标准层墙加固方案变更.docx
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标准层墙加固方案变更
标准层墙模板加固方法变更方案
标准层墙模采用15mm厚木模板,38mm×88mm方木做竖楞,外横楞用2×Ф48×3.0钢管,墙采用Ф14普通螺杆,螺杆长度按墙厚+500,每边丝加工长度至少为150mm,标准层层高3m,计划采用4道外横楞。
模板水平螺杆行间距(既外横楞间距)第一道距地(底)200-250mm,第一道与第二道墙板模板螺杆行间距为5000mm,第二道与第三道及第三道与第四道墙板模板螺杆行间距为700mm。
墙板模板螺杆水平间距均为600mm。
所有墙体模板内背楞中心线间距为200~250。
墙模板计算书:
墙模板的计算参照《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(方木和钢管)组成:
直接支撑模板的为次龙骨,即内龙骨(方木);用以支撑内层龙骨的为主龙骨,即外龙骨(钢管)。
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《建筑施工手册》,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;
墙模板的总计算高度(m):
H=3.00;模板在高度方向分2段进行设计计算。
第1段(墙底至墙身高度1.00米位置;分段高度为1.00米):
一、参数信息
1.基本参数
次楞间距(mm):
200;穿墙螺栓水平间距(mm):
600;
主楞间距(mm):
500;穿墙螺栓竖向间距(mm):
500;
对拉螺栓直径(mm):
M14;
2.主楞信息
主楞材料:
圆钢管;主楞合并根数:
2;
直径(mm):
48.00;壁厚(mm):
3.00;
3.次楞信息
次楞材料:
木方;次楞合并根数:
2;
宽度(mm):
38.00;高度(mm):
88.00;
4.面板参数
面板类型:
胶合面板;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):
206000.00;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:
F=0.22γtβ1β2V1/2
F=γH
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,取8.000h;
T--混凝土的入模温度,取20.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取6.000m/h;
H--模板计算高度,取1.000m;
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。
分别计算得142.784kN/m2、24.000kN/m2,取较小值24.000kN/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=72kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/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。
根据《建筑施工手册》,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,按支撑在次楞上的三跨连续梁计算。
面板计算简图
1.抗弯强度验算
弯矩计算公式如下:
M=0.1q1l2+0.117q2l2
其中,M--面板计算最大弯矩(N·mm);
l--计算跨度(次楞间距):
l=200.0mm;
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×72.000×0.500×0.900=38.880kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m;
其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。
面板的最大弯矩:
M=0.1×38.880×200.02+0.117×1.260×200.02=1.61×105N·mm;
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
σ=M/W 其中,σ--面板承受的应力(N/mm2); M--面板计算最大弯矩(N·mm); W--面板的截面抵抗矩: W=bh2/6=500×15.0×15.0/6=1.88×104mm3; 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=1.61×105/1.88×104=8.6N/mm2; 面板截面的最大应力计算值σ=8.6N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! 2.抗剪强度验算 计算公式如下: V=0.6q1l+0.617q2l 其中,V--面板计算最大剪力(N); l--计算跨度(次楞间距): l=200.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×72.000×0.500×0.900=38.880kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m; 面板的最大剪力: V=0.6×38.880×200.0+0.617×1.260×200.0=4821.1N; 截面抗剪强度必须满足: τ=3V/(2bhn)≤fv 其中,τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2); V--面板计算最大剪力(N): V=4821.1N; b--构件的截面宽度(mm): b=500mm; hn--面板厚度(mm): hn=15.0mm; fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2): fv=1.500N/mm2; 面板截面的最大受剪应力计算值: τ=3×4821.1/(2×500×15.0)=0.964N/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τ=0.964N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[τ]=1.5N/mm2,满足要求! 3.挠度验算 根据《建筑施工手册》,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: ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载: q=72×0.5=36.000N/mm; l--计算跨度(次楞间距): l=200mm; E--面板的弹性模量: E=9500N/mm2; I--面板的截面惯性矩: I=50×1.5×1.5×1.5/12=14.06cm4; 面板的最大允许挠度值: [ν]=0.8mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.677×36×2004/(100×9500×1.41×105)=0.292mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.292mm小于等于面板的最大允许挠度值[ν]=0.8mm,满足要求! 四、墙模板主次楞的计算 (一).次楞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,次楞采用木方,宽度38mm,高度88mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=3.8×8.8×8.8/6×2=98.09cm3; I=3.8×8.8×8.8×8.8/12×2=431.598cm4; 次楞计算简图 1.