模板设计计算书2.docx
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模板设计计算书2.docx
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模板设计计算书2
一、设计依据2
二、计算条件2
三、荷载荷载标准值2
四、计算过程3
1、独立柱模板(截面尺寸1400×1400):
3
⑴结构布置3
⑵荷载计算4
⑶构件验算:
4
2、框架梁模板:
7
⑴框架梁截面特点7
⑵结构布置7
⑶荷载计算8
⑷构件验算9
4、楼面板模板:
14
⑴楼面板特点14
⑵结构布置14
⑶荷载计算14
⑷构件验算:
14
5、墙体模板:
17
⑴结构布置:
17
⑵荷载计算18
⑶构件验算:
18
汇和综合楼工程模板设计计算书
一、设计依据
1.《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-2002)
2.建筑施工手册(第四版)
3.汇和综合楼工程结构施工图纸。
二、计算条件
C30以上砼气温高于25度时,间歇时间不得超过150分钟。
本工程结构复杂、类型较多,现选其中具代表性的几种进行验算。
三、荷载荷载标准值(《建筑施工手册》第三版第4册212页)
独立柱
墙体
框架梁
楼板
分项系数
底模
侧模
1
模板及支架自重f1
0.5KN/m2
0.5KN/m2
1.2
2
新浇筑砼自
重标准值f2
24KN/m3
24KN/m3
1.2
3
钢筋自重标准值f3
1.5KN/m3
1.1KN/m3
1.2
4
施工人员及荷载标准值f4
计算龙骨时
1.5KN/m2
1.4
计算支撑结构时
1.0KN/m2
5
振捣砼时产生
的荷载f5
2.0KN/m2
4.0KN/m2
1.4
6
新浇筑砼对模
板的侧压力f6及
有效压头高度h
53KN/m2
62.5KN/m2
28.8KN/m2
16.8KN/m2
1.2
2.2m
2.38m
7
倾倒砼产生的水
平荷载f7
6.0KN/m2
2.0KN/m2
1.4
其中,新浇筑砼对模板的侧压力F6的计取如下:
f6-1=0.22γct0β1β2V1/2f6-2=γcHf6=min(f6-1,f6-2)
式中γC——混凝土的重力密度,取24kN/m3;
t0——新浇注混凝土的初凝时间,柱取3小时;墙体取3小时30分。
β1——外加剂影响修正系数,取1.2;
β2——混凝土坍落度影响修正系数,取1.15;
V——混凝土的浇筑速度,独立柱取5m/小时,墙体取5.5m/小时,框架梁取2m/小时;
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,独立柱取5.0m,墙体取5.5m,框架梁取2m。
有效压头高度h的计取:
h=F/γc
四、计算过程
1、独立柱模板(截面尺寸1400×1400):
⑴结构布置
面板采用15mm厚覆膜多层板;内龙骨采用100×100mm方木;柱箍采用[100×48×5.3(柱截面>800时采用此种做法,截面较小时采用定型卡具或脚手管)槽钢与对拉螺栓组成。
⑵荷载计算
①混凝土侧压力f6(施工手册4P213)
设计值f6=53×1.2=63.6KN/m2混凝土有效压头高度h=2.2m
②倾倒混凝土时产生的荷载f2:
设计值f7=6×1.4=8.4KN/m2
③荷载组合f:
计算值f=63.6+8.4=72KN/m2
⑶构件验算:
由于内龙骨布置较密,因此面板和内龙骨的强度和刚度能够满足施工要求。
现只对柱箍进行校验。
根据现有图纸,独立柱柱宽在400~1400mm间,柱箍间距按500mm考虑。
①多层板面板(取两内龙骨间1000mm宽板带为研究对象):
为便于计算,校验底部一跨覆膜多层板板面,按两端简支考虑,并将新浇筑砼对模板的侧压力f6最大值均布施加在板面上,其简化计算简图
a.截面性质
截面抵抗矩W=bh2/6=1.4×0.0152/6=4.5×10-5m3
截面惯性矩I=bh3/12=1.4×0.0153/12=3.37×10-7m4
弹性模量E=7500Mpa
抗弯强度[σ]=23MPa
b.抗弯强度验算:
荷载q=0.9×(f6+f7)×计算板带宽度=0.9×(75+2.8)×1=70KN/m(0.9为荷载折减系数)
