0.75mm,滿足要求!五、穿梁螺栓的計算驗算公式如下:其中 N - 穿梁螺栓所受的拉力; A - 穿梁螺栓有效面積 (mm2); f - 穿梁螺栓的抗拉強度設計
16、值,取170 N/mm2;查表得:穿梁螺栓的直徑: 12 mm;穿梁螺栓有效直徑: 9.85 mm;穿梁螺栓有效面積: A= 76 mm2;穿梁螺栓所受的最大拉力: N =(1.2×18+1.4×2)×0.3×1.195 =8.747 kN。穿梁螺栓最大容許拉力值: N = 170×76/1000 = 12.92 kN;穿梁螺栓所受的最大拉力 N=8.747kN 小于穿梁螺栓最大容許拉力值 N=12.92kN,滿足要求!六、梁底模板計算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和撓度。計算的原則是按照模板底支撐的間距和模板面的大小,按支撐在底撐上的三跨
17、連續梁計算。強度驗算要考慮模板結構自重荷載、新澆混凝土自重荷載、鋼筋自重荷載和振搗混凝土時產生的荷載;撓度驗算只考慮模板結構自重、新澆混凝土自重、鋼筋自重荷載。本算例中,面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W = 900×40×40/6 = 2.40×105mm3; I = 900×40×40×40/12 = 4.80×106mm4;1.抗彎強度驗算按以下公式進行面板抗彎強度驗算:其中, - 梁底模板的彎曲應力計算值(N/mm2); M - 計算的最大彎矩 (kN·m); l-計算跨度(梁底支撐間距): l =
18、100.00mm; q - 作用在梁底模板的均布荷載設計值(kN/m);新澆混凝土及鋼筋荷載設計值:q1: 1.2×(24.00+1.50)×0.90×1.90×0.90=47.09kN/m;模板結構自重荷載:q2:1.2×0.35×0.90×0.90=0.34kN/m;振搗混凝土時產生的荷載設計值:q3: 1.4×2.00×0.90×0.90=2.27kN/m;q = q1 + q2 + q3=47.09+0.34+2.27=49.70kN/m;跨中彎矩計算公式如下:Mmax = 0.10
19、215;49.702×0.12=0.05kN·m; =0.05×106/2.40×105=0.207N/mm2;梁底模面板計算應力 =0.207 N/mm2小于梁底模面板的抗壓強度設計值 f=13N/mm2,滿足要求!2.撓度驗算根據建筑施工計算手冊剛度驗算采用標準荷載,同時不考慮振動荷載作用。最大撓度計算公式如下:其中,q-作用在模板上的壓力線荷載: q =((24.0+1.50)×1.900+0.35)×0.90= 43.92KN/m; l-計算跨度(梁底支撐間距): l =100.00mm; E-面板的彈性模量: E = 950
20、0.0N/mm2;面板的最大允許撓度值: =100.00/250 = 0.400mm;面板的最大撓度計算值: = 0.677×43.92×1004/(100×9500×4.80×106)=0.001mm;面板的最大撓度計算值: =0.001mm 小于面板的最大允許撓度值: = 100 / 250 = 0.4mm,滿足要求!七、梁底支撐鋼管的計算1.荷載的計算:(1)鋼筋混凝土梁自重(kN): q1= (24+1.5)×0.9×1.9×0.1=4.36 kN;(2)模板的自重荷載(kN): q2 = 0.35
21、5;0.1×(2×1.9+0.9) =0.165 kN;(3)活荷載為施工荷載標準值與振搗混凝土時產生的荷載(kN):經計算得到,活荷載標準值 P1 = (2.5+2)×0.9×0.1=0.405 kN;2.木方楞的傳遞均布荷載驗算: q = (1.2×(4.36×0.165)+1.4×0.405)/0.9=6.663 kN/m;3.支撐鋼管的強度驗算:按照均布荷載作用下的簡支梁計算均布荷載,q=6.663 kN/m;彎矩圖(kN·m)剪力圖(kN)變形圖(mm)鋼管的支座力N1=N3=2.999 KN;鋼管最大應
