整理模板计算方案.docx
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整理模板计算方案.docx
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整理模板计算方案
普通墙模板计算
(胶合板或多层板作为面板)
一、需计算内容:
1、计算面板的强度、抗剪和挠度;
2、计算内龙骨的强度和挠度;
3、计算外龙骨的强度和挠度;
4、计算穿墙螺栓的强度。
墙模板的背部支撑由两层龙骨(木楞或钢楞)组成,直接支撑模板的龙骨为次龙骨,即内楞;用以支撑内层龙骨为主龙骨,即外楞。
组装成墙体模板时,通过对拉螺栓将墙体两片模板拉结,每个对拉螺栓成为主龙骨的支点。
二、墙木模板基本参数
墙厚300mm,高度3050mm;模板面板采用普通胶合板;内龙骨布置11道,内龙骨采用50×100mm木方;外龙骨间距500mm,外龙骨采用双钢管48mm×3.5mm;对拉螺栓布置4道,在断面内水平间距150+900+900+900+150mm,断面跨度方向间距500mm,直径16mm。
模板组装示意图
三、墙模板荷载标准值计算
混凝土侧压力的计算分布图形,见图1-1。
在有效高度内的水平压力与振捣作用力之和的取值不大于最大侧压力。
倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值----倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载标准值。
可按下表采用。
倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值(KN/m2)
向模板内供料方法
水平荷载
溜糟、串简或导管
2
容积为0.2-0.8m3的运输器具
4
泵送混凝土
4
容积为大于0.8m3的运输器具
6
注:
作用范围在有效压头高度以内。
(一般情况下,料斗为0.8m3,泵送砼取4KN/m2)
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设计值;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
F=0.22γCt0β1β2V1/2(1-1)
F=γCH(1-2)
其中
c——混凝土的重力密度,取24kN/m3;
t0—新浇筑混凝土的初凝时间(h),可按实测确定。
当缺乏试验资料时,可采用t0=200/(T+15)计算(T为混凝土的温度℃);取2h;
T——混凝土的入模温度,取20℃;
V——混凝土的浇筑速度,取1.5m/h;
H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取3.05m;
1——外加剂影响修正系数,取1.2;(注:
此系数是指缓凝剂影响系数。
不掺外加剂时取1.0;掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2;)
2——混凝土坍落度影响修正系数,取1.15。
(注:
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。
当坍落度大于150mm时,取1.2)
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=17.85kN/m2
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=4kN/m2。
四、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。
模板面板按照三跨连续梁计算。
面板的支座是内龙骨。
面板的计算宽度取0.50m。
强度计算荷载设计值:
q1=1.2×F1×B(计算宽度)+1.4×F2×B(计算宽度)
=1.2×17.85×0.5+1.4×4.0×0.5=13.51kN/m
挠度计算荷载设计值
q2=F1×B(计算宽度)=17.85×0.5=8.925kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
I=B(计算宽度)×h(面板厚度)3/12=50×1.4×1.4×1.4/12=11.43cm4;
W=B(计算宽度)×h(面板厚度)2/6=50×1.4×1.4/6=16.33cm3;
强度和剪力计算简图
1、抗弯强度计算:
最大弯矩M=-0.1×q1×l2=0.122kN.m
弯矩图(kN.m)
经计算得到面板抗弯强度计算值:
f=M/W=0.122×1000×1000/16333=7.470N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f],取15N/mm2;
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
2、抗剪计算[可以不计算]
最大剪力Q=0.6q1l=2.43kN
剪力图(kN)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.62kN
N2=4.46kN
N3=4.46kN
N4=1.62kN
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×2430/(2×500×14)=0.521N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
3、挠度计算
挠度计算简图
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.071kN
N2=2.945kN
N3=2.945kN
N4=1.071kN
面板最大挠度计算值v=0.677×q2×l4/100×E×I=0.477mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
五、墙模板内龙骨的计算
1、强度计算:
内龙骨直接承受模板传递的荷载,通常按照均布荷载连续梁计算。
内龙骨均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到。
q=4.46/0.500=8.925kN/m
截面抵抗矩W为:
W=5×10.00×10/6=83.33cm3;
按照三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×8.925×0.5×0.5=0.223kN.m
抗弯计算强度f=M/W=0.223×106/83333.3=2.676N/mm2
抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
2、抗剪计算[可以不计算]
最大剪力Q=0.6ql=0.6×0.500×8.925=2.678kN
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×2678/(2×50×100)=0.803N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2
抗剪强度计算满足要求!