Mmax=qL2/8=70×0.252/8=0.55KN·m(取跨度L=0.25m次龙骨最大间距的净距)
σ=Mmax/W=0.55/4.5×10-5=12.17Mpa<[σ]
抗弯强度满足要求。
c.刚度验算:
荷载q=0.9×f6×计算板带宽度=0.9×75×1=67.5KN/m(0.9为荷载折减系数)
Δmax=5qL4/384EI=0.6mm(柱高6000mm,取跨度L=0.25m次龙骨最大间距的净距)
刚度能满足要求。
②次龙骨(《施工手册》第三版第4册229页):
按三跨连续梁考虑。
计算板带宽度即为内龙骨间距,取250mm
a.截面性质和材料物理力学性能:
截面抵抗矩W=bh2/6=1.67×10-4m3
截面惯性矩I=bh3/12=8.33×10-6m4
弹性模量E=10400Mpa
抗弯强度[σ]=73.6MPa
b.抗弯强度验算:
荷载q=0.9×(f6+f7)×计算板带宽度=0.9×(75+2.8)×0.25=17.5(0.9为荷载折减系数f6按底部深度计取,偏于保守)
Mmax=qL2/8=17.5×0.52/8=0.55KN·m(其中跨度L即为主龙骨间距,取600mm)
σ=Mmax/W=0.55/8.33×10-5=6.57Mpa<[σ]
抗弯强度能满足要求。
c.刚度验算:
荷载q=0.9×f6×计算板带宽度=0.9×75×0.25=16.9KN/m(0.9为荷载折减系数f6按底部深度计取,偏于保守)
Δmax=0.677×q×L4/100EI=0.08mm(其中跨度L即为主龙骨间距,取600mm)
刚度能满足要求。
③柱箍[10槽钢
由于内龙骨较密,可按两等跨均布荷载简支梁考虑计算。
a.截面性质和材料物理力学性能:
截面抵抗矩W=3.97×10-4m3;
截面惯性矩I=1.98×10-6m4;
弹性模量E=206000Mpa
(钢结构设计规范,P187)抗弯强度[σ]=215MPa
b.抗弯强度验算:
荷载q=0.85×f×柱箍间距=0.85×72×0.5=30.6KN/m(0.85为荷载折减系数《建筑施工手册》(第三版)第4册214页(3))
Mmax=MC=qL2(2L-L2)/8=5.58KN·m《建筑施工手册》(第三版)第1册180页表2-7序次9
σ=Mmax/W=14MPa<[σ]=215MPa(柱宽1400mm,柱箍间距500mm)
c.刚度验算:
荷载q=0.85×f6×柱箍间距=0.85×53×0.5=20.9KN/m
Δmax=qL2(8L3-4b2L+b3)/384EI=1.21mm(柱宽1400mm,柱箍间距500mm)
符合要求
④柱箍对拉螺栓
根据柱箍间距以及柱的长边和短边,取柱的长边最不利情况进行校验:
取柱宽1400mm,柱箍间距500mm计算,计算简图如下
柱箍采用双向[10#槽钢间距700mm时次龙骨支撑间距与采用单向[10#槽钢间距500mm时的次龙骨支撑间距相当。
因此,螺栓间距按700mm进行校验。
a.截面性质和材料物理力学性能:
Ⅰ级钢筋抗拉强度[σ]=210N/mm;《建筑施工手册》P293表18-34;弹性模量E=206000MPa
b.抗拉强度验算
荷载:
轴向拉力N=0.85f×(柱宽×柱箍间距)=0.85×72×(1.4×0.7)=51.4KN
所需螺栓净面积A=N/[σ]=51.4×103/2×210(mm2)=122mm2
Φ16Ⅰ级钢筋套丝后净面积为144mm2>122mm2
因此,选用2Φ16Ⅰ级钢筋现场套丝加工成对拉螺栓。
c.轴向变形Δ
荷载:
轴向拉力N=0.85f6×(柱宽×柱箍间距)=0.85×63.6×(1×0.7)=37.8KN
Φ16Ⅰ级钢筋现场套丝加工成对拉螺栓后净面积A=144mm2
轴向变形Δ=NL/2EA=37.85×103×1.25/(2×206000×144)=0.78mm
⑤ 体系总变形量(槽钢与螺栓最不利情况的组合):
柱箍受弯变形为1.11mm,螺栓轴向变形为:
0.78mm,
总变形量Δmax=1.99mm
)
符合施工规范要求。
符合《混凝土结构工程施工及验收规范》206页对现浇混凝土结构平整度和截面尺寸的要求
2、框架梁模板:
⑴框架梁截面特点
根据施工图纸,框架梁宽度:
框架结构楼面为400~1000mm,以600mm为主。
⑵结构布置
一般框架梁(KL)结构布置:
侧模:
面板采用15mm厚覆膜多层板;内龙骨采用50×100mm方木,立放,间距≤300mm;外龙骨采用Φ48的短钢管;斜撑采用Φ48的短钢管。
底模:
面板采用15mm厚覆膜多层板;次龙骨采用50×100mm方木横放,沿梁的长度方向通长布置;主龙骨采用100×100mm方木,Φ48钢管,垂直于次龙骨布置;底模支撑采用Φ48碗扣式钢管脚手架。
支撑立杆:
梁宽≤600mm,利用梁边顶板碗扣式满堂红脚手架立杆;梁宽>600mm,利用梁边顶板碗扣式满堂红脚手架立杆并在梁底中间加设一根Φ48钢管立杆;支撑水平杆采用Φ48钢管,排距≤1500mm。
首层转换梁(ZHKL)结构布置:
侧模:
面板采用15mm厚覆膜多层板;内龙骨采用100×100mm方木,立放,间距≤300mm;外龙骨采用双排Φ48的钢管;斜撑采用Φ48的钢管,梁两片侧模靠穿墙螺栓抵抗侧压力产生的变形。
结构形式及构件布置按照墙体模板考虑
底模:
面板采用15mm厚覆膜多层板;次龙骨采用50×100mm方木,沿梁的长度方向通长布置;主龙骨采用100×100mm方木,垂直于次龙骨布置;底模支撑采用Φ48碗扣式钢管脚手架。
支撑立杆:
梁宽≤600mm,利用梁底模碗扣式脚手架横杆;梁宽>600mm,利用梁边顶板碗扣式满堂红脚手架立杆并在梁底中间加设一根Φ48钢管立杆;支撑水平杆采用Φ48钢管,排距≤1500mm。
⑶荷载计算
①模板及支架自重f1:
设计值f1=0.5×1.2=0.6KN/m2
②新浇筑砼自重标准值f2:
取梁高1200mm校验时,设计值f2=24×1.2×1.2=34.56KN/m2
③钢筋自重标准值f3:
取梁高1200mm校验时,设计值f3=1.5×1.2×1.2=2.16KN/m2
④施工人员及核载标准值f4:
f4=1.5×1.4=2.1KN/m2
⑤振捣砼时产生的荷载f5:
校验底模时,设计值f5=2.0×1.4=2.8KN/m2;校验侧模时,设计值f5=4.0×1.4=5.6KN/m2
⑥新浇筑砼对模板的侧压力f6:
取梁高700mm校验时,设计值f6=28.8×0.7×1.2=24.2KN/m2
取梁高1200mm校验时,设计值f6=28.8×1.2×1.2=41.5KN/m2
⑷构件验算:
一般框架梁侧模:
①覆膜多层板面板(取两内龙骨间1000mm宽板带为研究对象):
结构示意图如右。
为便于计算,校验底部一跨竹编原板板面,按两端简支考虑,并将新浇筑砼对模板的侧压力f6最大值均布施加在板面上,其简化计算简图如右
a.截面性质
a.截面性质和材料物理力学性能:
截面抵抗矩W=b’h’2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5m3
截面惯性矩I=b’h’3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7m4
弹性模量E=7500Mpa
抗弯强度[σ]=23MPa
b.抗弯强度验算:
荷载q=0.9×(f5+f6)×计算板带宽度=0.9×(5.6+34.56)×1=36KN/m(0.9为荷载折减系数)
Mmax=qL2/8=36×0.32/8=0.4KN·m(取跨度L=0.3m次龙骨最大间距的净距)
σ=Mmax/W=0.4/(3.75×10-5)=10.7Mpa<[σ]
抗弯强度满足要求。
c.刚度验算:
荷载q=0.9×f6×计算板带宽度=0.9×34.56×1=31KN/m(0.9为荷载折减系数)
Δmax=5qL4/384EI=0.1mm(梁高1200mm,取跨度L=0.3m次龙骨最大间距的净距)
刚度均能满足要求。
②次龙骨(《施工手册》第三版第4册229页):
结构示意图和计算简图见右图。
按三跨连续梁考虑。
计算板带宽度即为内龙骨间距,取300mm
a.截面性质和材料物理力学性能:
截面抵抗矩W=b’h’2/6=8.33×10-5m3
截面惯性矩I=b’h’3/12=4.17×10-6m4
弹性模量E=7500Mpa
抗弯强度[σ]=73.6MPa
b.抗弯强度验算:
荷载q=0.9×(f5+f6)×计算板带宽度=0.9×(5.6+41.5)×0.3=12.7(0.9为荷载折减系数f6按底部深度计取,偏于保守)
