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目录
1、荷载计算2
2、板模板及支架受力检算3
2.1板模板检算3
2.2板底木枋检算4
2.3第二层钢管检算5
2.4板支架检算6
2.5结论8
3、梁模板及支架受力检算8
3.1梁底模板检算8
3.2梁底木枋检算9
3.3第二层钢管检算10
3.4梁支架检算11
3.5结论12
4、支架剪刀撑的设置12
5、侧墙模板与支架设计、检算12
5.1设计参数12
5.2荷载计算13
5.3模板受力检算14
5.4内楞检算14
5.5外楞15
5.6支架检算16
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1、荷载计算
注:
荷载及荷载组合查《建筑施工计算手册》8.5.1模板荷载计算及相关规定。
荷载组合
分项系数
设计荷载
(KN/m2)
q挠
(KN/m2)
q强
(KN/m2)
梁
模板0.30KN/m2
1.2
0.36
30.60h+0.36
q挠+6.3
砼24.00
25.50
KN/m3
1.2
30.60
钢筋1.50
施工人员、施工设备、振捣砼4.5KN/m2
1.4
6.3
板
模板0.3KN/m2
1.2
0.36
30.12h+0.36
q挠+6.3
砼24.00
25.10
KN/m3
1.2
30.12
钢筋1.10
施工人员、施工设备、振捣砼4.5KN/m2
1.4
6.3
其中:
1、模板及支架自重见8-25;
2、荷载分项系数见表8-27;
3、荷载组合见表8-28。
1、板的计算荷载包括钢筋砼自重、模板自重、施工人员及设备荷载、振捣砼产生的荷载。
计算时施工荷载按均布荷载考虑。
1)钢筋砼自重:
q1=k1γh,k1取1.2,q1=1.2γh
板厚400mm时,q1=1.2×25.1×0.4=12.048kN/m2
板厚800mm时,q1=1.2×25.1×0.8=24.096kN/m2
2)模板自重:
q2=k2×0.3,k2取1.2,q2=1.2×0.3=0.36kN/m2
3)施工人员及设备荷载:
q3=k3×2.5,k3取1.4,q3=1.4×2.5=3.5kN/m2
4)振捣砼产生的荷载:
q4=k4×2,k4取1.4,q4=1.4×2=2.8kN/m2
模板及支架受力计算时荷载为:
q=q1+q2+q3+q4
板厚400mm时,q=12.05+0.36+3.5+2.8=18.71kN/m2
板厚800mm时,q=24.096+0.36+3.5+2.8=30.76kN/m2
2、梁的计算荷载包括钢筋砼自重、模板自重、施工人员及设备荷载、振捣砼产生的荷载。
计算时施工荷载按均布荷载考虑。
1)钢筋砼自重:
q1=k1γh,k1取1.2,q1=1.2γh
梁高1100mm时,q1=1.2×25.5×1.1=33.66kN/m2
梁高1700mm时,q1=1.2×25.5×1.7=52.02kN/m2
2)模板自重:
q2=k2×0.3,k2取1.2,q2=1.2×0.3=0.36kN/m2
3)施工人员及设备荷载:
q3=k3×2.5,k3取1.4,q3=1.4×2.5=3.5kN/m2
4)振捣砼产生的荷载:
q4=k4×2,k4取1.4,q4=1.4×2=2.8kN/m2
模板及支架受力计算时荷载为:
q=q1+q2+q3+q4
梁高1100mm时,q=33.66+0.36+3.5+2.8=40.32kN/m2
梁高1700mm时,q=52.02+0.36+3.5+2.8=58.68kN/m2
2、板模板及支架受力检算
2.1板模板检算
计算模型与计算荷载
模板按三跨等跨连续梁板计算。
计算跨度按第一层木枋作为支座,跨度为第一层两木枋之间的间距,l1取0.3m。
模板计算模型见下图。
模板计算模型图
模板按1m宽计算,计算荷载q取:
板厚400mm时,q=18.71kN/m
板厚800mm时,q=30.76kN/m
模板最大弯矩计算
模板的计算最大弯矩:
M=Kmql2,式中弯矩系数Km取0.1
板厚为400mm时,M=0.1×18.71×0.32=0.16839kN.m=168390N.mm
板厚为800mm时,M=0.1×30.76×0.32=0.27684kN.m=276840N.mm
强度验算
抗弯拉应力:
σ=M/W
板的截面面积矩:
W=bh2/6=1000×182/6=54000mm3
板厚为400mm时,σ1=168390/54000=3.12N/mm2
