墙模板计算书.docx
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墙模板计算书.docx
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墙模板计算书
墙模板计算书
墙模板的计算参照《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》(GB50009-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范。
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):
1200;
主楞(外龙骨)间距(mm):
600;穿墙螺栓竖向间距(mm):
1200;
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:
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;
次楞肢数:
2;
4.面板参数
面板类型:
钢面板;面板厚度(mm):
5.00;
面板弹性模量(N/mm2):
210000.00;
面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):
205.00;
面板抗剪强度设计值(N/mm2):
100.00;
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25.000kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,取10.000h;
T--混凝土的入模温度,取25.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H--模板计算高度,取7.140m;
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;
分别为120.008kN/m2、178.500kN/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=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:
1.2×120.01×0.60×0.85=73.445kN/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:
1.4×6.00×0.60×0.85=4.284kN/m;
q=q1+q2=73.445+4.284=77.729kN/m;
面板的最大弯距:
M=0.1×77.729×300.0×300.0=7.00×105N.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=600×5.0×5.0/6=2.50×103mm3;
f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2);f=205.000N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:
σ=M/W=7.00×105/2.50×103=279.824N/mm2;
面板截面的最大应力计算值σ=279.824N/mm2大于面板截面的抗弯强度设计值[f]=205.000N/mm2,不满足要求!
建议增大模面板的厚度或者减小内楞的间距!
2.抗剪强度验算
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=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:
1.2×120.01×0.60×0.85=73.445kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6.00×0.60×0.85=4.284kN/m;
q=q1+q2=73.445+4.284=77.729kN/m;
面板的最大剪力:
∨=0.6×77.729×300.0=13991.201N;
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):
∨=13991.201N;
b--构件的截面宽度(mm):
b=600mm;
hn--面板厚度(mm):
hn=5.0mm;
fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=205.000N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值:
T=3×13991.201/(2×600×5.0)=6.996N/mm2;
面板截面抗剪强度设计值:
[fv]=100.000N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值T=6.996N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[T]=100.000N/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=120.01×0.60=72.00N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
l=300.00mm;
E--面板的弹性模量:
E=210000.00N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=60.00×0.50×0.50×0.50/12=0.63cm4;
面板的最大允许挠度值:
[ω]=1.200mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.677×72.00×300.004/(100×210000.00×6.25×103)=3.008mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=3.008mm大于面板的最大允许挠度值[ω]=1.200mm,不满足要求!
建议增大模面板的厚度或者减小内楞的间距!
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;
内钢楞截面抵抗矩W=5.08cm3;
内钢楞截面惯性矩I=12.19cm4;
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:
1.2×120.01×0.30×0.85=36.722kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6.00×0.30×0.85=2.142kN/m,其中,0.90为折减系数。
q=(36.722+2.142)/2=19.432kN/m;
内楞的最大弯距:
M=0.1×19.432×600.0×600.0=7.00×105N.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=5.08×103;
f--内楞的抗弯强度设计值(N/mm2);f=205.000N/mm2;
内楞的最大应力计算值:
σ=7.00×105/5.08×103=137.709N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
内楞的最大应力计算值σ=137.709N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=205.000N/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:
1.2×120.01×0.30×0.85=36.722kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6.00×0.30×0.85=2.142kN/m,其中,0.90为折减系数。
q=(q1+q2)/2=(36.722+2.142)/2=19.432kN/m;
内楞的最大剪力:
∨=0.6×19.432×600.0=6995.601N;
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):
∨=6995.601N;
b--内楞的截面宽度(mm):
b=60.0mm;
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=1.500N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值:
fv=3×6995.601/(2×60.0×80.0)=2.186N/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=2.186N/mm2大于内楞截面的抗剪强度设计值[fv]=1.50N/mm2,不满足要求!
建议增大内楞截面的尺寸或者增加内楞数目或者减小外楞的间距!