22、力計算值: =0.975×106 /5080=191.833 N/mm2;鋼管最大剪力計算值: T=2×2.999×103/4.52×100=13.268N/mm2;鋼管的最大撓度:=4.528 mm;鋼管的允許撓度: =1100.000/250=4.400 mm;鋼管最大應力計算值 191.833 N/mm2小于鋼管抗彎強度設計值 f=205.000 N/mm2,滿足要求!鋼管受剪應力計算值 13.268 N/mm2小于鋼管抗剪強度設計值 T=120.000 N/mm2,滿足要求!八、梁底縱向鋼管計算作用于支撐鋼管的荷載包括梁與模板自重荷載,施工活荷載
23、等,通過方木的集中荷載傳遞。1.梁兩側支撐鋼管的強度計算:支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續梁計算;集中力P= 2.999 KN.支撐鋼管計算簡圖支撐鋼管計算彎矩圖(kN·m)支撐鋼管計算變形圖(mm)支撐鋼管計算剪力圖(kN)最大彎矩 Mmax = 0.45 kN·m ;最大變形 Vmax = 0.199 mm ;最大支座力 Rmax = 13.119 kN ;最大應力 = 0.45×106 /(5.08×103 )=88.574 N/mm2;支撐鋼管的抗壓強度設計值 f=205 N/mm2;支撐鋼管的最大應力計算值 88.574 N/mm2小于支撐
24、鋼管的抗壓強度設計值 205 N/mm2,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度Vmax=0.199mm小于400/150與10 mm,滿足要求!九、扣件抗滑移的計算:按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范培訓講座劉群主編,P96頁,雙扣件承載力設計值取16.00kN,按照扣件抗滑承載力系數0.80,該工程實際的旋轉雙扣件承載力取值為12.80kN 。縱向或橫向水平桿與立桿連接時,扣件的抗滑承載力按照下式計算(規范): R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承載力設計值,取12.80 kN; R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值;計算中R取最大支座反力,根據前面計算結果得到 R=0 kN;R
25、< 12.80 kN,所以雙扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 十、立桿的穩定性計算:立桿的穩定性計算公式1.梁兩側立桿穩定性驗算:其中 N - 立桿的軸心壓力設計值,它包括:縱向鋼管的最大支座反力: N1 =13.119 kN ;腳手架鋼管的自重: N2 = 1.2×0.149×4.8=0.858 kN;樓板的混凝土模板的自重: N3=1.2×(0.60/2+(1.10-0.90)/2)×0.40×0.35=0.067 kN;樓板鋼筋混凝土自重荷載:N4=1.2×(0.60/2+(1.10-0.90)/2)×0.40
26、×0.180×(1.50+24.00)=0.881 kN; N =13.119+0.858+0.067+0.881=14.925 kN;- 軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 lo/i 查表得到; i - 計算立桿的截面回轉半徑 (cm):i = 1.58; A - 立桿凈截面面積 (cm2): A = 4.89; W - 立桿凈截面抵抗矩(cm3):W = 5.08; - 鋼管立桿軸心受壓應力計算值 ( N/mm2); f - 鋼管立桿抗壓強度設計值:f =205 N/mm2; lo - 計算長度 (m);參照扣件式規范不考慮高支撐架,按下式計算 lo = k1uh k1
27、- 計算長度附加系數,取值為:1.155 ; u - 計算長度系數,參照扣件式規范表,u =1.7;上式的計算結果:立桿計算長度 Lo = k1uh = 1.155×1.7×1 = 1.964 m;Lo/i = 1963.5 / 15.8 = 124 ;由長細比 lo/i 的結果查表得到軸心受壓立桿的穩定系數= 0.428 ;鋼管立桿受壓應力計算值;=14925.031/(0.428×489) = 71.312 N/mm2;鋼管立桿穩定性計算 = 71.312 N/mm2小于鋼管立桿抗壓強度的設計值 f = 205 N/mm2,滿足要求!2.梁底受力最大的支撐立桿