Mmax=qL2/8=12.7×0.62/8=0.57KN·m(其中跨度L即为主龙骨间距,取600mm)
σ=Mmax/W=0.57/8.33×10-5=68Mpa<[σ]
抗弯强度能满足要求。
c.刚度验算:
荷载q=0.9×f6×计算板带宽度=0.9×41.5×0.3=11.2KN/m(0.9为荷载折减系数f6按底部深度计取,偏于保守)
Δmax=0.677×q×L4/100EI=0.22mm(梁高1200mm,其中跨度L即为主龙骨间距,取600mm)
刚度能满足要求。
③主龙骨:
a.截面性质和材料物理力学性能:
截面抵抗矩W=bh2/6=5.08×10-6m3
截面惯性矩I=bh3/12=1.22×10-7m4
弹性模量E=206000Mpa
抗弯强度[σ]=205MPa
b.抗弯强度验算:
荷载F=0.9×(f5+f6)×次龙骨间距×主龙骨间距=0.9×(5.6+41.5)×0.3×0.6=6.5Mpa
Mmax=2FL/9=2×6.5×0.6/9=0.87KN·m(其中跨度L即为横向支撑间距,取600mm。
)
σ=Mmax/W=0.87/(5.08×10-6)=170Mpa<[σ]
抗弯强度能满足要求。
c.刚度验算:
荷载P=0.9×f6×次龙骨间距×主龙骨间距=0.9×41.5×0.3×0.6=6.7KN(0.9为荷载折减系数f6按底部深度计取,偏于保守)
Δmax=FL3/48EI=6.7×0.453/48×206000×1.22×10-7=1.0mm(梁高1200mm,其中跨度L为主龙骨支撑间距,取450mm)
刚度能满足要求。
一般框架梁底模
①覆膜多层板面板(取两内龙骨间1000mm宽板带为研究对象):
结构示意图和计算简图如右。
按三跨连续梁考虑《建筑施工手册》第三版第4册17-6-2-4、表17-87
a.截面性质
截面抵抗矩W=b’h’2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5m3;
截面惯性矩I=b’h’3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7m4
弹性模量E=7500Mpa;抗弯强度[σ]=23MPa
b.抗弯强度验算:
荷载q=0.9×(f1+f2+f3+f4)×计算板带宽度(0.9为荷载折减系数)
=0.9×(0.6+34.56+2.16+2.1)×1
=35.5KN/m
Mmax=qL2/8=0.4kN·m(按内龙骨间距L=300计算,保守)
σ=Mmax/W=10.8Mpa<[σ]=23MPa
c.刚度验算:
荷载q=0.9×(f1+f2+f3)×计算板带宽度
=0.9×(0.6+34.56+2.16)×1=33.6KN/m(0.9为荷载折减系数)
Δmax=0.677qL4/100EI=0.6mm(次龙骨间距L=300mm计算梁高=2100mm)
②次龙骨:
次龙骨采用50×100mm方木,横放,沿梁的长度方向通长布置;
主龙骨采用Φ48钢管,垂直于次龙骨布置;
a.截面性质和材料物理力学性能:
截面抵抗矩W=b’h’2/6=4.17×10-5m3
截面惯性矩I=b’h’3/12=1.04×10-6m4
弹性模量E=10400Mpa
抗弯强度[σ]=73.6MPa
b.抗弯强度验算:
荷载q=0.9×(f1+f2+f3+f4)×计算板带宽度
=0.9×(0.6+34.56+2.16+2.1)×0.3=10.6KN/m(0.9为荷载折减系数)
Mmax=qL2/8=10.6×0.32/8=0.12MPa(其中计算跨度L=0.3m)
σ=Mmax/W=48MPa<[σ]=73.6MPa
抗弯强度均能满足要求。
c.刚度验算:
荷载q=0.9×(f1+f2+f3)×计算板带宽度=0.9×(0.6+34.56+2.16)×0.3=10.1KN/m(0.9为荷载折减系数)
Δmax=5×q×L4/384EI=0.1mm(跨度L取主龙骨间距300mm)
③主龙骨:
a.截面性质和材料物理力学性能:
截面抵抗矩W=bh2/6=1.67×10-4m3
截面惯性矩I=bh3/12=8.33×10-6m4
弹性模量E=206000Mpa
抗弯强度[σ]=205MPa
