一、参数信息
1.基本参数
次楞(内龙骨)间距(mm):200;穿墙螺栓水平间距(mm):600;
主楞(外龙骨)间距(mm):500;穿墙螺栓竖向间距(mm):500;
对拉螺栓直径(mm):M14;
2.主楞信息
龙骨材料:钢楞;截面类型:圆钢管48×3.5;
钢楞截面惯性矩I(cm4):12.19;钢楞截面抵抗矩W(cm3):5.08;主楞肢数:2;
3.次楞信息
龙骨材料:木楞;
宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00;
1
次楞肢数:2;
4.面板参数
面板类型:木胶合板;面板厚度(mm):17.00;
面板弹性模量(N/mm2):9500.00;
面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;
面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50;
5.木方和钢楞
方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9500.00;方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):1.50;
钢楞弹性模量E(N/mm2):210000.00;
钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00;
2
墙模板设计简图
二、墙模板荷载标准值计算
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
其中 γ -- 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t -- 新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
T -- 混凝土的入模温度,取20.000℃;
3
V -- 混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H -- 模板计算高度,取3.000m;
β1-- 外加剂影响修正系数,取1.000;
β2-- 混凝土坍落度影响修正系数,取1.000。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别为 47.705 kN/m2、72.000 kN/m2,取较小值47.705 kN/m2作为本工程计算荷载。
计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=47.705kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2 kN/m2。
三、墙模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。按规范规定,强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。 计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。
4
面板计算简图
1.抗弯强度验算
跨中弯矩计算公式如下:
其中, M--面板计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(内楞间距): l =200.0mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.50×0.90=25.761kN/m,其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m;
q = q1 + q2 =25.761+1.260=27.021 kN/m;
5
面板的最大弯距:M =0.1×27.021×200.0×200.0= 1.08×105N.mm;
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中, σ --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= 500×17.0×17.0/6=2.41×104 mm3;
f --面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:σ = M/W = 1.08×105 / 2.41×104 = 4.488N/mm2;
面板截面的最大应力计算值 σ =4.488N/mm2 小于 面板截面的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
6
2.剪强度验算
计算公式如下:
其中,∨--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(竖楞间距): l =200.0mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.50×0.90=25.761kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m;
q = q1 + q2 =25.761+1.260=27.021 kN/m;
面板的最大剪力:∨ = 0.6×27.021×200.0 = 3242.484N;
截面抗剪强度必须满足:
其中, Τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2);
7
∨--面板计算最大剪力(N):∨ = 3242.484N;
b--构件的截面宽度(mm):b = 500mm ;
hn--面板厚度(mm):hn = 17.0mm ;
fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 13.000 N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值: T =3×3242.484/(2×500×17.0)=0.572N/mm2;
面板截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.572N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [T]=1.5N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
根据规范,刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载: q = 47.7×0.5 = 23.85N/mm;
8
l--计算跨度(内楞间距): l = 200mm;
E--面板的弹性模量: E = 9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 50×1.7×1.7×1.7/12=20.47cm4;
面板的最大允许挠度值:[ω] = 0.8mm;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×23.85×2004/(100×9500×2.05×105) = 0.133 mm;
面板的最大挠度计算值: ω =0.133mm 小于等于面板的最大允许挠度值 [ω]=0.8mm,满足要求!
