柱子加固模板方案.doc
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柱子加固模板方案.doc
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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》(GB50009-2012)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2015、《钢结构设计规范》(GB50017-2016)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):
3000.00;柱截面高度H(mm):
2500.00;柱模板的总计算高度:
H=5.00m;
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;
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:
8;柱截面宽度B方向竖楞数目:
21;
柱截面高度H方向对拉螺栓数目:
7;柱截面高度H方向竖楞数目:
17;
对拉螺栓直径(mm):
M14;
2.柱箍信息
柱箍材料:
钢楞;截面类型:
圆钢管48×3.0;
钢楞截面惯性矩I(cm4):
10.78;钢楞截面抵抗矩W(cm3):
4.49;
柱箍的间距(mm):
450;柱箍合并根数:
2;
3.竖楞信息
竖楞材料:
木楞;竖楞合并根数:
2;
宽度(mm):
40.00;高度(mm):
70.00;
4.面板参数
面板类型:
胶合面板;面板厚度(mm):
13.00;
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;
二、柱模板荷载标准值计算
其中γ--混凝土的重力密度,取25.000kN/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10.000h;
T--混凝土的入模温度,取5.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H--模板计算高度,取5.000m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.200;
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;
分别计算得120.008kN/m2、125.000kN/m2,取较小值120.008kN/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=120.008kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/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。
由前述参数信息可知,柱截面高度H方向竖楞间距最大,为l=154mm,且竖楞数为21,面板为大于3跨,因此柱截面高度H方向面板按均布荷载作用下下的三跨连续梁进行计算。
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三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=154.0mm;
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:
1.2×120.01×0.45×0.90=58.324kN/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=58.324+1.134=59.458kN/m;
面板的最大弯距:
M=0.1×59.458×154×154=1.41×105N.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=450×13.0×13.0/6=1.27×104mm3;
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=1.41×105/1.27×104=11.125N/mm2;
面板的最大应力计算值σ=11.125N/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三跨连续梁计算,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=154.0mm;
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:
1.2×120.01×0.45×0.90=58.324kN/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=58.324+1.134=59.458kN/m;
面板的最大剪力:
∨=0.6×59.458×154.0=5493.909N;
截面抗剪强度必须满足下式:
其中,τ--面板承受的剪应力(N/mm2);
∨--面板计算最大剪力(N):
∨=5493.909N;
b--构件的截面宽度(mm):
b=450mm;
hn--面板厚度(mm):
hn=13.0mm;
fv---面板抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=13.000N/mm2;
面板截面受剪应力计算值:
τ=3×5493.909/(2×450×13.0)=1.409N/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=1.409N/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三跨连续梁计算,挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m):
q=120.01×0.45=54.00kN/m;
ν--面板最大挠度(mm);
l--计算跨度(竖楞间距):
l=154.0mm;
E--面板弹性模量(N/mm2):
E=9500.00N/mm2;
I--面板截面的惯性矩(mm4);
I=450×13.0×13.0×13.0/12=8.24×104mm4;
面板最大容许挠度:
[ν]=154/250=0.616mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.677×54.00×154.04/(100×9500.0×8.24×104)=0.263mm;
面板的最大挠度计算值ν=0.263mm小于面板最大容许挠度设计值[ν]=0.616mm,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。
本工程柱高度为5.0m,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40mm,高度70mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=40×70×70/6=32.67cm3;
I=40×70×70×70/12=114.33cm4;
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;
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:
1.2×120.01×0.15×0.90=19.182kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×2.00×0.15×0.90=0.373kN/m;
q=(19.182+0.373)/2=9.778kN/m;
竖楞的最大弯距:
M=0.1×9.778×450.0×450.0=1.98×105N.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=3.27×104;
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=1.98×105/3.27×104=6.061N/mm2;
竖楞的最大应力计算值σ=6.061N/mm2小于竖楞的抗弯强度设计值[σ]=13N/mm2,满足要求!
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:
1.2×120.01×0.15×0.90=19.182kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×2.00×0.15×0.90=0.373kN/m;
q=(19.182+0.373)/2=9.778kN/m;
竖楞的最大剪力:
∨=0.6×9.778×450.0=2639.930N;
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);
∨--竖楞计算最大剪力(N):
∨=2639.930N;
b--竖楞的截面宽度(mm):
b=40.0mm;
hn--竖楞的截面高度(mm):
hn=70.0mm;
fv--竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=1.500N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值:
τ=3×2639.930/(2×40.0×7
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