电梯井模板工程设计计算书.docx
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电梯井模板工程设计计算书.docx
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电梯井模板工程设计计算书
(一)电梯井模板工程设计计算书
墙模板的背部支撑由两层龙骨(木楞或钢楞)组成:
直接支撑模板的为次龙骨,即内龙骨;用以支撑内层龙骨的为主龙骨,即外龙骨。
组装墙体模板时,通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结,每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。
根据规范,当采用容量为大于0.8m3的运输器具时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为6.00kN/m2;
一、参数信息
1.基本参数
次楞(内龙骨)间距(mm):
300;穿墙螺栓水平间距(mm):
600;
主楞(外龙骨)间距(mm):
600;穿墙螺栓竖向间距(mm):
600;
对拉螺栓直径(mm):
M16;
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):
50.00;高度(mm):
70.00;
次楞肢数:
2;
4.面板参数
面板类型:
竹胶合板;面板厚度(mm):
15.00;
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;
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6.667h;
T—混凝土的入模温度,取15.000℃;
V—混凝土的浇筑速度,取1.000m/h;
H—模板计算高度,取2.900m;
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1.150。
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40.480kN/m2、69.600kN/m2,取较小值40.480kN/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=40.480kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6.000kN/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。
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=300.0mm;
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:
1.2×40.48×0.70×0.90=30.603kN/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:
1.4×6.00×0.70×0.90=5.292kN/m;
q=q1+q2=30.603+5.292=35.895kN/m;
面板的最大弯距:
M=0.1×35.895×300.0×300.0=3.23×105N.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=600×15.0×15.0/6=2.63×104mm3;
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=3.23×105/2.63×104=12.307N/mm2;
面板截面的最大应力计算值σ=12.307N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2,满足要求!
2.抗剪强度验算
计算公式如下:
其中,V—面板计算最大剪力(N);
l—计算跨度(竖楞间距):
l=300.0mm;
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:
1.2×40.48×0.70×0.90=30.603kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6.00×0.70×0.90=5.292kN/m;
q=q1+q2=30.603+5.292=35.895kN/m;
面板的最大剪力:
V=0.6×35.895×300.0=6461.078N;
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);
∨--面板计算最大剪力(N):
∨=6461.078N;
b—构件的截面宽度(mm):
b=600mm;
hn—面板厚度(mm):
hn=15.0mm;
fv—面板抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=13.000N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值:
T=3×6461.078/(2×600×15.0)=0.923N/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=0.923N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[T]=1.500N/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=40.48×0.70=28.34N/mm;
l—计算跨度(内楞间距):
l=300.00mm;
E—面板的弹性模量:
E=9500.00N/mm2;
I—面板的截面惯性矩:
I=70.00×1.50×1.50×1.50/12=19.69cm4;
面板的最大允许挠度值:
[ω]=1.200mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.677×28.34×300.004/(100×9500.00×1.97×105)=0.831mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.831mm小于等于面板的最大允许挠度值[ω]=1.200mm,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50mm,高度70mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=50×70×70/6=40.83cm3;
I=50×70×70×70/12=142.92cm4;
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=600.0mm;
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:
1.2×40.48×0.30×0.90=13.116kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6.00×0.30×0.90=2.268kN/m,其中,0.90为折减系数。
q=(13.116+2.268)/2=7.692kN/m;
内楞的最大弯距:
M=0.1×7.692×600.0×600.0=3.77×105N.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=4.08×104;
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=3.77×105/4.08×104=9.230N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值:
[f]=13.000N/mm2;
内楞的最大应力计算值σ=9.230N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=13.000N/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:
其中,V-内楞承受的最大剪力;
l—计算跨度(外楞间距):
l=600.0mm;
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:
1.2×40.48×0.30×0.90=13.116kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6.00×0.30×0.90=2.268kN/m,其中,0.90为折减系数。
q=(q1+q2)/2=(13.116+2.268)/2=7.692kN/m;
内楞的最大剪力:
∨=0.6×7.692×600.0=3230.539N;
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):
∨=3230.539N;
b—内楞的截面宽度(mm):
b=50.0mm;
hn—内楞的截面高度(mm):
hn=70.0mm;
fv—内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):
τ=1.500N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值:
fv=3×3230.539/(2×50.0×70.0)=1.385N/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=1.385N/mm2小于内楞截面的抗剪强度设计值[fv]=1.50N/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=40.48×0.30/2=6.07kN/m;
l—计算跨度(外楞间距):
l=600.0mm;
E—内楞弹性模量(N/mm2):
E=9500.00N/mm2;
I—内楞截面惯性矩(mm4),I=1.43×106;
内楞的最大挠度计算值:
ω=0.677×12.14/2×600.004/(100×9500.00×1.43×106)=0.727mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ω]=2.800mm;
内楞的最大挠度计算值ω=0.727mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=2.800mm,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
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=(1.2×40.48+1.4×6.00)×0.30×0.70/2=5.38kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):
l=600mm;
外楞最大弯矩:
M=0.175×5384.23×600.00=5.65×105N/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=5.65×105N/mm
W—外楞的净截面抵抗矩;W=5.08×103mm3;
[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=5.65×105/5.08×103=111.288N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
外楞的最大应力计算值σ=111.288N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=205.000N/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=(1.2×40.48+1.4×6.00)×0.30×0.70/2=5.384kN;
外楞的最大剪力:
∨=0.65×5384.232=2.10×103N;
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);
∨--外楞计算最大剪力(N):
∨=2.10×103N;
b—外楞的截面宽度(mm):
b=80.0mm;
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=1.500N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值:
τ=3×2.10×103/(2×80.0×100.0)=0.394N/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]=1.50N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值τ=0.394N/mm2小于外楞截面的抗剪强度设计值[fv]=1.50N/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:
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=40.48×0.30×0.70/2=4.25kN/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=210000.00N/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=1.146×8.50×100/2×600.003/(100×210000.00×1.22×105)=0.411mm;
外楞的最大容许挠度值:
[ω]=2.400mm;
外楞的最大挠度计算值ω=0.411mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=2.400mm,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;
A—穿墙螺栓有效面积(mm2);
f—穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170.000N/mm2;
查表得:
穿墙螺栓的型号:
M16;
穿墙螺栓有效直径:
13.55mm;
穿墙螺栓有效面积:
A=144mm2;
穿墙螺栓最大容许拉力值:
[N]=1.70×105×1.44×10-4=24.480kN;
穿墙螺栓所受的最大拉力:
N=40.480×0.600×0.700=17.002kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力N=17.002kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=24.480kN,满足要求!
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