板厚为800mm时,σ2=276840/54000=5.13N/mm2
故:
σ1=3.12N/mm2 σ2=5.13N/mm2 刚度验算 板模板的挠度: ωA=Kωql4/(100EI) 式中Kω取0.99,E取10000N/mm2,I=bh3/12=1000×183/12=486000mm4 板厚400mm时,ωA1=0.99×18.71×3004/(100×10000×486000)=0.309mm 板厚800mm时,ωA2=0.99×33.77×3004/(100×10000×486000)=0.557mm 故: ωA1=0.309mm<[ω]=300/400=0.75mm,满足刚度要求。 ωA2=0.557mm<[ω]=300/400=0.75mm,满足刚度要求。 2.2板底木枋检算 板底木枋有一层: 板底纵方木。 板底纵方木计算模型与计算荷载 第一层木枋按三跨等跨连续梁计算,第二层钢管间距取0.8m(顶板及中板)。 木方间距0.3m,第一层木枋计算模型见下图。 第一层木枋计算模型图 计算荷载q为: 板厚400mm时,q=18.71kN/m2×0.3m=5.61N/mm 板厚800mm时,q=30.76N/m2×0.3m=9.23N/mm 第一层木枋最大弯矩计算 第一层木枋的计算最大弯矩: M=Kmql2,式中弯矩系数Km取0.1 板厚400mm时,M=0.1×5.61×0.82=359040N.mm 板厚800mm时,M=0.1×9.23×0.82=590720N.mm 强度验算 抗弯拉应力: σ=M/W 第一层木枋截面面积矩: W=bh2/6=100×1002/6=166667mm3 板厚400mm时,σ1=359040/166667=2.15N/mm2 板厚800mm时,σ2=590720/166667=3.54N/mm2 故: σ1=2.15N/mm2 σ2=3.54N/mm2 刚度验算 第一层木枋的挠度: ωA=Kωql14/(100EI) 式中Kω取0.99,E取9000N/mm2,I=bh3/12=100×1003/12=8333333.3mm4 板厚400mm时,ωA1=0.99×5.61×8004/(100×9000×8333333.3)=0.303mm 板厚800mm时,ωA2=0.99×9.23×8004/(100×9000×8333333.3)=0.499mm 故: ωA1=0.303mm<[ω]=800/400=2mm,满足刚度要求。 ωA2=0.499mm<[ω]=800/400=2mm,满足刚度要求。 2.3第二层钢管检算 计算模型与计算荷载 第二层钢管按三跨等跨连续梁计算。 计算跨度按脚手架作为支座,跨度为脚手架之间的间距800mm。 第二层钢管计算模型见下图。 第二层钢管计算模型图 计算荷载P(方木作用在钢管上的集中力,以下同)为: 板厚400mm时,P=5.61kN/m×0.8m=4.488kN 板厚800mm时,P=9.23kN/m×0.8m=7.38kN 第二层钢管最大弯矩计算 第二层钢管计算最大弯矩: M=KmPl2,式中Km为弯矩系数,l2取0.8m,Km=0.244 板厚400mm时,M=0.244×4.488×0.8=876057N.mm 板厚800mm时,M=0.244×7.38×0.8=1440576N.mm 强度验算 抗弯拉应力: σ=M/W 板厚400或800时都取钢管(采用双钢管),则W=5078×2=10156mm3 板厚400mm时,σ1=876057/10156=86.26N/mm2 板厚800mm时,σ2=1440576/10156=141.84N/mm2 故: σ1=86.26N/mm2 σ2=141.84N/mm2 刚度验算 第二层钢管的挠度: ωA=KωPl23/(100EI) 式中挠度系数Kω取1.883,E取206000N/mm2,l2=0.8m 板厚400mm或800mm时都取钢管: I=121900mm4 板厚400mm时,ωA1=1.883×4488×8003/(100×206000×121900×2)=0.862mm 板厚800mm时,ωA2=1.883×7380×8003/(100×206000×121900×2)=1.41mm 故: ωA1=0.862mm<[ω]=2mm,满足刚度要求。 ωA2=1.41mm<[ω]=2mm,满足刚度要求。 2.4板支架检算 支架的设计参数 第二层钢管下采用满堂红支架作为承载主体。 