次楞的抗弯强度验算 次楞最大弯矩按下式计算: M=0.1q1l2+0.117q2l2 其中,M--次楞计算最大弯矩(N·mm); l--计算跨度(主楞间距): l=500.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×72.000×0.200×0.900=15.552kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.20×0.90=0.504kN/m,其中,0.90为折减系数。 次楞的最大弯矩: M=0.1×15.552×500.02+0.117×0.504×500.02=4.04×105N·mm; 次楞的抗弯强度应满足下式: σ=M/W 其中,σ--次楞承受的应力(N/mm2); M--次楞计算最大弯矩(N·mm); W--次楞的截面抵抗矩,W=9.81×104mm3; f--次楞的抗弯强度设计值;f=13.000N/mm2; 次楞的最大应力计算值: σ=4.04×105/9.81×104=4.1N/mm2; 次楞的抗弯强度设计值: [f]=13N/mm2; 次楞的最大应力计算值σ=4.1N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! 2.次楞的抗剪强度验算 最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下: V=0.6q1l+0.617q2l 其中,V-次楞承受的最大剪力; l--计算跨度(主楞间距): l=500.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×72.000×0.200×0.900/2=7.776kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.20×0.90/2=0.252kN/m,其中,0.90为折减系数。 次楞的最大剪力: V=0.6×7.776×500.0+0.617×0.252×500.0=2410.5N; 截面抗剪强度必须满足下式: τ=3V/(2bh0) 其中,τ--次楞的截面的最大受剪应力(N/mm2); V--次楞计算最大剪力(N): V=2410.5N; b--次楞的截面宽度(mm): b=38.0mm; hn--次楞的截面高度(mm): h0=88.0mm; fv--次楞的抗剪强度设计值(N/mm2): fv=1.500N/mm2; 次楞截面的受剪应力计算值: τ=3×2410.5/(2×38.0×88.0×2)=0.541N/mm2; 次楞截面的受剪应力计算值τ=0.541N/mm2小于次楞截面的抗剪强度设计值fv=1.5N/mm2,满足要求! 3.次楞的挠度验算 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: ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中,ν--次楞的最大挠度(mm); q--作用在次楞上的线荷载(kN/m): q=72.00×0.20=14.40kN/m; l--计算跨度(主楞间距): l=500.0mm; E--次楞弹性模量(N/mm2): E=9500.00N/mm2; I--次楞截面惯性矩(mm4),I=4.32×106mm4; 次楞的最大挠度计算值: ν=0.677×28.8/2×5004/(100×9500×4.32×106)=0.149mm; 次楞的最大容许挠度值: [ν]=2mm; 次楞的最大挠度计算值ν=0.149mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=2mm,满足要求! (二).主楞承受次楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。 本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚3mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=4.493×2=8.986cm3; I=10.783×2=21.566cm4; E=206000N/mm2; 主楞计算简图 主楞计算剪力图(kN) 主楞计算弯矩图(kN·m) 主楞计算变形图(mm) 1.主楞的抗弯强度验算 作用在主楞的荷载: P=1.2×72×0.2×0.5+1.4×2×0.2×0.5=8.92kN; 主楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l=600mm; 强度验算公式: σ=M/W 其中,σ--主楞的最大应力计算值(N/mm2) M--主楞的最大弯矩(N·mm);M=1.02×106N·mm W--主楞的净截面抵抗矩(mm3);W=8.99×103mm3; f--主楞的强度设计值(N/mm2),f=205.000N/mm2; 主楞的最大应力计算值: σ=1.02×106/8.99×103=113.3N/mm2; 主楞的最大应力计算值σ=113.3N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值f=205N/mm2,满足要求! 2.主楞的抗剪强度验算 主楞截面抗剪强度必须满足: τ=2V/A≤fv 其中,τ--主楞的截面的最大受剪应力(N/mm2); V--主楞计算最大剪力(N): V=9724.2N; A--钢管的截面面积(mm2): A=848.23mm2; fv--主楞的抗剪强度设计值(N/mm2): fv=120N/mm2; 主楞截面的受剪应力计算值: τ=2×9724.2/848.230=22.928N/mm2; 主楞截面的受剪应力计算值τ=22.928N/mm2小于主楞截面的抗剪强度设计值fv=120N/mm2,满足要求! 3.主楞的挠度验算 主楞的最大挠度计算值: ν=1.151mm; 主楞的最大容许挠度值: [ν]=2.4mm; 主楞的最大挠度计算值ν=1.151mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=2.4mm,满足要求! 五、穿墙螺栓的计算 计算公式如下: N<[N]=f×A 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170N/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=17.85kN; 主楞计算的支座反力为穿墙螺栓所受的拉力,则穿墙螺栓所受的最大拉力为: N=17.75kN。 穿墙螺栓所受的最大拉力N=17.752kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=17.85kN,满足要求! 第2段(墙身高度1.00米位置至墙身高度3.00米位置;分段高度为2.00米): 一、参数信息 1.基本参数 次楞间距(mm): 200;穿墙螺栓水平间距(mm): 600; 主楞间距(mm): 700;穿墙螺栓竖向间距(mm): 700; 对拉螺栓直径(mm): M14; 2.主楞信息 主楞材料: 圆钢管;主楞合并根数: 2; 直径(mm): 48.00;壁厚(mm): 3.00; 3.次楞信息 次楞材料: 木方;次楞合并根数: 2; 宽度(mm): 38.00;高度(mm): 88.00; 4.面板参数 面板类型: 胶合面板;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: F=0.22γtβ1β2V1/2 F=γH 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,取8.000h; T--混凝土的入模温度,取20.000℃; V--混凝土的浇筑速度,取6.000m/h; H--模板计算高度,取2.000m; 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。 