四、墙模板内外楞的计算
(一).内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,内龙骨采用木楞,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 60×80×80/6 = cm3;
I = 60×80×80×80/12 = 256cm4;
9
内楞计算简图
1.内楞的抗弯强度验算
内楞跨中最大弯矩按下式计算:
其中, M--内楞跨中计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(外楞间距): l =500.0mm;
q--作用在内楞上的线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.20×0.90=10.304kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.20×0.90=0.504kN/m,其中,0.90为折减系数。
q =(10.304+0.504)/2=5.404 kN/m;
10
内楞的最大弯距:M =0.1×5.404×500.0×500.0= 1.35×105N.mm;
内楞的抗弯强度应满足下式:
其中, σ --内楞承受的应力(N/mm2);
M --内楞计算最大弯距(N.mm);
W --内楞的截面抵抗矩(mm3),W=6.40×104;
f --内楞的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000N/mm2;
内楞的最大应力计算值:σ = 1.35×105/6.40×104 = 2.111 N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值: [f] = 13N/mm2;
内楞的最大应力计算值 σ = 2.111 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
2.内楞的抗剪强度验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
11
其中, V-内楞承受的最大剪力;
l--计算跨度(外楞间距): l =500.0mm;
q--作用在内楞上的线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.20×0.90=10.304kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.20×0.90=0.504kN/m,其中,0.90为折减系数。
q = (q1 + q2)/2 =(10.304+0.504)/2=5.404 kN/m;
内楞的最大剪力:∨ = 0.6×5.404×500.0 = 1621.242N;
截面抗剪强度必须满足下式:
其中, τ--内楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);
∨--内楞计算最大剪力(N):∨ = 1621.242N;
b--内楞的截面宽度(mm):b = 60.0mm ;
12
hn--内楞的截面高度(mm):hn = 80.0mm ;
fv--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):τ = 1.500 N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值: fv =3×1621.242/(2×60.0×80.0)=0.507N/mm2;
内楞截面的抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值 τ =0.507N/mm2 小于 内楞截面的抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.内楞的挠度验算
根据《建筑施工计算手册》,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑振动荷载作用。
挠度验算公式如下:
其中, ω--内楞的最大挠度(mm);
q--作用在内楞上的线荷载(kN/m): q = 47.71×0.20/2=4.77 kN/m;
l--计算跨度(外楞间距): l =500.0mm ;
13
E--内楞弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ;
I--内楞截面惯性矩(mm4),I=2.56×106;
内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×9.54/2×5004/(100×9500×2.56×106) = 0.083 mm;
内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2mm;
内楞的最大挠度计算值 ω=0.083mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2mm,满足要求!
(二).外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,外龙骨采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面类型为圆钢管48×3.5;
外钢楞截面抵抗矩 W = 5.08cm3;
外钢楞截面惯性矩 I = 12.19cm4;
外楞计算简图
14
4.外楞抗弯强度验算
外楞跨中弯矩计算公式:
其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×47.7+1.4×2)×0.2×0.5/2=2.7kN; 外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 600mm;
外楞最大弯矩:M = 0.175×2702.07×600.00= 2.84×105 N/mm;
强度验算公式:
其中, σ-- 外楞的最大应力计算值(N/mm2)
M -- 外楞的最大弯距(N.mm);M = 2.84×105 N/mm
W -- 外楞的净截面抵抗矩; W = 5.08×103 mm3;
[f] --外楞的强度设计值(N/mm2),[f] =205.000N/mm2;
外楞的最大应力计算值: σ = 2.84×105/5.08×103 = 55.85 N/mm2;
15
外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205N/mm2;
外楞的最大应力计算值 σ =55.85N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
5.外楞的抗剪强度验算
公式如下:
其中, ∨--外楞计算最大剪力(N);
l--计算跨度(水平螺栓间距间距): l =600.0mm;
P--作用在外楞的荷载: P = (1.2×47.7+1.4×2)×0.2×0.5/2=2.702kN;外楞的最大剪力:∨ = 0.65×2702.070 = 1.05×103N;
外楞截面抗剪强度必须满足:
其中, τ--外楞截面的受剪应力计算值(N/mm2);
16
∨--外楞计算最大剪力(N):∨ = 1.05×103N;
b--外楞的截面宽度(mm):b = 50.0mm ;
hn--外楞的截面高度(mm):hn = 100.0mm ;
fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值: τ =3×1.05×103/(2×50.0×100.0)=0.316N/mm2;
外楞的截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
外楞截面的抗剪强度设计值: [fv]=1.5N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值 τ =0.316N/mm2 小于 外楞截面的抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
6.外楞的挠度验算
根据《建筑施工计算手册》,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑振动荷载作用。
挠度验算公式如下:
17
其中, ω--外楞最大挠度(mm);
P--内楞作用在支座上的荷载(kN/m):P = 47.71×0.20×0.50/2=2.39 kN/m;
l--计算跨度(水平螺栓间距): l =600.0mm ;
E--外楞弹性模量(N/mm2):E = 210000.00 N/mm2 ;
I--外楞截面惯性矩(mm4),I=1.22×105;
外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×4.77×100/2×6003/(100×210000×1.22×105) = 0.231mm;
外楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.4mm;
外楞的最大挠度计算值 ω =0.231mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=2.4mm,满足要求!
