600柱计算书.docx
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600柱计算书
600×600柱模板计算书
一、参数信息
1.基本参数
柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:
1;柱截面宽度B方向竖楞数目:
3;
柱截面高度H方向对拉螺栓数目:
1;柱截面高度H方向竖楞数目:
3;
2.柱箍信息
柱箍材料:
钢楞;截面类型:
圆钢管48×3.5,按48×3.0计算;
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):
500;柱箍肢数:
2;
3.竖楞信息
竖楞材料:
木楞;
宽度(mm):
50.00;高度(mm):
80.00;
竖楞肢数:
1;
4.面板参数
面板类型:
竹胶合板;面板厚度(mm):
18.00;
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):
1.30;
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):
10000.00;
方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):
1.70;
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;
计算简图
二、柱模板荷载标准值计算
按《施工手册》第四版P51,边长>300mm的柱侧面模板计算荷载组合为新浇混凝土对模板侧面的压力标准值+倾倒混凝土是产生的荷载标准值
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γc--混凝土的重力密度,取25.0kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,t=200/(T+15);
T--混凝土的入模温度,取25.0℃;
V--混凝土的浇筑速度,取2.5m/h;
H--模板计算高度,取3.0m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.0;
β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.0。
根据参数可知:
t=200/(25+15)=5
故F1=0.22×25×5×1.0×1.0×2.51/2=43.48kN/m2
F2=25.0×3.0=75.0kN/m2
取较小值43.48kN/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=43.48kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2.000kN/m2。
三、柱模板面板的计算
1、荷载计算
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,竖楞间距最大为l=300mm,竖楞数为3,面板为2跨,因此对柱截面面板按均布荷载作用下的二跨连续梁进行计算。
面板计算简图
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×43.48×0.50×0.90=23.479kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×2.00×0.50×0.90=1.26kN/m,式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数,0.5为柱箍间距,即为模板承受荷载作用范围。
q=q1+q2=23.479+1.26=24.739kN/m;
2.面板抗弯强度验算
按均布荷载作用下的二跨连续梁计算,查《施工手册》第四版P51得:
弯矩系数KM=-0.125剪力系数Kv=0.625挠度系数Kω=0.521
得M=KMql2=0.125×24.739×0.32=0.278KN.m
其中,M--面板计算最大弯距(KN.m);
l--计算跨度(竖楞间距):
l=0.3m;
q--作用在模板上的侧压力线荷载
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=500×18.0×18.0/6=2.70×104mm3;
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=(0.278×106)/(2.70×104)=10.29N/mm2;
面板的最大应力计算值σ=10.29N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[σ]=13.000N/mm2
满足要求!
3.面板抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的二跨连续梁计算,公式如下:
V=Kvql
其中,V--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(竖楞间距):
l=0.30m;
q--作用在模板上的侧压力线荷载:
面板的最大剪力:
V=Kvql=0.625×24.739×0.3=4.639KN;
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);
V--面板计算最大剪力(N):
V=4639N;
b--构件的截面宽度(mm):
b=500mm;
hn--面板厚度(mm):
hn=18.0mm;
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=3×4639.0/(2×500×18.0)=0.773N/mm2;
面板截面抗剪强度设计值:
[fv]=1.300N/mm2;
面板截面的受剪应力τ=0.773N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[fv]=1.300N/mm2,满足要求!
4.面板挠度验算
最大挠度按均布荷载作用下的二跨连续梁计算,挠度计算公式如下:
ω=Kωql4/100EI
其中,ω--面板最大挠度(mm);
q--作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m):
q=q1=23.479kN/m;
l--计算跨度(竖楞间距):
l=0.50mm;
E--面板弹性模量(N/mm2):
E=9500.00N/mm2;
I--面板截面的惯性矩(mm4);
I=500×18.0×18.0×18.0/12=243000mm4;
面板最大容许挠度:
[ω]=500/250=2.0mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.521×23.479×300.04/(100×9500.0×243000)=0.429mm;
面板的最大挠度计算值ω=0.429mm小于面板最大容许挠度设计值[ω]=2.0mm,满足要求!