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=120.01×0.30/2=18.00kN/m;
l--计算跨度(外楞间距):
l=600.0mm;
E--内楞弹性模量(N/mm2):
E=210000.00N/mm2;
I--内楞截面惯性矩(mm4),I=1.22×105;
内楞的最大挠度计算值:
ω=0.677×36.00/2×600.004/(100×210000.00×1.22×105)=0.617mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ω]=2.400mm;
内楞的最大挠度计算值ω=0.617mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=2.400mm,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=(1.2×120.01+1.4×6.00)×0.30×0.60/2=11.66kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):
l=1200mm;
外楞最大弯矩:
M=0.175×11659.33×1200.00=2.45×106N/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=2.45×106N/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=2.45×106/5.08×103=481.980N/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=481.980N/mm2大于外楞的抗弯强度设计值[f]=205.000N/mm2,不满足要求!
建议增大外楞的截面尺寸或者减小穿墙螺栓的水平间距!
(当界面上外楞的支撑根数为1时,也可将外楞的支撑根数增加为2)
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=1200.0mm;
P--作用在外楞的荷载:
P=(1.2×120.01+1.4×6.00)×0.30×0.60/2=11.659kN;
外楞的最大剪力:
∨=0.65×11659.334=9.09×103N;
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):
∨=9.09×103N;
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=3×9.09×103/(2×80.0×100.0)=1.705N/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=1.705N/mm2大于外楞截面的抗剪强度设计值[fv]=1.50N/mm2,不满足要求!
建议增大竖楞的截面尺寸或者增加竖楞数目或者减小柱箍的间距!
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=120.01×0.30×0.60/2=10.80kN/m;
l--计算跨度(水平螺栓间距):
l=1200.0mm;
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=1.146×2.16×101/2×1200.003/(100×210000.00×1.22×105)=8.355mm;
外楞的最大容许挠度值:
[ω]=4.800mm;
外楞的最大挠度计算值ω=8.355mm大于外楞的最大容许挠度值[ω]=4.800mm,不满足要求!
建议增大外楞的截面尺寸或者减小穿墙螺栓的水平间距!
(当界面上外楞的支撑根数为1时,也可将外楞的支撑根数增加为2)
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:
M14;
穿墙螺栓有效直径:
11.55mm;
穿墙螺栓有效面积:
A=105mm2;
穿墙螺栓最大容许拉力值:
[N]=1.70×105×1.05×10-4=17.850kN;
穿墙螺栓所受的最大拉力:
N=120.008×1.200×1.200=172.812kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力N=172.812kN大于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=17.850kN,不满足要求!
建议增大穿墙螺栓直径!
结论和建议:
1.面板截面的最大应力计算值σ=279.824N/mm2大于面板截面的抗弯强度设计值[f]=205.000N/mm2,不满足要求!
建议增大面板的厚度或者减小内楞的间距!
2.面板的最大挠度计算值:
ω=3.008mm大于面板的最大允许挠度值[ω]=1.200mm,不满足要求!
建议增大模面板的厚度或者减小内楞的间距!
3.内楞截面的受剪应力计算值τ=2.186N/mm2大于内楞截面的抗剪强度设计值[fv]=1.50N/mm2,不满足要求!
建议增大内楞截面的尺寸或者增加内楞数目或者减小外楞的间距!
4.外楞的最大应力计算值σ=481.980N/mm2大于外楞的抗弯强度设计值[f]=205.000N/mm2,不满足要求!
建议增大外楞的截面尺寸或者减小穿墙螺栓的水平间距!
(当界面上外楞的支撑根数为1时,也可将外楞的支撑根数增加为2)
5.外楞截面的受剪应力计算值τ=1.705N/mm2大于外楞截面的抗剪强度设计值[fv]=1.50N/mm2,不满足要求!
建议增大内楞的截面尺寸或者增加内楞数目或者减小外楞的间距!
6.外楞的最大挠度计算值ω=8.355mm大于外楞的最大容许挠度值[ω]=4.800mm,不满足要求!
建议增大外楞的截面尺寸或者减小穿墙螺栓的水平间距!
(当界面上外楞的支撑根数为1时,也可将外楞的支撑根数增加为2)
7.穿墙螺栓所受的最大拉力N=172.812kN大于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=17.850kN,不满足要求!
建议增大穿墙螺栓直径!
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