恒智天成安全计算软件大模板计算书.docx
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恒智天成安全计算软件大模板计算书
恒智天成安全计算软件大模板计算书
本计算书依据《建筑工程大模板技术规程(JGJ74-2003)》、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。
模板剖面示意图
模板立面示意图
一、恒智天成安全计算软件参数信息
1.模板构造
大模板高度H:
2.75m;大模板宽度B:
4.9m;
2.模板参数
搭设形式:
背楞竖向主肋横向无次肋;
(一)面板参数
面板厚度:
6mm;
钢材品种:
钢材Q235钢(>16-40);弹性模量E:
206000N/mm2;
屈服强度fy:
235N/mm2;抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
205N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
120N/mm2;端面承压强度设计值fce:
325N/mm2;
面板允许挠度L/:
500;
(二)背楞参数
材料:
2根[80×43×5.0槽钢;
间距(mm):
1000;
钢材品种:
钢材Q235钢(>16-40);弹性模量E:
206000N/mm2;
屈服强度fy:
235N/mm2;抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
205N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
120N/mm2;端面承压强度设计值fce:
325N/mm2;
背楞允许挠度L/:
500;
(三)主肋参数
材料:
1根[80×43×5.0槽钢;
间距(mm):
100,300*8;
钢材品种:
钢材Q235钢(>16-40);弹性模量E:
206000N/mm2;
屈服强度fy:
235N/mm2;抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:
205N/mm2;
抗剪强度设计值fv:
120N/mm2;端面承压强度设计值fce:
325N/mm2;
主肋允许挠度L/:
500;
(四)穿墙螺栓参数
螺栓直径:
M22;螺栓水平间距:
1000mm;
螺栓竖向间距(mm)依次是:
100,500*3,1000;
3.荷载参数
新浇砼对模板的侧压力标准值G1k:
44.343kN/m2;
振捣砼产生的模板荷载Q1k:
4kN/m2;
倾倒砼产生的荷载标准值Q2k:
4kN/m2;
二、钢面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度,这里取面板的计算宽度为1.000m。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
I=1000×63/12=1.800×104mm4;
W=1000×62/6=6.000×103mm3;
1.荷载计算及组合
(一)新浇砼作用于模板的最大侧压力G1k
按下列公式计算,并取其中的较小值:
F1=0.22γtβ1β2V1/2
F2=γH
其中γ--砼的重力密度,取24.000kN/m3;
t--新浇砼的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
T--砼的入模温度,取20.000℃;
V--砼的浇筑速度,取1.500m/h;
H--砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面总高度,取2.750m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.200;
β2--砼坍落度影响修正系数,取1.000。
根据以上两个公式计算得到:
F1=44.343kN/m2
F2=66.000kN/m2
根据国内外大量试验研究,当模板的高度>2.5m时,最大侧压力F3=50kN/m2;
新浇砼作用于模板的最大侧压力G1k=min(F1,F2,F3)=44.343kN/m2;
砼侧压力的有效压头高度:
h=F/γ=44.343/24.000=1.848m;
(二)振捣砼时产生的荷载标准值Q1k
Q1k=4kN/m2;
(三)倾倒砼时产生的荷载标准值Q2k
Q2k=4kN/m2;
(四)确定采用的荷载组合
计算挠度采用标准组合:
q=44.343×1=44.343kN/m;
计算弯矩和剪力采用基本组合:
有效压头高度位置荷载:
q=(1.2×44.343+1.4×4+1.4×4)×1=64.412kN/m;
有效压头高度位置以下荷载:
q=1.2×44.343×1=53.212kN/m;
顶部荷载:
q=(1.4×4+1.4×4)×1=11.200kN/m;
2.内力计算
面板承受均布荷载作用,根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下:
弯矩和剪力计算简图
弯矩图(kN·m)
剪力图(kN)
变形计算简图
变形图(mm)
经过计算得到:
从左到右各支座力分别为:
N1=12.742kN
N2=16.668kN
N3=15.817kN
N4=17.873kN
N5=16.027kN
N6=13.156kN
N7=11.124kN
N8=6.572kN
N9=7.889kN
最大弯矩M=0.441kN·m
最大剪力:
V=8.941kN
最大变形:
ν=0.363mm
最大支座反力:
F=17.873kN
3.面板计算
(一)面板抗弯强度计算
σ=M/W=0.441×106/6.000×103=73.543N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=73.543N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(二)面板挠度计算
[ν]-容许挠度:
[ν]=l/500;
第1跨最大挠度为0.111mm,容许挠度为0.200mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.363mm,容许挠度为0.600mm,满足要求!
第3跨最大挠度为0.212mm,容许挠度为0.600mm,满足要求!
第4跨最大挠度为0.270mm,容许挠度为0.600mm,满足要求!
第5跨最大挠度为0.212mm,容许挠度为0.600mm,满足要求!
第6跨最大挠度为0.177mm,容许挠度为0.600mm,满足要求!
第7跨最大挠度为0.134mm,容许挠度为0.600mm,满足要求!
第8跨最大挠度为0.101mm,容许挠度为0.600mm,满足要求!
第9跨最大挠度为0.035mm,容许挠度为0.600mm,满足要求!
第10跨最大挠度为0.240mm,容许挠度为0.500mm,满足要求!
各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值,满足要求!