支架采用φ48mm扣件式钢管支架,间距为: 每层结构板均纵横向间距0.8m×0.8m,横杆每1.2m(步距)设置一层。 当中板部分有孔洞时底层支架的布置(纵横间距)必须与顶层支架布置相同,且步距不得大于1.2m,以保证顶部受力要求。 立杆底座直接支撑在结构板上。 立杆采用单根钢管,顶端设置可调顶托,顶托内设双钢管并排安放于顶托上。 可调顶托除起到调节梁板预拱度和调整荷载分布的作用外,施工完成后还便于模板和支架的拆卸。 计算荷载 中板(板厚为400mm)底一纵、横距内(计算单元内)模板支架自重取1.16KN,顶板(板厚为800mm)底一纵、横距内(计算单元内)模板支架自重取为0.92KN: 1、永久荷载标准值: 中板底模板支架自重标准值1.16KN 顶板底模板支架自重标准值0.92KN 板木模板自重标准值0.3KN/m2 板钢筋自重标准值每平方钢筋1.1KN 新浇筑混凝土自重标准值24KN/m2 2、可变荷载标准值: 施工人员及设备荷载标准值2.5KN/m2 振捣混凝土时产生的荷载标准值2.0KN/m2 验算混凝土板模板支架 1、混凝土板模板支架立杆计算: (1)板厚400mm时: 支架立杆的轴向力设计值为顶托传给立杆最大竖向力与支架自重产生的轴向力设计值之和。 将用于木坊上的线性均布荷载,最后简化为每一根立柱上的集中荷载。 板厚400mm时,R=1.4×14.84×0.8×0.8=13.3kN。 即: N=R+1.16×1.2=13.3+1.16×1.2=14.692KN 模板支架立杆的计算长度: l0=h+2a=0.75+0.35×2=1.45m λ=l0/i=1450/15.9=91.19(λ-长细比,以下同) 查规范附录表得φ=0.654(φ-Q235-A钢轴心受压构件的稳定系数,以下同) 由规范公式验算支架立杆稳定性即: N/(φA)=14.692×103/(0.654×489)=45.94N/mm2 满足要求。 (2)板厚800mm时: R=30.76×0.8×0.8=19.686kN。 (R-支座处钢管支撑所受集中力,以下同) 即: N=R+0.92×1.2=19.686+0.92×1.2=20.79KN(含支架自重的竖向受力值,以下同) 模板支架立杆的计算长度: l0=h+2a=0.7+0.35×2=1.4m。 λ=1400/15.9=88.05 查规范附录表得φ=0.673 由规范公式验算支架立杆稳定性即: N/(φA)=20.79×103/(0.673×489)=63.1/mm2 满足要求。 2.5结论 经以上验算可知,结构顶板、中板板模板与支架设计满足要求。 3、梁模板及支架受力检算 3.1梁底模板检算 计算模型与计算荷载 模板按三跨等跨连续梁板计算。 计算跨度按第一层木枋作为支座,跨度为第一层两木枋之间的间距,l1取0.3m。 模板计算模型见下图。 模板计算模型图 计算荷载q: 梁高1100mm时,q=40.32×1.0=40.32kN/m 梁高1700mm时,q=30.6×1.7+0.36+6.3=58.68kN/m 模板最大弯矩计算 模板的计算最大弯矩: M=Kmql2,式中弯矩系数Km取0.1 梁高为1100mm时,M=0.1×40.32×0.32=362880N.mm 梁高为1700mm时,M=0.1×58.68×0.32=528120N.mm 强度验算 抗弯拉应力: σ=M/W 板的截面面积矩: 中梁底模板W=bh2/6=900×182/6=48600mm3 顶梁底模板W=bh2/6=1400×182/6=75600mm3 梁高为1100mm时,σ1=362880/48600=7.46N/mm2 梁高为1700mm时,σ2=528120/75600=6.98N/mm2 故: σ1=7.46N/mm2 σ2=6.98N/mm2 刚度验算 板模板的挠度: ωA=Kωql4/(100EI) 式中Kω取0.99,E取10000N/mm2,中梁I=bh3/12=1100×183/12=534600mm4 顶梁I=bh3/12=1400×183/12=680400mm4 梁高1100mm时,ωA1=0.99×40.32×3004/(100×10000×534600)=0.605mm 梁高1700mm时,ωA2=0.99×58.68×3004/(100×10000×680400)=0.692mm 故: ωA1=0.605mm<[ω]=300/250=1.2mm,满足刚度要求。 ωA2=0.692mm<[ω]=300/250=1.2mm,满足刚度要求。 3.2梁底木枋检算 梁底木枋有一层: 板底纵方木。 