五、穿墙螺栓的计算
计算公式如下:
其中 N -- 穿墙螺栓所受的拉力;
18
A -- 穿墙螺栓有效面积 (mm2);
f -- 穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2;
查表得:
穿墙螺栓的型号: M14 ;
穿墙螺栓有效直径: 11.55 mm;
穿墙螺栓有效面积: A = 105 mm2;
穿墙螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.05×10-4 = 17.85 kN;
穿墙螺栓所受的最大拉力: N =47.705×0.6×0.5 = 14.312 kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力 N=14.312kN 小于 穿墙螺栓最大容许拉力值 [N]=17.85kN,满足要求!
柱计算书:
柱模板的计算依据《建筑施工手册》第四版、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
柱模板的背部支撑由两层(木楞或钢楞)组成,第一层为直接支撑模板的竖楞,用以支撑混
19
凝土对模板的侧压力;第二层为支撑竖楞的柱箍,用以支撑竖楞所受的压力;柱箍之间用对拉螺栓相互拉接,形成一个完整的柱模板支撑体系。
柱模板设计示意图
柱截面宽度B(mm):600.00;柱截面高度H(mm):600.00;柱模板的总计算高度:H = 5.10m;
根据规范,当采用溜槽、串筒或导管时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2;
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计算简图
一、参数信息
1.基本参数
柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:1;柱截面宽度B方向竖楞数目:3;柱截面高度H方向对拉螺栓数目:1;柱截面高度H方向竖楞数目:3;对拉螺栓直径(mm):M12;
2.柱箍信息
柱箍材料:木楞;
宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00;
柱箍的间距(mm):450;柱箍肢数:1;
3.竖楞信息
竖楞材料:木楞;
宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00;
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竖楞肢数:2;
4.面板参数
面板类型:木胶合板;面板厚度(mm):17.00;
面板弹性模量(N/mm2):9500.00;
面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;
面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50;
5.木方参数
方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9500.00;
方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):1.50;
二、柱模板荷载标准值计算
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
其中 γ -- 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
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t -- 新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
T -- 混凝土的入模温度,取20.000℃;
V -- 混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H -- 模板计算高度,取5.100m;
β1-- 外加剂影响修正系数,取1.000;
β2-- 混凝土坍落度影响修正系数,取1.000。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别为 47.705 kN/m2、72.000 kN/m2,取较小值47.705 kN/m2作为本工程计算荷载。
计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=47.705kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2 kN/m2。
三、柱模板面板的计算
模板结构构件中的面板属于受弯构件,按简支梁或连续梁计算。本工程中取柱截面宽度B方向和H方向中竖楞间距最大的面板作为验算对象,进行强度、刚度计算。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
23
由前述参数信息可知,柱截面宽度B方向竖楞间距最大,为l= 270 mm,且竖楞数为 3,面板为2 跨,因此对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的二跨连续梁进行计算。
面板计算简图
1.面板抗弯强度验算
对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的二跨连续梁用下式计算最大跨中弯距:
其中, M--面板计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(竖楞间距): l =270.0mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.45×0.90=23.185kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m,式中,0.90为按
24
《施工手册》取用的临时结构折减系数。
q = q1 + q2 =23.185+1.134=24.319 kN/m;
面板的最大弯距:M =0.125 ×24.319×270×270= 1.77×105N.mm;
面板最大应力按下式计算:
其中, σ --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= 450×17.0×17.0/6=2.17×104 mm3;
f --面板的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000N/mm2;
面板的最大应力计算值: σ = M/W = 1.77×105 / 2.17×104 = 8.179N/mm2;
25
面板的最大应力计算值 σ =8.179N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [σ]=13N/mm2,满足要求!