分别计算得118.986kN/m2、48.000kN/m2,取较小值48.000kN/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=48kN/m2; 倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/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。 根据《建筑施工手册》,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,按支撑在次楞上的三跨连续梁计算。 面板计算简图 1.抗弯强度验算 弯矩计算公式如下: M=0.1q1l2+0.117q2l2 其中,M--面板计算最大弯矩(N·mm); l--计算跨度(次楞间距): l=200.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×48.000×0.700×0.900=36.288kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.70×0.90=1.764kN/m; 其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。 面板的最大弯矩: M=0.1×36.288×200.02+0.117×1.764×200.02=1.53×105N·mm; 按以下公式进行面板抗弯强度验算: σ=M/W 其中,σ--面板承受的应力(N/mm2); M--面板计算最大弯矩(N·mm); W--面板的截面抵抗矩: W=bh2/6=700×15.0×15.0/6=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=1.53×105/2.63×104=5.8N/mm2; 面板截面的最大应力计算值σ=5.8N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! 2.抗剪强度验算 计算公式如下: V=0.6q1l+0.617q2l 其中,V--面板计算最大剪力(N); l--计算跨度(次楞间距): l=200.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×48.000×0.700×0.900=36.288kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.70×0.90=1.764kN/m; 面板的最大剪力: V=0.6×36.288×200.0+0.617×1.764×200.0=4572.2N; 截面抗剪强度必须满足: τ=3V/(2bhn)≤fv 其中,τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2); V--面板计算最大剪力(N): V=4572.2N; b--构件的截面宽度(mm): b=700mm; hn--面板厚度(mm): hn=15.0mm; fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2): fv=1.500N/mm2; 面板截面的最大受剪应力计算值: τ=3×4572.2/(2×700×15.0)=0.653N/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τ=0.653N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[τ]=1.5N/mm2,满足要求! 3.挠度验算 根据《建筑施工手册》,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: ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载: q=48×0.7=33.600N/mm; l--计算跨度(次楞间距): l=200mm; E--面板的弹性模量: E=9500N/mm2; I--面板的截面惯性矩: I=70×1.5×1.5×1.5/12=19.69cm4; 面板的最大允许挠度值: [ν]=0.8mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.677×33.6×2004/(100×9500×1.97×105)=0.195mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.195mm小于等于面板的最大允许挠度值[ν]=0.8mm,满足要求! 四、墙模板内外楞的计算 (一).次楞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,次楞采用木方,宽度38mm,高度88mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=3.8×8.8×8.8/6×2=98.09cm3; I=3.8×8.8×8.8×8.8/12×2=431.598cm4; 次楞计算简图 1.次楞的抗弯强度验算 次楞最大弯矩按下式计算: M=0.1q1l2+0.117q2l2 其中,M--次楞计算最大弯矩(N·mm); l--计算跨度(主楞间距): l=700.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×48.000×0.200×0.900=10.368kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.20×0.90=0.504kN/m,其中,0.90为折减系数。 次楞的最大弯矩: M=0.1×10.368×700.02+0.117×0.504×700.02=5.37×105N·mm; 次楞的抗弯强度应满足下式: σ=M/W 其中,σ--次楞承受的应力(N/mm2); M--次楞计算最大弯矩(N·mm); W--次楞的截面抵抗矩,W=9.81×104mm3; f--次楞的抗弯强度设计值;f=13.000N/mm2; 次楞的最大应力计算值: σ=5.37×105/9.81×104=5.5N/mm2; 次楞的抗弯强度设计值: [f]=13N/mm2; 次楞的最大应力计算值σ=5.5N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! 2.次楞的抗剪强度验算 最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下: V=0.6q1l+0.617q2l 其中,V-次楞承受的最大剪力; l--计算跨度(主楞间距): l=700.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×48.000×0.200×0.900/2=5.184kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.20×0.90/2=0.252kN/m,其中,0.90为折减系数。 次楞的最大剪力: V=0.6×5.184×700.0+0.617×0.252×700.0=2286.1N; 截面抗剪强度必须满足下式: τ=3V/(2bh0) 其中,τ--次楞的截面的最大受剪应力(N/mm2); V--次楞计算最大剪力(N): V=2286.1N; b--次楞的截面宽度(mm): b=38.0mm; hn--次楞的截面高度(mm): h0=88.0mm; fv--次楞的抗剪强度设计值(N/mm2): fv=1.500N/mm2; 次楞截面的受剪应力计算值: τ=3×2286.1/(2×38.0×88.0×2)=0.
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