模板计算.docx
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模板计算
(二)设计计算
1.楼板厚度80㎜、100㎜和110㎜,模板板面采用12㎜厚竹胶板,次龙骨采用50×100㎜,E=104N/㎜2,I=bh3/12=4.16×104㎜4,方木主龙骨采用100×100㎜。
1.1荷载计算:
模板及支架自重标准值:
0.6KN/㎡
混凝土标准值:
24KN/㎡
钢筋自重标准值:
1.1KN/㎡
施工人员及设备荷载标准值:
2.5KN/㎡
楼板按150㎜厚计算:
荷载标准值:
F1=0.6+24×0.15+1.1+2.5=7.8KN
荷载设计值:
F2=(0.6+24×0.15+1.1)×1.2+2.5×1.4=9.86KN
1.2计算次龙骨间距:
新浇筑的混凝土均匀作用在胶合板上,单位宽度的面板可以视为梁,次龙骨作为梁支点按三跨连续考虑,梁宽取300㎜。
按抗弯强度验算:
式中:
M——弯距设计值(N.㎜)
q1——作用在顶板上的均部荷载(N/㎜),查《建筑施工手册》(第四版)表8-69组合。
q1=F2×0.3=9.86×0.3=2.96KN/M
l——次龙骨间距
δ——受弯应力设计值(N/㎜2)
W——截面抵抗矩
bh2
fm——模板的抗弯强度设计值(N/㎜2),按《建筑施工手册》(第四版)表2-98,取11N/㎜2
1
㎜
按模板的刚度要求,最大变形值为模板设计跨度的1/250
q——作用在模板上的均布荷载(N/㎜)
E——模板的弹性模量(N/㎜2),E=104N/㎜2
I——模板的截面惯性矩(㎜4),I=
bh2=8.1×103㎜4
㎜
取抗弯承载力,刚度要求计算的小值,l=516㎜,施工次龙骨间距取200㎜ 1.3用ф48×3.5扣件架管,间距最大为1200㎜,最下一层地杆距地300㎜,中间水平拉杆间距大于1200㎜,支撑杆有效面积A=489㎜2(内R=41㎜) (1)抗压强度验算: N=9.86×2.12×1.2=25.08KN [N]=Af=489×215×10-3=105KN>11.6KN满足 (2)稳定性验算: (按中心点最大偏心25㎜计算): = (D4-d4)/64=1.22×105㎜4 iX=(IX/A)1/2=15.79㎜ IX=1800/iX=1800/15.79=114 查Q235,b类截面轴压稳定系数фx=0.453 欧拉临界应力: Nex= 2EA/ = 2×2.06×105×489/114=76.4KN 初始偏心弯距: MX=Ne=16×103×25=4×104N.㎜ 截面塑性发展系数rx=1.0 受压最大纤维毛截面抵抗距 W1X=IX/(D/2)=1.22×105/24=5083.3㎜3 N/фxA+ mxMX/[(1-0.8N)/Nex]=175.9MPa<215MPa(满足要求) 2.墙体模板计算 2.1荷载计算: (1)新浇混凝土对模板产生的最大侧压力 ,地下室层高3.3M,标准层层高3.0M,,侧压力为 F1=0.22rct0 v1/2F2=Hrc 其中: F1、F2——新浇混凝土对模板产生的最大侧压力 rc——混凝土重力密度,取24KN/M t0——新浇混凝土的初凝时间,按自拌混凝土为3~5h,取t0=4h v——混凝土浇筑速度,取v=3m/h H——混凝土侧压力计算位置处至新浇顶面的总高度,取6m 1——外加剂影响修正系数, 1=1.0 2——混凝土坍落度修正系数,按坍落度120~180㎜,取 2=1.15 计算得F1=0.22×24×4×1.0×1.15×31/2=42.068KN/㎡ F2=24×3.3=79.2KN/㎡>F1 取F=F1==42.068KN/㎡ (2)倾倒混凝土时对模板产生的水平荷载 混凝土采用料斗浇筑,取倾斜倒混凝土对模板产生的水平荷载 4KN/㎡。 