28、穩定性驗算:其中 N - 立桿的軸心壓力設計值,它包括:梁底支撐最大支座反力: N1 =0 kN ;腳手架鋼管的自重: N2 = 1.2×0.149×(4.8-1.9)=0.858 kN; N =0+0.858=0.518 kN; - 軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 lo/i 查表得到; i - 計算立桿的截面回轉半徑 (cm):i = 1.58; A - 立桿凈截面面積 (cm2): A = 4.89; W - 立桿凈截面抵抗矩(cm3):W = 5.08; - 鋼管立桿軸心受壓應力計算值 ( N/mm2); f - 鋼管立桿抗壓強度設計值:f =205 N/mm2;
29、lo - 計算長度 (m);參照扣件式規范不考慮高支撐架,按下式計算 lo = k1uh k1 - 計算長度附加系數,取值為:1.155 ; u - 計算長度系數,參照扣件式規范表,u =1.7;上式的計算結果:立桿計算長度 Lo = k1uh = 1.155×1.7×1 = 1.964 m;Lo/i = 1963.5 / 15.8 = 124 ;由長細比 lo/i 的結果查表得到軸心受壓立桿的穩定系數= 0.428 ;鋼管立桿受壓應力計算值;=518.172/(0.428×489) = 2.476 N/mm2;鋼管立桿穩定性計算 = 2.476 N/mm2小于鋼
30、管立桿抗壓強度的設計值 f = 205 N/mm2,滿足要求!模板承重架應盡量利用剪力墻或柱作為連接連墻件,否則存在安全隱患。以上表參照杜榮軍:扣件式鋼管模板高支撐架設計和使用安全十一、梁模板高支撐架的構造和施工要求工程經驗:除了要遵守扣件架規范的相關要求外,還要考慮以下內容1.模板支架的構造要求:a.梁板模板高支撐架可以根據設計荷載采用單立桿或雙立桿;b.立桿之間必須按步距滿設雙向水平桿,確保兩方向足夠的設計剛度;c.梁和樓板荷載相差較大時,可以采用不同的立桿間距,但只宜在一個方向變距、而另一個方向不變。2.立桿步距的設計:a.當架體構造荷載在立桿不同高度軸力變化不大時,可以采用等步距設置;
31、b.當中部有加強層或支架很高,軸力沿高度分布變化較大,可采用下小上大的變步距設置,但變化不要過多;c.高支撐架步距以為宜,不宜超過1.5m。3.整體性構造層的設計:a.當支撐架高度20m或橫向高寬比6時,需要設置整體性單或雙水平加強層;b.單水平加強層可以每4-6米沿水平結構層設置水平斜桿或剪刀撐,且須與立桿連接,設置斜桿層數要大于水平框格總數的1/3;c.雙水平加強層在支撐架的頂部和中部每隔10-15m設置,四周和中部每10-15m設豎向斜桿,使其具有較大剛度和變形約束的空間結構層;d.在任何情況下,高支撐架的頂部和底部(掃地桿的設置層)必須設水平加強層。4.剪刀撐的設計:a.沿支架四周外立
32、面應滿足立面滿設剪刀撐;b.中部可根據需要并依構架框格的大小,每隔10-15m設置。5.頂部支撐點的設計:a.最好在立桿頂部設置支托板,其距離支架頂層橫桿的高度不宜大于400mm;b.頂部支撐點位于頂層橫桿時,應靠近立桿,且不宜大于200mm;c.支撐橫桿與立桿的連接扣件應進行抗滑驗算,當設計荷載N12kN時,可用雙扣件;大于12kN時應用頂托方式。6.支撐架搭設的要求:a.嚴格按照設計尺寸搭設,立桿和水平桿的接頭均應錯開在不同的框格層中設置;b.確保立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差小于扣件架規范的要求;c.確保每個扣件和鋼管的質量是滿足要求的,每個扣件的擰緊力矩都要控制在45-60N.m,鋼管