b.抗弯强度验算:
荷载P=0.9×(f1+f2+f3+f4)×次龙骨间距×主龙骨间距
=0.9×(0.6+34.56+2.16+2.1)×0.3×0.45=3.2MPa(0.9为荷载折减系数f6按底部深度计取,偏于保守)
Mmax==PL/4=3.2×0.6/4=0.48KN·m(其中跨度L即为支撑间距,取600mm。
)
σ=Mmax/W=0.48/8.33×10-6=57.6Mpa<[σ]
抗弯强度能满足要求。
c.刚度验算:
荷载P=0.9×(f1+f2+f3)×次龙骨间距×主龙骨间距
=0.9×(0.6+34.56+2.16)×0.3×0.6=6.04KN(0.9为荷载折减系数f6按底部深度计取,偏于保守)
Δmax=FL3/48EI=0.9mm(梁高1200mm,其中跨度L为主龙骨支撑间距,取600mm)
刚度能满足要求。
4、楼面板模板:
⑴楼面板特点
根据施工图纸,楼面板厚度按250mm厚进行验算。
⑵结构布置
支撑体系采用碗扣式满堂红脚手架,立杆间距1200mm,横杆步距1500mm,立杆顶部加可调撑托以支撑龙骨;
面板采用15mm厚覆膜多层板;主龙骨采用100×100mm方木,次龙骨采用50×100mm方木,主龙骨间距1200mm,次龙骨间距200mm。
⑶荷载计算
①模板及支架自重f1:
设计值f1=0.5×1.2=0.6KN/m2(《施工手册》第三版第4册213页)
②新浇筑砼自重f2:
取板厚250mm校验时,设计值f2=24×0.25×1.2=7.2KN/m2
③钢筋自重标准值f3:
取板厚250mm校验时,设计值f3=1.1×0.25×1.2=0.33KN/m2
④施工人员及荷载标准值f4:
计算支撑结构时,设计值f4=1.0×1.4=1.4KN/m2;
计算龙骨时,设计值f4=1.5×1.4=2.1KN/m2
⑷构件验算:
①碗扣立杆(《施工手册》第三版第4册229页):
以立杆间距1200mm校验;横杆步距取1500mm。
a.截面性质(《施工手册》第三版第1册472页):
截面积A=4.89×102mm2;回转半径i=15.8mm
抗弯强度[σ]=105MPa
(材料手册,P76)
b.强度验算
荷载P=0.85×(f1+f2+f3+f4)×支撑作用面积=0.85×(0.6+7.2+0.33+1.4)×1.2×1.2=11.7kN
∴σ=N/A=17.19×103/(4.89×102)=23.85Mpa<[σ]=215MPa
c.稳定性验算
荷载P=0.85×(f1+f2+f3+f4)=0.85×(0.6+7.2+0.33)×1.2×1.2=9.95kN
λ=L/i=1500/15.8=94.9<[200]
查《建筑施工手册》第四版第1册表5-18,
得稳定系数φ=0.451
∴σ=N/φA=11.7×103/(0.451×4.89×102)=53.05Mpa≤[σ]=215MPa
②覆膜多层板面板(取两内龙骨间1000mm宽板带为研究对象):
结构示意图和计算简图如右。
按三跨连续梁考虑《建筑施工手册》第三版第4册17-6-2-4、表17-87
a.截面性质
截面抵抗矩W=b’h’2/6=1×0.0152/6=3.75×10-5m3;
截面惯性矩I=b’h’3/12=1×0.0153/12=2.81×10-7m4
弹性模量E=75000Mpa;
抗弯强度[σ]=23MPa
b.抗弯强度验算:
荷载q=0.9×(f1+f2+f3+f4)×计算板带宽度(0.9为荷载折减系数)
=0.9×(0.6+7.2+0.33+2.1)×1
=16.4KN/m
Mmax=qL2/10=0.23kN·m(按内龙骨间距L=500计算,保守)
σ=Mmax/W=6.13MPa≤[σ]=23MPa
c.刚度验算:
荷载q=0.9×(f1+f2+f3)×计算板带宽度=7.32KN/m(0.9为荷载折减系数)
Δmax=0.677qL4/100EI=0.45mm(次龙骨间距L=500mm计算板厚=250mm)
③次龙骨:
次龙骨采用50×100mm方木,主龙骨采用100×100mm方木(其间距即为计算跨度L)
结构示意图和计算简图见右。
考
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