由 、 两项荷载组合,得模板承受的水平荷载值为 q=1.2× +1.4× =1.2×42.068+1.4×4=56.082KN/㎡(用于验算模板及其支撑的强度) q= =42.068KN/㎡(用于验算模板及支撑的刚度) 2.2模板及次龙骨的设计及验算 (1)次龙骨设计及验算: 次龙骨选用50×100㎜方木,间距200㎜,按受力方向其截面性能为: E=104N/㎜2, 87KN/㎜2,I=416㎝2,w=83㎝2 主龙骨间距取600㎜,次龙骨按三跨连续梁计算 (2)次龙骨的强度验算: 次龙骨承受的荷载为 q托=qL模=56.082×0.3=16.82KN 式中: q托——模板传给次龙骨的线荷载 L模——模板的跨度 计算简图见下图: 得次龙骨截面最大弯距为: Mmax=0.1q托 2托=0.1×16.82×0.62=0.61KN.M M/W=0.61×106/83×103=7.349<[ ]=87N/㎜2 次龙骨的强度满足要求。 (3)次龙骨的刚度验算: 梁承受的线荷载为: q次=qL模=56.082×0.25=14.02KN 计算简图见下图: 得最大挠度为: =0.677×q次L次/100EI =0.677×14.02×0.64×1012/100×104×416×106 =0.296<[ ]=1.5㎜ 次龙骨的刚度满足要求。 2.3主龙骨的设计及验算: 主龙骨选用ф48×3.5×2钢管,间距为600㎜,双根布置,穿墙螺栓间距取600㎜,主龙骨按三跨连续梁计算。 (1)主龙骨的截面的强度验算: 次龙骨传给主龙骨的集中荷载为 P主=q托L次=16.82×0.6=12.36KN 计算简图见下图: 得主龙骨截面最大弯矩为 Mmax=0.604P主L次=0.604×10.092×0.6=3.657KN M/W=3.657×106/2×15.08×103=121.253<215N/㎜2 主龙骨的强度满足要求。 (2)主龙骨的刚度验算: 次龙骨传给主龙骨的集中荷载为: P主=q次L次=14.02×0.6=8.412KN 计算简图见下图: 得最大挠度为: =1.883×PL/100EI=1.883×10.3×103×0.63×109/100×2.06×105×2×12.19×104=0.83<3.00㎜(满足要求) 主龙骨的刚度满足要求。 2.4穿墙螺栓验算: 每根穿墙螺栓承受的拉力为: T=qs=52.58×0.45×0.6=14.2KN 选用ф14穿墙螺栓,查表得净面积A=105㎜2 T/A=14.2×103/105=135<215KN/㎜2 满足要求。 3.柱模板计算 验算截面为500×600(存在的截面最多,具有代表性),高为2.9米,柱子用80×60方木钢管及对拉螺杆夹紧柱模板。 3.1柱模板的验算 ①模板的标准荷载: 现浇砼对模板的侧压力 砼的浇筑速度为2.5m/h F1=0.22rctoβ1β2V1/2 =0.22×25×200÷(30+15)×1.2×1.0×2.51/2=42.52KN/m F2=rcH=25×2.9=72.5>42.52KN/m2 取f=42.52KN/m2 有效压头高度h=42.52/25=1.701m 倾倒砼时对模板产生的水平振动荷载6KN/m2 ②模板的强度验算 柱模选用多层板,竖向小方木间距为0.2m,柱箍间距为0.5m,故其标准设计荷载: q1=(1.4f+1.4g)×0.9 =(1.4×50.8+1.4×6)×0.9=71.568KN/m2 化为线荷载71.568×0.2=14.31KN/m 支座弯矩MA=-1/2q1m2=-1/2×14.31×0.152=-0.161KN·m 跨中弯矩ME=0.1ql2=0.1×14.31×0.32=0.1288<∣-0.161∣ 取Mmax=-0.161KN·m W=(30×1.82)/6=16.2cm3 WX=N/An+Mmax/γmax=71.568÷0.2+0.2415÷1.4=0.358 强度能满足要求。 