33、不能選用已經長期使用發生變形的;d.地基支座的設計要滿足承載力的要求。7.施工使用的要求:a.精心設計混凝土澆筑方案,確保模板支架施工過程中均衡受載,最好采用由中部向兩邊擴展的澆筑方式;b.嚴格控制實際施工荷載不超過設計荷載,對出現的超過最大荷載要有相應的控制措施,鋼筋等材料不能在支架上方堆放;c.澆筑過程中,派人檢查支架和支承情況,發現下沉、松動和變形情況及時解決。(二)、柱模板計算書柱模板的計算依據建筑施工手冊第四版、建筑施工計算手冊江正榮著、建筑結構荷載規范(GB 50009-2001)、混凝土結構設計規范GB50010-2002、鋼結構設計規范(GB 50017-2003)等規范編制。
34、柱模板的背部支撐由兩層(木楞或鋼楞)組成,第一層為直接支撐模板的豎楞,用以支撐混凝土對模板的側壓力;第二層為支撐豎楞的柱箍,用以支撐豎楞所受的壓力;柱箍之間用對拉螺栓相互拉接,形成一個完整的柱模板支撐體系。柱模板設計示意圖柱截面寬度B(mm):1100.00;柱截面高度H(mm):3000.00;柱模板的總計算高度:H = 3.00m;根據規范,當采用溜槽、串筒或導管時,傾倒混凝土產生的荷載標準值為2.00kN/m2;計算簡圖一、參數信息1.基本參數柱截面寬度B方向對拉螺栓數目:2;柱截面寬度B方向豎楞數目:8;柱截面高度H方向對拉螺栓數目:5;柱截面高度H方向豎楞數目:8;對拉螺栓直徑(mm
35、):M12;2.柱箍信息柱箍材料:鋼楞;截面類型:圓鋼管48×3.2;鋼楞截面慣性矩I(cm4):11.36;鋼楞截面抵抗矩W(cm3):4.73;柱箍的間距(mm):450;柱箍合并根數:2;3.豎楞信息豎楞材料:鋼楞;截面類型:圓鋼管48×3.2;鋼楞截面慣性矩I(cm4):11.36;鋼楞截面抵抗矩W(cm3):4.73;豎楞合并根數:2;4.面板參數面板類型:膠合面板;面板厚度(mm):25.00;面板彈性模量(N/mm2):9500.00;面板抗彎強度設計值fc(N/mm2):13.00;面板抗剪強度設計值(N/mm2):1.50;5.木方和鋼楞方木抗彎強度設計值
36、fc(N/mm2):13.00;方木彈性模量E(N/mm2):9500.00;方木抗剪強度設計值ft(N/mm2):1.50;鋼楞彈性模量E(N/mm2):210000.00;鋼楞抗彎強度設計值fc(N/mm2):205.00;二、柱模板荷載標準值計算其中 - 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3; t - 新澆混凝土的初凝時間,可按現場實際值取,輸入0時系統按200/(T+15)計算,得5.714h; T - 混凝土的入模溫度,取20.000; V - 混凝土的澆筑速度,取2.500m/h; H - 模板計算高度,取3.000m;1- 外加劑影響修正系數,取1.200;2- 混凝土坍落
37、度影響修正系數,取1.000。根據以上兩個公式計算的新澆筑混凝土對模板的最大側壓力F;分別計算得 57.246 kN/m2、72.000 kN/m2,取較小值57.246 kN/m2作為本工程計算荷載。計算中采用新澆混凝土側壓力標準值 F1=57.246kN/m2;傾倒混凝土時產生的荷載標準值 F2= 2 kN/m2。三、柱模板面板的計算模板結構構件中的面板屬于受彎構件,按簡支梁或連續梁計算。本工程中取柱截面寬度B方向和H方向中豎楞間距最大的面板作為驗算對象,進行強度、剛度計算。強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和傾倒混凝土時產生的荷載;撓度驗算只考慮新澆混凝土側壓力。由前述參數信息可知,柱截面高
38、度H方向豎楞間距最大,為l= 420 mm,且豎楞數為 8,面板為大于 3 跨,因此柱截面高度H方向面板按均布荷載作用下下的三跨連續梁進行計算。面板計算簡圖1.面板抗彎強度驗算對柱截面寬度B方向面板按均布荷載作用下的三跨連續梁用下式計算最大跨中彎距:其中, M-面板計算最大彎距(N·mm); l-計算跨度(豎楞間距): l =420.0mm; q-作用在模板上的側壓力線荷載,它包括:新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×57.25×0.45×0.90=27.822kN/m;傾倒混凝土側壓力設計值q2: 1.4×2.00×0.45