梁底纵方木计算模型与计算荷载 第一层木枋按两跨等跨连续梁计算,第二层钢管横向间距L1=0.43m(顶梁)/0.4m(中梁)。 第一层木枋计算模型见下图。 第一层木枋计算模型图 计算荷载q为: 梁高1100mm时,q=40.32×0.3=12.1kN/m 梁高1700mm时,q=58.68×0.3=17.604kN/m 第一层木枋最大弯矩计算 第一层木枋的计算最大弯矩: M=Kmql2,式中弯矩系数Km取0.1 梁高1100mm时,M=0.1×12.1×0.42=193600N.mm 梁高1700mm时,M=0.1×17.604×0.432=325498N.mm 强度验算 抗弯拉应力: σ=M/W 第一层木枋截面面积矩: W=bh2/6=100×1002/6=166667mm3 梁高1100mm时,σ1=193600/166667=1.16N/mm2 梁高1700mm时,σ2=325498/166667=1.96N/mm2 故: σ1=1.16N/mm2 σ2=1.96N/mm2 刚度验算 第一层木枋的挠度: ωA=Kωql14/(100EI) 式中Kω取0.521,E取9000N/mm2,I=bh3/12=100×1003/12=8333333.3mm4 梁高1100mm时,ωA1=0.521×12.1×4004/(100×9000×8333333.3)=0.215mm 梁高1700mm时,ωA2=0.521×17.604×3504/(100×9000×8333333.3)=0.313mm 故: ωA1=0.215mm<[ω]=400/400=1mm,满足刚度要求。 ωA2=0.313mm<[ω]=430/400=1.075mm,满足刚度要求。 3.3第二层钢管检算 计算模型与计算荷载 第二层钢管按三跨等跨连续梁计算。 计算跨度按脚手架作为支座,跨度为脚手架之间的间距(顶梁时间距取800mm;中梁时间距取800mm;)。 第二层钢管计算模型见下图。 第二层钢管计算模型图 计算荷载P为: 计算顶梁时,P=12.1kN/m×0.35m×1.25=5.29kN 计算中梁时,P=17.604kN/m×0.43m×1.25=9.46kN 第二层钢管最大弯矩计算 第二层钢管计算最大弯矩: M=KmPl2,式中Km为弯矩系数,l2取0.8m,Km=0.244 中梁,M=0.244×5.29×0.8=1032608N.mm 顶梁,M=0.244×9.46×0.8=1847011N.mm 强度验算 抗弯拉应力: σ=M/W 第二道钢管: 中梁采用双钢管,则W=5078×2=10156mm3 顶梁采用三钢管,则W=5078×2=10156mm3 中梁时,σ1=1032608/10156=101.67N/mm2 顶梁时,σ2=1847011/10156=181.86N/mm2 故: σ1=101.67N/mm2 σ2=181.86N/mm2 刚度验算 第二层钢管的挠度: ωA=KωPl23/(100EI) 式中挠度系数Kω取1.883,E取206000N/mm2,l2=0.8m 单根钢管: I=121900mm4 中梁时,ωA1=1.883×5290×8003/(100×206000×121900×2)=1.015mm 顶梁时,ωA2=1.883×9460×8003/(100×206000×121900×2)=1.81mm 故: ωA1=1.015mm<[ω]=2mm,满足刚度要求。 ωA2=1.81mm<[ω]=2mm,满足刚度要求。 3.4梁支架检算 支架的设计参数 第二层钢管下采用满堂红支架作为承载主体。 为保证支架稳定且与板支架纵向间距相一致杆件设置如下: 中梁时横向间距0.4m,纵向间距0.8m,步距1.2m。 顶梁时横向间距0.43m,纵向间距0.8m,步距1.2m。 立杆底座支撑在结构板或梁上。 立杆采用单根钢管,上端设置立杆可调顶托,第二道双钢管并排安放于顶托上。 计算荷载 中梁底一纵、横距内(计算单元内)模板支架自重取1.2KN。 顶梁底一纵、横距内(计算单元内)模板支架自重取1.1KN。 验算混凝土板模板支架 1、混凝土板模板支架立杆计算: (1)中梁时: 支架立杆的轴向力设计值为顶托传给立杆最大竖向力与支架自重产生的轴向力设计值之和。 将用于木坊上的线性均布荷载,最后简化为每一根立柱上的集中荷载。 力学模型为两跨均布荷载中间支座处反力(R)最大,为: R=40.32×0.8×0.4×1.25=16.128kN。 