2.面板抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的二跨连续梁计算,公式如下:
其中, ∨--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(竖楞间距): l =270.0mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.45×0.90=23.185kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m,式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。
q = q1 + q2 =23.185+1.134=24.319 kN/m;
面板的最大剪力:∨ = 0.625×24.319×270.0 = 4103.769N;
截面抗剪强度必须满足下式:
26
其中, τ --面板承受的剪应力(N/mm2);
∨--面板计算最大剪力(N):∨ = 4103.769N;
b--构件的截面宽度(mm):b = 450mm ;
hn--面板厚度(mm):hn = 17.0mm ;
fv---面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 13.000 N/mm2;
面板截面受剪应力计算值: τ =3×4103.769/(2×450×17.0)=0.805N/mm2;
面板截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
面板截面的受剪应力 τ =0.805N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.面板挠度验算
最大挠度按均布荷载作用下的二跨连续梁计算,挠度计算公式如下:
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其中, ω--面板最大挠度(mm);
q--作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m): q = 47.71×0.45=21.47 kN/m;
l--计算跨度(竖楞间距): l =270.0mm ;
E--面板弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ;
I--面板截面的惯性矩(mm4);
I= 450×17.0×17.0×17.0/12 = 1.84×105 mm4;
面板最大容许挠度: [ω] = 270 / 250 = 1.08 mm;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.521×21.47×270.04/(100×9500.0×1.84×105) = 0.340 mm;
面板的最大挠度计算值 ω =0.34mm 小于 面板最大容许挠度设计值 [ω]= 1.08mm,满足要求!
四、竖楞方木的计算
模板结构构件中的竖楞(小楞)属于受弯构件,按连续梁计算。
28
本工程柱高度为3.0m,柱箍间距为450mm,竖楞为大于 3 跨,因此按均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,竖楞采用木楞,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 60×80×80/6 = cm3;
I = 60×80×80×80/12 = 256cm4;
竖楞方木计算简图
1.抗弯强度验算
支座最大弯矩计算公式:
其中, M--竖楞计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(柱箍间距): l =450.0mm;
29
q--作用在竖楞上的线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.27×0.90=13.911kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.27×0.90=0.680kN/m;
q = (13.911+0.680)/2=7.296 kN/m;
竖楞的最大弯距:M =0.1×7.296×450.0×450.0= 1.48×105N.mm;
其中, σ --竖楞承受的应力(N/mm2);
M --竖楞计算最大弯距(N.mm);
W --竖楞的截面抵抗矩(mm3),W=6.40×104;
f --竖楞的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000N/mm2;
竖楞的最大应力计算值: σ = M/W = 1.48×105/6.40×104 = 2.308N/mm2;
竖楞的最大应力计算值 σ =2.308N/mm2 小于 竖楞的抗弯强度设计值 [σ]=13N/mm2,满足要求!
30
2.抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
其中, ∨--竖楞计算最大剪力(N);
l--计算跨度(柱箍间距): l =450.0mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.27×0.90=13.911kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.27×0.90=0.680kN/m;
q = (13.911+0.680)/2=7.296 kN/m;
竖楞的最大剪力:∨ = 0.6×7.296×450.0 = 1969.809N;
截面抗剪强度必须满足下式:
其中, τ --竖楞截面最大受剪应力(N/mm2);
31
∨--竖楞计算最大剪力(N):∨ = 1969.809N;
b--竖楞的截面宽度(mm):b = 60.0mm ;
hn--竖楞的截面高度(mm):hn = 80.0mm ;
fv--竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值: τ =3×1969.809/(2×60.0×80.0)=0.616N/mm2;
竖楞截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值 τ =0.616N/mm2 小于 竖楞截面抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度按三跨连续梁计算,公式如下:
其中, ω--竖楞最大挠度(mm);
q--作用在竖楞上的线荷载(kN/m): q =47.71×0.27 = 12.88 kN/m;
32
l--计算跨度(柱箍间距): l =450.0mm ;
E--竖楞弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ;
I--竖楞截面的惯性矩(mm4),I=2.56×106;
竖楞最大容许挠度: [ω] = 450/250 = 1.8mm;
竖楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×12.88×450.04/(100×9500.0×2.56×106) = 0.147 mm;
竖楞的最大挠度计算值 ω=0.147mm 小于 竖楞最大容许挠度 [ω]=1.8mm ,满足要求!