39、15;0.90=1.134kN/m;式中,0.90為按施工手冊取用的臨時結構折減系數。 q = q1 + q2 =27.822+1.134=28.956 kN/m;面板的最大彎距:M =0.1×28.956×420×420= 5.11×105N.mm;面板最大應力按下式計算:其中, -面板承受的應力(N/mm2); M -面板計算最大彎距(N·mm); W -面板的截面抵抗矩 : b:面板截面寬度,h:面板截面厚度; W= 450×25.0×25.0/6=4.69×104 mm3; f -面板的抗彎強度設計值(N/
40、mm2); f=13.000N/mm2;面板的最大應力計算值: = M/W = 5.11×105 / 4.69×104 = 10.897N/mm2;面板的最大應力計算值 =10.897N/mm2小于面板的抗彎強度設計值 =13N/mm2,滿足要求!2.面板抗剪驗算最大剪力按均布荷載作用下的三跨連續梁計算,公式如下:其中,-面板計算最大剪力(N); l-計算跨度(豎楞間距): l =420.0mm; q-作用在模板上的側壓力線荷載,它包括:新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×57.25×0.45×0.90=27.822kN/m;傾倒混凝土側壓力
41、設計值q2: 1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m;式中,0.90為按施工手冊取用的臨時結構折減系數。 q = q1 + q2 =27.822+1.134=28.956 kN/m;面板的最大剪力: = 0.6×28.956×420.0 = 7296.800N;截面抗剪強度必須滿足下式:其中, -面板承受的剪應力(N/mm2);-面板計算最大剪力(N): = 7296.800N; b-構件的截面寬度(mm):b = 450mm ; hn-面板厚度(mm):hn = 25.0mm ; fv-面板抗剪強度設計值(N/mm2):fv
42、 = 13.000 N/mm2;面板截面受剪應力計算值: =3×7296.800/(2×450×25.0)=0.973N/mm2;面板截面抗剪強度設計值: fv=1.500N/mm2;面板截面的受剪應力 =0.973N/mm2小于面板截面抗剪強度設計值 fv=1.5N/mm2,滿足要求!3.面板撓度驗算最大撓度按均布荷載作用下的三跨連續梁計算,撓度計算公式如下:其中,q-作用在模板上的側壓力線荷載(kN/m): q = 57.25×0.4525.76 kN/m; -面板最大撓度(mm); l-計算跨度(豎楞間距): l =420.0mm ; E-面板彈性
43、模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2; I-面板截面的慣性矩(mm4); I= 450×25.0×25.0×25.0/12 = 5.86×105 mm4;面板最大容許撓度: = 420 / 250 = 1.68 mm;面板的最大撓度計算值: = 0.677×25.76×420.04/(100×9500.0×5.86×105) = 0.975 mm;面板的最大撓度計算值 =0.975mm 小于面板最大容許撓度設計值 = 1.68mm,滿足要求!四、豎楞方木的計算模板結構構件中的豎楞(小楞)
44、屬于受彎構件,按連續梁計算。本工程柱高度為3.0m,柱箍間距為450mm,豎楞為大于 3 跨,因此按均布荷載作用下的三跨連續梁計算。本工程中,豎楞采用鋼楞,截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:截面類型為圓鋼管48×3.2;內鋼楞截面抵抗矩 W = 4.73cm3;內鋼楞截面慣性矩 I = 11.36cm4;豎楞方木計算簡圖1.抗彎強度驗算支座最大彎矩計算公式:其中, M-豎楞計算最大彎距(N·mm); l-計算跨度(柱箍間距): l =450.0mm; q-作用在豎楞上的線荷載,它包括:新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×57.25×0.15×