柱模的刚度验算: 柱模板刚度计算的荷载标准 q2=1.2f×0.3×0.8=1.2×50.8×0.3×0.8=14.63KN/m2 端部挠度 WC=q2ml3/24EI(-1+6n2+3n3) =(14.63×0.15×0.33)÷(24×0.1×108×43.74×10-8)×(-1+6×0.52+3×0.53) =4.94×10-4<L/400=0.3/400=7.5×10-4 WE=5q2l4/150EI=(14.63×0.34)÷(150×0.1×108×43.74×10-8) =1.81×10-4<7.5×10-4 刚度能满足要求。 3.2柱箍拉杆验算: 拉杆间距同柱箍间距 A=0.5×0.5=0.25 P=F·A=67.592×0.25=16.898KN<23.75KN 柱箍拉杆能满足要求。 4.梁模板计算(取梁截面500×600) (1)抗弯强度验算: 1)荷载: 底模自重5×0.018×0.5×0.6=0.027KN/m 混凝土自重24×0.4×1.2×0.6=6.91KN/m 钢筋自重1.5×0.4×1.2×0.6=0.432KN/m 振捣混凝土荷载2×0.4×0.6=0.48KN/m 合计q1=7.489KN/m 乘以折减系数0.9则q1×0.9=q2=7.1KN/m 2)抗弯承载力验算: 底模下的方木间距为0.2m,是一个多等多跨连续梁,考虑到木材的长度有限,故按四等跨计算。 按最不利荷载结构静力表得: 弯矩系数: KM=-0.121 剪力系数: KV=-0.620 挠度系数: Kw=0.967 则M=KM×q 2=-0.121×10.00×0.22=-0.048KN/m=-0.048×106N/㎜ δ=m/w=-0.048×106×6/(450×402)=4.86 剪力强度验算: V=KVq =-0.620×7.1×0.2=0.88KN 剪应力: =3v/2bh=3×1.24×103/(2×450×40) =0.103N/㎜2<1.4N/㎜2 (3)挠度验算: 荷载不包括振捣混凝土荷载,则q1=14.723则q2=13.25KN/m W=Kwq 4/100EI=0.967×13.25×2004/(100×9×103×450×403/12)=0.094<[W]=l/720=200/720=0.278㎜(满足要求) 4.2侧模验算: (1)荷载验算: 砼的浇筑速度: V=2.5m³/h 浇筑温度为15℃,坍落度为: 30-50mm。 T0=200/(T+15)=200/(15+15)=6.66 1)侧压力F1=0.22rt0β1β2V1/2 =0.22×24×6.66×1.2×1×2.51/2 =52.74KN/m2 F2=r0h=24×0.8=19.2KN/m2<52.74KN/m 取f=19.2KN/m 乘以分项系数: F=19.2×1.2=23.04KN/m2 2)振捣混凝土时产生的荷载: 4KN/m2 乘以分项系数: 4×1.4=5.6KN/m2 以上两荷载合计23.04+5.6=28.64KN/m2 根据立档间距为500㎜,则荷载为: 28.64×0.5=14.32KN 乘以折减系数,则q=14.32×0.9=12.88KN (2)抗弯强度验算: 仍按四等跨计算,其KM、KV、KW于前述相同,设侧模50㎜厚则: M=KM×q 2=-0.121×10.00×6002=435.6×103KN/㎜ δ=m/w=435.6×103×6/(600×402)=2.75<13KN/㎜2 (满足要求) (3)抗剪强度验算: V=KVq =-0.620×10×600=3720N=3.72KN 剪应力: =3v/2bh=3×3720/(2×600×40)=0.23 (满足要求) (4)挠度验算: 取侧压力f=23.04KN/㎡化为线荷载23.04×0.6=13.82KN/㎡ 乘以折减系数,则13.82×0.9=12.24KN/㎡ W=Kwq 4/100EI=0.967×12.24×6004×12/(100×9×103×600×403)=0.533㎜ (满足要求) (5)钢管支柱验算(按1250㎜验算) δ=N/фA=33.1/0.191×4.89=35.44<215N/㎜2(满足要求) 所以钢管支撑不会发生失稳
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