五、B方向柱箍的计算
本工程中,柱箍采用方木,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 6 ×8 ×8 / 6 = cm3;
I = 6 ×8 ×8 ×8 / 12 = 256 cm4;
柱箍为2 跨,按集中连续梁计算(附计算简图):
荷载二跨
33
B方向柱箍计算简图
其中 P - -竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN),竖楞距离取B方向的;
P = (1.2 ×47.7×0.9 + 1.4 ×2×0.9)×0.27 × 0.45/1 = 6.57 kN;
B方向柱箍剪力图(kN)
最大支座力: N = 9.798 kN;
B方向柱箍弯矩图(kN.m)
最大弯矩: M = 0.233 kN.m;
34
B方向柱箍变形图(mm)
最大变形: V = 0.088 mm;
1. 柱箍抗弯强度验算
柱箍截面抗弯强度验算公式
其中 ,柱箍杆件的最大弯矩设计值: M = 0.23 kN.m;
弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩: W = cm3;
B边柱箍的最大应力计算值: σ = 3.47 N/mm2;
柱箍的抗弯强度设计值: [f] = 13 N/mm2;
B边柱箍的最大应力计算值 σ =3.47N/mm2 小于 柱箍的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
35
2. 柱箍挠度验算
经过计算得到: ω = 0.088 mm;
柱箍最大容许挠度:[ω] = 300 / 250 = 1.2 mm;
柱箍的最大挠度 ω =0.088mm 小于 柱箍最大容许挠度 [ω]=1.2mm,满足要求!
六、B方向对拉螺栓的计算
计算公式如下:
其中 N -- 对拉螺栓所受的拉力;
A -- 对拉螺栓有效面积 (mm2);
f -- 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2;
查表得:
对拉螺栓的型号: M12 ;
对拉螺栓的有效直径: 9.85 mm;
36
对拉螺栓的有效面积: A= 76 mm2;
对拉螺栓所受的最大拉力: N = 9.798 kN。
对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×7.60×10-5 = 12.92 kN;
对拉螺栓所受的最大拉力 N=9.798kN 小于 对拉螺栓最大容许拉力值 [N]=12.92kN,对拉螺栓强度验算满足要求!
七、H方向柱箍的计算
本工程中,柱箍采用木楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 6 ×8 ×8 / 6 = cm3;
I = 6 ×8 ×8 ×8 / 12 = 256 cm4;
柱箍为2 跨,按二跨连续梁计算(附计算简图):
H方向柱箍计算简图
37
其中 P -- 竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN),竖楞距离取H方向的;
P = (1.2×47.7×0.9+1.4×2×0.9)×0.27 ×0.45/1 = 6.57 kN;
H方向柱箍剪力图(kN)
最大支座力: N = 9.798 kN;
H方向柱箍弯矩图(kN.m)
最大弯矩: M = 0.233 kN.m;
38
H方向柱箍变形图(mm)
最大变形: V = 0.088 mm;
1.柱箍抗弯强度验算
柱箍截面抗弯强度验算公式:
其中, 柱箍杆件的最大弯矩设计值: M = 0.23 kN.m; 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩: W = cm3;
H边柱箍的最大应力计算值: σ = 3.474 N/mm2;
柱箍的抗弯强度设计值: [f] = 13 N/mm2;
H边柱箍的最大应力计算值 σ =3.474N/mm2 2,满足要求!
小于 柱箍的抗弯强度设计值39
[f]=13N/mm
2. 柱箍挠度验算
经过计算得到: V = 0.088 mm;
柱箍最大容许挠度: [V] = 300 / 250 = 1.2 mm;
柱箍的最大挠度 V =0.088mm 小于 柱箍最大容许挠度 [V]=1.2mm,满足要求!