三、大模板支撑的计算
1.主肋计算
主肋采用1根[80×43×5.0槽钢为一组,共9组。
主肋的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
I=1×101.3×104=1.013×106mm4;
W=1×25.3×103=2.530×104mm3;
E=206000N/mm2;
主肋均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:
(a)计算弯矩和剪力采用:
q=17.873/1=17.873kN/m;
(b)计算挠度采用:
q=13.880/1=13.880kN/m;
主肋直接承受模板传递的荷载,根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下:
弯矩和剪力计算简图
弯矩图(kN·m)
剪力图(kN)
变形计算简图
变形图(mm)
经过计算得到:
最大弯矩M=1.810kN·m
最大剪力:
V=9.348kN
最大变形:
ν=0.494mm
最大支座反力:
F=18.147kN
(一)主肋抗弯强度计算
σ=M/W=1.810×106/2.530×104=71.527N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=71.527N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(二)主肋抗剪强度计算
τ=VS0/Itw=9.348×1000×11125/(1.013×106×5)=20.533N/mm2;
实际剪应力计算值20.533N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=120.000N/mm2,满足要求!
(三)主肋挠度计算
容许挠度:
[ν]=l/500;
第1跨最大挠度为0.494mm,容许挠度为0.900mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.119mm,容许挠度为2.000mm,满足要求!
第3跨最大挠度为0.184mm,容许挠度为2.000mm,满足要求!
第4跨最大挠度为0.183mm,容许挠度为2.000mm,满足要求!
第5跨最大挠度为0.121mm,容许挠度为2.000mm,满足要求!
第6跨最大挠度为0.494mm,容许挠度为0.900mm,满足要求!
各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值,满足要求!
2.背楞计算
背楞采用2根[80×43×5.0槽钢为一组,间距1000mm。
背楞的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
I=2×101.3×104=2.026×106mm4;
W=2×25.3×103=5.060×104mm3;
E=206000N/mm2;
背楞承受主肋传递的集中力,根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下:
弯矩和剪力计算简图
弯矩图(kN·m)
剪力图(kN)
变形计算简图
变形图(mm)
经过计算得到:
最大弯矩M=2.689kN·m
最大剪力:
V=18.286kN
最大变形:
ν=0.246mm
最大支座反力:
F=37.835kN
(一)背楞抗弯强度计算
σ=M/W=2.689×106/5.060×104=53.133N/mm2
实际弯曲应力计算值σ=53.133N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(二)背楞抗剪强度计算
τ=VS0/Itw=9.143×1000×22250/(2.026×106×5)=20.082N/mm2;
实际剪应力计算值20.082N/mm2小于抗剪强度设计值[fv]=120.000N/mm2,满足要求!
(三)背楞挠度计算
容许挠度:
[ν]=l/500;
第1跨最大挠度为0.021mm,容许挠度为0.200mm,满足要求!
第2跨最大挠度为0.033mm,容许挠度为1.000mm,满足要求!
第3跨最大挠度为0.022mm,容许挠度为1.000mm,满足要求!
第4跨最大挠度为0.020mm,容许挠度为1.000mm,满足要求!
第5跨最大挠度为0.246mm,容许挠度为2.000mm,满足要求!
第6跨最大挠度为0.126mm,容许挠度为0.300mm,满足要求!
各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值,满足要求!
3.组合挠度验算
为了保证大模板在使用期间变形不致太大,应将面板的计算挠度值与主肋(或背楞)的计算挠度值进行组合叠加,要求组合后的挠度值,小于模板制作允许偏差,板面平整度≤3mm的质量要求。
(一)面板与主肋组合挠度
ν=0.363+0.494=0.858mm
面板与主肋组合挠度计算值:
ν=0.858mm小于板面平整度最大允许偏差3mm,满足要求!
(二)面板与背楞组合挠度
ν=0.363+0.246=0.609mm
面板与背楞组合挠度计算值:
ν=0.609mm小于板面平整度最大允许偏差3mm,满足要求!
4.穿墙螺栓计算
验算公式如下:
N<[N]=f×A
其中N--穿墙螺栓所受的拉力;
A--穿墙螺栓有效面积(mm2);
f--穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;
穿墙螺栓型号:
M22;查表得:
穿墙螺栓有效直径:
18.93mm;
穿墙螺栓有效面积:
A=282mm2;
穿墙螺栓最大容许拉力值:
[N]=170×282/1000=47.940kN;
穿墙螺栓所受的最大拉力:
N=37.835kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力N=37.835kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=47.940kN,满足要求!
四、大模板自稳角的计算
大模板的自稳角以模板面板与铅垂直线的夹角"α"表示(如下图所示):
α≥arcsin{[-P+(P2+4K2wk2)1/2]/2Kwk}
式中α--大模板自稳角(o);
P--大模板单位面积自重P=0.898kN/m2;
K--抗倾倒系数,取K=1.2;
wk--风荷载标准值(kN/m2);
wk=μsμzvf2/1600=1.3×0.740×17.1002/1600=0.176kN/m2
式中μs--风荷载体型系数,取μs=1.3;
μz--风压高度变化系数,取μz=0.740;
vf--风速(m/s),根据本地区风力级数确定,取vf=17.100;
计算得:
α=arcsin{[-0.898+(0.8982+4×1.22×0.1762)1/2]/(2×1.2×0.176)}=12.896o
根据《建筑工程大模板技术规程(JGJ74-2003)》第4.3.6条,当验算结果小于10o时,取α≥10o;当验算结果大于20o时,取α≤20o,同时采取辅助安全措施。
所以,大模板自稳角α=12.896o满足要求。
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