四、竖楞方木的计算
1、荷载计算
模板结构构件中的竖楞属于受弯构件,取中间竖楞按连续梁计算。
本工程柱高度为3.6m,柱箍采用48钢管,底下两道间距300mm(底下第一道距基层面200),第三道~第五道间距400mm,第五道以上间距500mm,取最大间距500mm进行计算,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50mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=50×80×80/6=53333.33mm3;
I=50×80×80×80/12=2133333.33mm4;
竖楞方木计算简图
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×43.48×0.30×0.90=14.088kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×2.00×0.30×0.90=0.756kN/m,式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数,0.3为竖楞间距,即为竖楞承受荷载作用范围。
q=q1+q2=14.088+0.756=14.844kN/m;
2.强度验算
根据计算简图,查表得:
弯矩系数KM=-0.100剪力系数Kv=-0.600挠度系数Kω=0.677
支座最大弯矩:
M=Kmql2=0.1×14.844×0.52=0.371KN.m
其中,M--竖楞计算最大弯距(KN.m);
l--计算跨度(柱箍间距):
l=0.5m;
q--作用在竖楞上的线荷载
强度验算公式:
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=53333.33;
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=0.371×105/53333.33=6.96N/mm2;
竖楞的最大应力计算值σ=6.96N/mm2小于竖楞的抗弯强度设计值[σ]=13.000N/mm2,满足要求!
2.抗剪验算
最大剪力为:
V=KVql=0.6×14.844×0.5=4.453KN
其中,V--竖楞计算最大剪力(KN);
l--计算跨度(柱箍间距):
l=0.5m;
q--作用在模板上的侧压力线荷载
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(KN);
V--竖楞计算最大剪力(N):
V=4453.0N;
b--竖楞的截面宽度(mm):
b=50.0mm;
hn--竖楞的截面高度(mm):
hn=80.0mm;
fv--竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=1.700N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值:
τ=3×4453.0/(2×50.0×80.0)=1.67N/mm2;
竖楞截面抗剪强度设计值:
[fv]=1.700N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值τ=1.67N/mm2小于竖楞截面抗剪强度设计值[fv]=1.70N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
挠度验算不考虑活荷载,则
q=1.2×43.48×0.30×0.90=14.088kN/m
式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数,0.3为竖楞间距,即为竖楞承受荷载作用范围。
最大挠度:
ω=kωFl4/100EI=0.677×14.088×5004/(100×10000×2133333.33)=0.28mm
其中,ω--竖楞最大挠度(mm);
q--作用在竖楞上的线荷载(kN/m):
l--计算跨度(柱箍间距):
l=500.0mm;
E--竖楞弹性模量(N/mm2):
E=10000.00N/mm2;
I--竖楞截面的惯性矩(mm4),I=2133333.33;
竖楞最大容许挠度:
[ω]=500/250=2.00mm;
竖楞的最大挠度计算值ω=0.28mm小于竖楞最大容许挠度[ω]=2.00mm,满足要求!
五、柱箍的计算
本算例中,柱箍采用双钢楞,截面类型为圆钢管48×3.0;
截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
钢柱箍截面抵抗矩W=4.49cm3;
钢柱箍截面惯性矩I=10.78cm4;
柱箍为2跨,按集中荷载单跨连续梁计算:
柱箍计算简图(图中80为方木高度尺寸)
其中P--竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN);
P=(1.2×43.48×0.90+1.4×2.00×0.90)×0.30×0.5=7.422kN;
B方向柱箍弯矩图(kN)
最大弯矩:
M=2.969KN.m
B方向柱箍剪力图(kN.m)
最大剪力:
V=7.422kN;
B方向柱箍变形图(kN.m)
最大变形:
V=2.28mm;(挠度验算不考虑活荷载)
1.柱箍强度验算
柱箍截面抗弯强度验算公式
其中,柱箍杆件的最大弯矩设计值:
M=1.706kN.m;
弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩:
W=4.49cm3;
B边柱箍的最大应力计算值:
σ=M/2W=1.706×106/2×4.49×103=190.0N/mm2;
柱箍的抗弯强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
B边柱箍的最大应力计算值σ=190.0N/mm2小于柱箍的抗弯强度设计值
[f]=205.000N/mm2,
满足要求!
2、抗剪验算
τ=2V/2A=(2×7.422×103)/(2×424.115)
=17.47N/mm2 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): ; A--钢管的截面面积(mm2): A=424.115mm2; fv--钢管的抗剪强度设计值(N/mm2): fv=120N/mm2 2.柱箍挠度验算 经过计算得到: ω=2.28mm; 柱箍最大容许挠度: [ω]=760/250=3.04mm; 柱箍的最大挠度ω=2.28mm小于柱箍最大容许挠度[ω]=3.04mm,满足要求!
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- 600 计算