八、H方向对拉螺栓的计算
验算公式如下:
其中 N -- 对拉螺栓所受的拉力;
A -- 对拉螺栓有效面积 (mm2);
f -- 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2;
查表得:
对拉螺栓的直径: M12 ;
对拉螺栓有效直径: 9.85 mm;
40
对拉螺栓有效面积: A= 76 mm2;
对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×7.60×10-5 = 12.92 kN;
对拉螺栓所受的最大拉力: N = 9.798 kN。
对拉螺栓所受的最大拉力: N=9.798kN 小于 [N]=12.92kN,对拉螺栓强度验算满足要求!
板计算书
一、参数信息:
1.模板支架参数
横向间距或排距(m):1.00;纵距(m):1.00;步距(m):1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;模板支架搭设高度(m):3.00;
采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ;
扣件连接方式:双扣件,取扣件抗滑承载力系数:0.80;
板底支撑连接方式:钢管支撑;
板底钢管的间隔距离(mm):300.00;
41
2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000;
3.楼板参数
钢筋级别:三级钢HRB 400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi);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):3600.000;
楼板的计算宽度(m):4.00;楼板的计算厚度(mm):130.00;
楼板的计算长度(m):4.50;施工平均温度(℃):25.000;
4.材料参数
面板采用胶合面板,厚度为12mm。
面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;
板底支撑采用钢管;
托梁材料为:钢管(单钢管) :Φ48 × 3.5;
42
图2 楼板支撑架荷载计算单元
43
二、模板面板计算:
面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度,取单位宽度1m的面板作为计算单元
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 100×1.22/6 = 24 cm3;
I = 100×1.23/12 = 14.4 cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
1、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1 = 25×0.13×1+0.35×1 = 3.6 kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN):
44
q2 = 1×1= 1 kN/m;
2、强度计算
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
其中:q=1.2×3.6+1.4×1= 5.72kN/m
最大弯矩M=0.1×5.72×0.32= 0.051 kN·m;
面板最大应力计算值 σ= 51480/24000 = 2.145 N/mm2;
面板的抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
面板的最大应力计算值为 2.145 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为
45
其中q = 3.6kN/m
面板最大挠度计算值 v = 0.677×3.6×3004/(100×9500×121900)=0.17 mm;
面板最大允许挠度 [V]=300/ 250=1.2 mm;
面板的最大挠度计算值 0.17 mm 小于 面板的最大允许挠度 1.2 mm,满足要求!
三、纵向支撑钢管的计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面力学参数为
截面抵抗矩 w=5.08cm3;
截面惯性矩 I=12.19cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
46
q11= 25×0.3×0.13 = 0.975 kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12= 0.35×0.3 = 0.105 kN/m ;
(3)活荷载为1施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
q2 = (1 + 2)×0.3 = 0.9 kN/m;
2.强度验算:
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
最大弯矩计算公式如下:
静荷载:q1 = 1.2 × (q1 + q2) = 1.2×(0.975+0.105) = 1.296 kN/m;
活荷载:q2 = 1.4×0.9 = 1.26 kN/m;
最大弯距 Mmax = (0.1×1.296+0.117×1.26 ) ×12 = 0.277 kN.M;
47
最大支座力 N = ( 1.1 ×1.296 + 1.2×1.26)×1 = 2.938 kN ;
最大应力计算值 σ= M / W = 0.277×106/5080 = 54.531 N/mm2;
纵向钢管的抗压强度设计值 [f]=205.0 N/mm2;
纵向钢管的最大应力计算值为 54.531 N/mm2 小于 纵向钢管的抗压强度设计值 205.0 N/mm2,满足要求!
3.挠度验算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载 q1 = q11 + q12 = 1.08 kN/m
活荷载 q2 = 0.9 kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
48
V= (0.677×1.08+0.990×0.9)×10004/( 100×20.6×105×12.19 ) =0.6 mm;
支撑钢管的最大挠度小于1000/150与10 mm,满足要求!