45、0.90=9.212kN/m;傾倒混凝土側壓力設計值q2: 1.4×2.00×0.15×0.90=0.375kN/m; q = (9.212+0.375)/2=4.794 kN/m;豎楞的最大彎距:M =0.1×4.794×450.0×450.0= 9.71×104N.mm;其中, -豎楞承受的應力(N/mm2); M -豎楞計算最大彎距(N·mm); W -豎楞的截面抵抗矩(mm3),W=4.73×103; f -豎楞的抗彎強度設計值(N/mm2); f=205.000N/mm2;豎楞的最大應力計算值:
46、 = M/W = 9.71×104/4.73×103 = 20.514N/mm2;豎楞的最大應力計算值 =20.514N/mm2小于豎楞的抗彎強度設計值 =205N/mm2,滿足要求!2.抗剪驗算最大剪力按均布荷載作用下的三跨連續梁計算,公式如下:其中,-豎楞計算最大剪力(N); l-計算跨度(柱箍間距): l =450.0mm; q-作用在模板上的側壓力線荷載,它包括:新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×57.25×0.15×0.90=9.212kN/m;傾倒混凝土側壓力設計值q2: 1.4×2.00×0.15×
47、;0.90=0.375kN/m; q = (9.212+0.375)/2=4.794 kN/m;豎楞的最大剪力: = 0.6×4.794×450.0 = 1294.313N;截面抗剪強度必須滿足下式:其中, -豎楞截面最大受剪應力(N/mm2);-豎楞計算最大剪力(N): = 1294.313N; b-豎楞的截面寬度(mm):b = 60.0mm ; hn-豎楞的截面高度(mm):hn = 80.0mm ; fv-豎楞的抗剪強度設計值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2;豎楞截面最大受剪應力計算值: =3×1294.313/(2×60.0
48、215;80.0)=0.404N/mm2;豎楞截面抗剪強度設計值: fv=1.500N/mm2;豎楞截面最大受剪應力計算值 =0.404N/mm2小于豎楞截面抗剪強度設計值 fv=1.5N/mm2,滿足要求!3.撓度驗算最大撓度按三跨連續梁計算,公式如下:其中,q-作用在豎楞上的線荷載(kN/m): q =57.25×0.15 = 8.53 kN/m; -豎楞最大撓度(mm); l-計算跨度(柱箍間距): l =450.0mm ; E-豎楞彈性模量(N/mm2):E = 210000.00 N/mm2 ; I-豎楞截面的慣性矩(mm4),I=1.14×105;豎楞最大容許撓
49、度: = 450/400 = 1.8mm;豎楞的最大撓度計算值: = 0.677×8.53×450.04/(100×210000.0×1.14×105) = 0.099 mm;豎楞的最大撓度計算值 =0.099mm 小于豎楞最大容許撓度 =1.8mm ,滿足要求!五、B方向柱箍的計算本算例中,柱箍采用鋼楞,截面類型為圓鋼管48×3.2;截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:鋼柱箍截面抵抗矩 W = 4.73 cm3;鋼柱箍截面慣性矩 I = 11.36 cm4;柱箍為大于 3 跨,按集中荷載三跨連續梁計算(附計算簡圖):B方向柱箍計算簡圖
50、其中 P - -豎楞方木傳遞到柱箍的集中荷載(kN); P = (1.2 ×57.25×0.9 + 1.4 ×2×0.9)×0.149 × 0.45/2 = 2.16 kN;B方向柱箍剪力圖(kN)最大支座力: N = 6.276 kN;B方向柱箍彎矩圖(kN·m)最大彎矩: M = 0.247 kN.m;B方向柱箍變形圖(mm)最大變形: V = 0.175 mm;1. 柱箍抗彎強度驗算柱箍截面抗彎強度驗算公式其中,柱箍桿件的最大彎矩設計值: M = 0.25 kN.m;彎矩作用平面內柱箍截面抵抗矩: W = 4.73 c