即: N=R+1.2×1.2=16.128+1.2×1.2=17.568KN 模板支架立杆的计算长度: l0=h+2a=0.75+2*0.45=1.65m λ=1650/15.9=103.77 查规范附录表得φ=0.566 由规范公式验算支架立杆稳定性即: N/(φA)=17.568×103/(0.566×489)=63.5N/mm2 满足要求。 (2)顶梁时: R=58.68×0.43×0.8×1.25=25.23kN。 即: N=R+1.1×1.2=25.23+1.1×1.2=26.55KN 模板支架立杆的计算长度: l0=h+2a=1.1+2*0.15=1.4m,: λ=1400/15.9=88.05 查规范附录表得φ=0.673 由规范公式验算支架立杆稳定性即: N/(φA)=26.55×103/(0.673×489)=80.67N/mm2 满足要求。 3.5结论 经以上验算可知,结构梁模板与支架设计满足要求。 4、支架剪刀撑的设置 1.模板支架四边与中间每隔四排支架立杆设置一道纵向剪刀撑,由底至顶连续设置。 2.本工程支模高度大于4米,按规范要求在两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。 最低和最顶上一层必须设置水平剪刀撑。 5、侧墙模板与支架设计、检算 5.1设计参数 侧端墙尺寸: 侧墙厚800mm,侧墙计算最大净高6.9m。 侧墙采用胶合板组合拼装。 模板接缝夹3mm厚胶条防止漏浆。 模板背侧设10cm×10cm的方木内楞(间距0.3m),外侧设φ48双钢管外楞,采用中(顶)板施工时的扣件式φ48钢管满堂红支架大横杆作为水平受力支撑杆件。 纵向间距与板支架纵向间距同,横向间距为步距1.2m。 杆件两端采用可调节托撑对口支撑在基坑两侧的侧墙模板外楞上。 大横杆在侧墙施工时为承受水平荷载的受压杆件,沿基坑纵向的小横杆起连接杆件、稳定支架体系的作用。 5.2荷载计算 采用内部振捣器,新浇砼作用于模板的最大侧压力采用以下二计算公式取小值: 按公式一: F=γh=25×6.9=172.5kN/m2 公式二: F1=0.22γct0β1β2V1/2 F1-新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2); γc-混凝土的重力密度(kN/m3); t0-新浇混凝土的初凝时间(h)。 可用t=200/(T+15)计算; T-混凝土的温度(℃); V-混凝土的浇灌速度(m/h); H-混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度(m); β1-外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0;掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2; β2-混凝土坍落度影响修正系数,当坍落度小于30mm时,取0.85;50-90mm时,取1.0;110-150mm时,取1.15。 则: F1=0.22γct0β1β2V1/2 =0.22×25×1×1.15×1/2×200/(25+15) =31.625kN/m2 取二者小值为: F1=31.625kN/m2 有效压头高度: h=F1/γc=31.625/25=1.265m 倾倒混凝土时产生的水平荷载F2=2KN/m2 计算承载能力时: 模板最大总侧压力F总=k1F1+k2F2式中权重系数k1取1.2,k2取1.4 F总=31.625×1.2+2×1.4=40.75kN/m2 验算刚度时: 模板最大总侧压力为F总=k1F1式中权重系数k1取1.2 F总=31.625×1.2=37.95kN/m2 5.3模板受力检算 5.3.1计算模型与计算荷载 模板按三跨等跨连续梁板计算。 计算跨度按内楞作为支座,跨度为内楞之间的间距,l取0.3m。 取模板宽度1m计算,计算荷载q=40.75kN/m(验算强度时)或q=37.95kN/m(验算刚度时) 5.3.2模板最大弯矩 模板的计算最大弯矩: M=Kmql2,式中弯矩系数Km取0.1 则M=0.1×40.75×0.32×1000=366750N.mm 5.3.3强度验算 抗弯拉应力: σ=M/W 板的截面面积矩: W=54000mm3 则σ=M/W=366750/54000=6.79N/mm2 故: σ<[σ]=13N/mm2,满足强度要求。 5.3.
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