四、托梁材料计算:
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
托梁采用:钢管(单钢管) :Φ48 × 3.5;
W=5.08 cm3;
I=12.19 cm4;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P = 2.938 kN;
托梁计算简图
49
托梁计算弯矩图(kN.m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN)
最大弯矩 Mmax = 0.9 kN.m ;
最大变形 Vmax = 2.528 mm ;
50
最大支座力 Qmax = 10.683 kN ;
最大应力 σ= 988874.496/5080 = 194.66 N/mm2;
托梁的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;
托梁的最大应力计算值 194.66 N/mm2 小于 托梁的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为 2.528mm 小于 1000/150与10 mm,满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1 = 0.129×3 = 0.387 kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.35×1×1 = 0.35 kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
51
NG3 = 25×0.13×1×1 = 3.25 kN;
静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.987 kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
活荷载标准值 NQ = (1+2 ) ×1×1 = 3 kN;
3.立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ = 8.985 kN;
六、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 8.985 kN; σ---- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到;
i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.58 cm;
A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4. cm2;
52
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08 cm3;
σ-------- 钢管立杆受压应力计算值 (N/mm2);
[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2;
L0---- 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》,由下式计算
l0 = h+2a
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.1 m;
得到计算结果:
立杆计算长度 L0 = h + 2a = 1.5+2×0.1 = 1.7 m ;
L0 / i = 1700 / 15.8=108 ;
由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.53 ;
钢管立杆受压应力计算值;σ=84.76/(0.53×4) = 34.667 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ= 34.667 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f]= 205 N/mm2,满足要求!
53
七、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,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。
宽度范围内配置Ⅲ级钢筋,每单位长度(m)楼板截面的钢筋面积As=3600 mm2,fy=360 N/mm2。
板的截面尺寸为 b×h=4500mm×130mm, 楼板的跨度取4 M,取混凝土保护层厚度20mm,截面有效高度 ho=110 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:
54
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 m;
q = 2× 1.2 × ( 0.35 + 25×0.13 ) +
1× 1.2 × ( 0.387×5×5/4.5/4 ) +
1.4 ×(1 + 2) = 13.49 kN/m2;
单元板带所承受均布荷载 q = 1×13.486 = 13.486 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 = 0.0596×13.49×42 = 12.86 kN.m;
55
因平均气温为25℃,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48.3%,C25混凝土强度在5天龄期近似等效为C12.07。
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:
ξ= As× fy/ ( αl×b × ho × fcm ) = 3600×360 / (1×1000×110×5.794 )= 2.033
计算系数为:αs = ξ(1-0.5ξ) = 2.033×(1-0.5×2.033) = -0.034;
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M1 = αs× α1× b× ho2×fcm = -0.034×1×1000×1102×5.794×10-6 = -2.352 kN.m;结论:由于 ∑M1 = M1=-2.352 <= Mmax= 12.86
所以第5天楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。
第2层以下的模板支撑必须保留。
3.验算楼板混凝土10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 m;
56
q = 3× 1.2 × ( 0.35 + 25×0.13 ) +
2× 1.2 × ( 0.387×5×5/4.5/4 ) +
1.4 ×(1 + 2) = 18.45 kN/m2;
单元板带所承受均布荷载 q = 1×18.451 = 18.451 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 = 0.0596×18.45×42 = 17.595 kN.m;
因平均气温为25℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到10天龄期混凝土强度达到69.1%,C25混凝土强度在10天龄期近似等效为C17.28。混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=8.294N/mm2;
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( αl×b × ho × fcm ) = 3600×360 / (1×1000×110×8.294 )= 1.421
计算系数为:αs = ξ(1-0.5ξ) = 1.421×(1-0.5×1.421) = 0.411;
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
57
M2 = αs× α1× b× ho2×fcm = 0.411×1×1000×1102×8.294×10-6 = 41.285 kN.m;
结论:由于 ∑M2 = ∑M1+M2=38.933 > Mmax= 17.595
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。
58
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