51、m3;B邊柱箍的最大應力計算值: = 49.7 N/mm2;柱箍的抗彎強度設計值: f = 205 N/mm2;B邊柱箍的最大應力計算值 =49.7N/mm2小于柱箍的抗彎強度設計值 f=205N/mm2,滿足要求!2. 柱箍撓度驗算經過計算得到: = 0.175 mm;柱箍最大容許撓度: = 366.7 / 250 = 1.467 mm;柱箍的最大撓度 =0.175mm 小于柱箍最大容許撓度 =1.467mm,滿足要求!六、B方向對拉螺栓的計算計算公式如下:其中 N - 對拉螺栓所受的拉力; A - 對拉螺栓有效面積 (mm2); f - 對拉螺栓的抗拉強度設計值,取170 N/mm2;查表
52、得:對拉螺栓的型號: M12 ;對拉螺栓的有效直徑: 9.85 mm;對拉螺栓的有效面積: A= 76 mm2;對拉螺栓所受的最大拉力: N = 6.276 kN。對拉螺栓最大容許拉力值: N = 1.70×105×7.60×10-5 = 12.92 kN;對拉螺栓所受的最大拉力 N=6.276kN 小于對拉螺栓最大容許拉力值 N=12.92kN,對拉螺栓強度驗算滿足要求!七、H方向柱箍的計算本工程中,柱箍采用鋼楞,截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:本工程中,柱箍采用鋼楞,截面類型為圓鋼管48×3.2;截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:鋼柱箍截面抵抗矩
53、W = 4.73cm3;鋼柱箍截面慣性矩 I = 113.6cm4;柱箍為大于 3 跨,按三跨連續梁計算(附計算簡圖):H方向柱箍計算簡圖其中 P - 豎楞方木傳遞到柱箍的集中荷載(kN); P = (1.2×57.25×0.9+1.4×2×0.9)×0.42 ×0.45/2 = 6.08 kN;H方向柱箍剪力圖(kN)最大支座力: N = 8.491 kN;H方向柱箍彎矩圖(kN·m)最大彎矩: M = 0.423 kN.m;H方向柱箍變形圖(mm)最大變形: V = 0.347 mm;1.柱箍抗彎強度驗算柱箍截面抗彎強度
54、驗算公式:其中,柱箍桿件的最大彎矩設計值: M = 0.42 kN.m;彎矩作用平面內柱箍截面抵抗矩: W = 4.73 cm3;H邊柱箍的最大應力計算值: = 85.169 N/mm2;柱箍的抗彎強度設計值: f = 205 N/mm2;H邊柱箍的最大應力計算值 =85.169N/mm2小于柱箍的抗彎強度設計值 f=205N/mm2,滿足要求!2. 柱箍撓度驗算經過計算得到: V = 0.347 mm;柱箍最大容許撓度: V = 500 / 250 = 2 mm;柱箍的最大撓度 V =0.347mm 小于柱箍最大容許撓度 V=2mm,滿足要求!八、H方向對拉螺栓的計算驗算公式如下:其中 N
55、- 對拉螺栓所受的拉力; A - 對拉螺栓有效面積 (mm2); f - 對拉螺栓的抗拉強度設計值,取170 N/mm2;查表得:對拉螺栓的直徑: M12 ;對拉螺栓有效直徑: 9.85 mm;對拉螺栓有效面積: A= 76 mm2;對拉螺栓最大容許拉力值: N = 1.70×105×7.60×10-5 = 12.92 kN;對拉螺栓所受的最大拉力: N = 8.491 kN。對拉螺栓所受的最大拉力: N=8.491kN 小于 N=12.92kN,對拉螺栓強度驗算滿足要求!(三)、墻模板計算書墻模板的計算參照建筑施工手冊第四版、建筑施工計算手冊江正榮著、建筑結構荷
56、載規范(GB 50009-2001)、混凝土結構設計規范GB50010-2002、鋼結構設計規范(GB 50017-2003)等規范。墻模板的背部支撐由兩層龍骨(木楞或鋼楞)組成:直接支撐模板的為次龍骨,即內龍骨;用以支撐內層龍骨的為主龍骨,即外龍骨。組裝墻體模板時,通過穿墻螺栓將墻體兩側模板拉結,每個穿墻螺栓成為主龍骨的支點。根據規范,當采用溜槽、串筒或導管時,傾倒混凝土產生的荷載標準值為2.00kN/m2;一、參數信息1.基本參數次楞(內龍骨)間距(mm):300;穿墻螺栓水平間距(mm):600;主楞(外龍骨)間距(mm):400;穿墻螺栓豎向間距(mm):400;對拉螺栓直徑(mm):M12;2.主楞信息龍骨材料:鋼楞;
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