剪力墙模板计算714完毕的.docx
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剪力墙模板计算714完毕的
剪力墙模板计算
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。
剪力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):
200;穿墙螺栓水平间距(mm):
400;
主楞(外龙骨)间距(mm):
400;穿墙螺栓竖向间距(mm):
400;
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:
木楞;次楞肢数:
1;
宽度(mm):
60.00;高度(mm):
90.00;
4.面板参数
面板类型:
胶合面板;面板厚度(mm):
12.00;
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
F=0.22rCt0β1β2V1/2F=rCH
其中rc--混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t0--新浇混凝土的初凝时间,t0=200/(T+15)=5小时;
T--混凝土的入模温度,取25℃;
V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H--模板计算高度,层高5.6米,板厚0.4米,底板上剪力将先打0.5米高m,所以剩4.9;
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,坍落度160-180mm,取1.15。
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;
分别计算得57.6.kN/m2、117.6kN/m2,取较小值57.6kN/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=57.6kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6kN/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=250.0mm;
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:
1.2×57.6×0.40×0.90=24.88kN/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:
1.4×6.00×0.40×0.90=3.02kN/m;
q=q1+q2=24.88+3.02=27.90kN/m;
面板的最大弯距:
M=0.1×27.9×200.0×200.0=1.12×105N.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=400×12.0×12.0/6=9.6×103mm3;
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=1.12×105/9.6×103=11.67N/mm2;
面板截面的最大应力计算值σ=11.67N/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:
其中,∨--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(竖楞间距):
l=200.0mm;
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:
1.2×57.6×0.40×0.90=24.88kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6.00×0.40×0.90=3.02kN/m;
q=q1+q2=24.88+3.02=27.90kN/m;
面板的最大剪力:
V=0.6×27.9×200.0=3348N;
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);
V--面板计算最大剪力(N):
V=3348N;
b--构件的截面宽度(mm):
b=400mm;
hn--面板厚度(mm):
hn=12.0mm;
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:
T=3×3348/(2×400×12.0)=1.05N/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T=1.05N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[T]=1.5N/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=57.6×0.4=23.04N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
l=200mm;
E--面板的弹性模量:
E=9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=40×1.2×1.2×1.2/12=4.8cm4;
面板的最大允许挠度值:
[ν]=1mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.677×23.04×2004/(100×9500×4.80×104)=0.547mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.547mm小于等于面板的最大允许挠度值[ν]=1mm,满足要求!
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60*90木方,宽度60mm,高度90mm,间距200mm,外楞采用ф48×3.5钢管,间距400mm。
截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=60×90×90/6=81cm3;
I=60×90×90×90/12=365cm4;
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=400.0mm;
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:
1.2×57.6×0.20×0.90=12.44kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6.00×0.20×0.90=1.51kN/m,其
中,0.90为折减系数。
q=(12.44+1.51)/1=13.95kN/m;
内楞的最大弯距:
M=0.1×13.95×400.0×400.0=2.23×105N.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=8.10×104;
f--内楞的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2;
内楞的最大应力计算值:
σ=2.23×105/8.10×104=2.753N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值:
[f]=13N/mm2;
内楞的最大应力计算值σ=2.753N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=13N/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=400.0mm;
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:
1.2×57.6×0.20×0.90=12.44kN/m;;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6.00×0.20×0.90=1.51kN/m,其
中,0.90为折减系数。
q=(12.44+1.51)/1=13.95kN/m;
内楞的最大剪力:
V=0.6×13.95×400.0=3348N;
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);
V--内楞计算最大剪力(N):
V=3348N;
b--内楞的截面宽度(mm):
b=60.0mm;
hn--内楞的截面高度(mm):
hn=90.0mm;
fv--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=1.500N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值:
τ=3×3348/(2×60.0×90.0)=0.93N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值τ=0.93N/mm2小于内楞截面的抗剪强度设计值fv=1.5N/mm2,满足要求!
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,ν--内楞的最大挠度(mm);
q--作用在内楞上的线荷载(kN/m):
q=34.06×0.20/1=6.81kN/m;
l--计算跨度(外楞间距):
l=400.0mm;
E--内楞弹性模量(N/mm2):
E=9500.00N/mm2;
I--内楞截面惯性矩(mm4),I=3.65×106;
内楞的最大挠度计算值:
ν=0.677×6.81×4004/(100×9500×3.65×106)=0.034mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ν]=1.6mm;
内楞的最大挠度计算值ν=0.034mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=1.6mm,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
1.外楞的抗弯强度验算
外楞跨中弯矩计算公式:
其中,作用在外楞的荷载:
P=(1.2×57.6+1.4×6)×0.2×0.4/2=3.1kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):
l=400mm;
外楞最大弯矩:
M=0.175×3100×400.00=2.17×105N·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=2.17×105N·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=2.17×105/5.08×103=42.72N/mm2;
外楞的最大应力计算值σ=42.72N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值f=205N/mm2,满足要求!
2.外楞的抗剪强度验算
公式如下:
其中,P--作用在外楞的荷载:
P=(1.2×57.6+1.4×6)×0.2×0.4/2=3.1kN;
V--外楞计算最大剪力(N);
外楞的最大剪力:
V=0.65×3100=2.015×103N;
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);
V--外楞计算最大剪力(N):
V=2.015×103N;
A--钢管的截面面积(mm2):
A=500mm2;
fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=205N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值:
τ=2.015×103N/500.000=4.03N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值τ=4.03N/mm2小于外楞截面的抗剪强度设计值[fv]=205N/mm2,满足要求!
3.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,P--内楞作用在支座上的荷载(kN/m):
P=57.6×0.2×0.40/2=2.30kN/m;
ν--外楞最大挠度(mm);
l--计算跨度(水平螺栓间距):
l=400mm;
E--外楞弹性模量(N/mm2):
E=206000.00N/mm2;
I--外楞截面惯性矩(mm4),I=1.22×105;
外楞的最大挠度计算值:
ν=1.146×2.30×4003/(100×206000×1.22×105)=0.067mm;
外楞的最大容许挠度值:
[ν]=400/400=1mm;
外楞的最大挠度计算值ν=0.067mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=1mm,满足要求!
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;
穿墙螺栓所受的最大拉力:
N=57.6×0.4×0.4=9.216kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力N=8.216kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=17.85kN,满足要求!
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