最大支座力N=1.1×0.500×8.925=4.909kN(此值在外龙骨强度计算时使用)
3、挠度计算
内龙骨均布荷载按照面板所受混凝土侧压力标准值的最大支座力除以面板计算宽度得到:
q=2.945/0.500=5.890kN/m
截面惯性矩I为:
I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4;
弹性模量E为:
E=9500
内龙骨的支座是外龙骨,最大支座力为:
N=1.1×0.500×5.89=2.659kN(此值在外龙骨挠度计算时使用)
最大变形
v=0.677×q×l4/100×E×I=0.677×5.89×5004/(100×9500×4166700)=0.063mm
最大挠度小于500.0/250,满足要求!
六、墙模板外龙骨的计算
外龙骨承受内龙骨传递的荷载,按照集中荷载下连续梁计算。
集中荷载P取次龙骨的支座力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=1.126kN.m
最大变形vmax=1.128mm
最大支座力Qmax=13.280kN(此值及对拉螺栓所受的拉力)
抗弯计算强度f=1.126×106/10160000.0=110.83N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!
七、对拉螺栓的计算
计算公式:
N<[N]=fA
其中N——对拉螺栓所受的拉力;
A——对拉螺栓有效面积(mm2);
f——对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;
对拉螺栓的直径(mm):
16
对拉螺栓有效直径(mm):
14
对拉螺栓有效面积(mm2):
A=144
对拉螺栓最大容许拉力值(kN):
[N]=24.5
对拉螺栓所受的最大拉力(kN):
N=13.280
注:
外龙骨计算时的最大支座力就是对拉螺栓的最大拉力
对拉螺栓强度验算满足要求!
螺纹直径(mm)
螺纹内经(mm)
有效直径(mm)
容许拉力(kN)
M12
M14
M16
T12
T14
T16
T18
T20
10.11
11.84
13.84
9.5
11.50
13.50
15.50
17.50
76
105
144
71
104
143
189
241
12.90
17.80
24.50
12.05
17.65
24.27
32.08
40.91
大模板计算
设计原则:
大模板结构的设计计算应根据其形式综合分析模板结构特点,选择合理的计算方法,并应在满足强度要求的前提下,计算其变形值。
一、需计算内容:
1、计算面板的强度和挠度;
2、计算内龙骨的强度和挠度;
3、计算外龙骨的强度和挠度;
4、计算穿墙螺栓的强度。
5、风荷载作用下大模板自稳角的验算
6、大模板钢吊环截面的计算
二、墙模板基本参数
计算断面宽度200mm,高度2700mm,两侧楼板高度0mm。
模板面板采用6mm厚钢板。
内龙骨间距300mm,内龙骨采用[8号槽钢U口水平,外龙骨采用双槽钢[10号槽钢。
对拉螺栓竖向布置3道,竖向间距300+1050+1050mm,断面跨度方向布置4道,间距150+900+900+900mm,直径20mm。
模板组装示意图
三、墙模板荷载标准值计算
设计时应根据建筑物的结构形式及混凝土施工工艺的实际情况计算其承载能力。
当按承载能力极限状态计算时应考虑荷载效应的基本组合,参与大模板荷载效应组合的各项荷载应符合《建筑工程大模板技术规程》的规定。
见下表:
表1参与大模板荷载效应组合的各项荷载
参与大模板荷载效应组合的荷载项
计算承载能力
计算抗变形能力
倾倒混凝土时产生的荷载
+
振捣混凝土时产生的荷载
+
新浇混凝土对模板的侧压力
新浇筑混凝土对模板的侧压力
(注:
此荷载组合里同时考虑了倾倒混凝土产生的荷载和振捣混凝土产生的荷载,而在我们一般的印象里,此两种荷载我仅考虑其中一种,所以在计算的时候要注意这一点。
)
计算大模板的结构和构件的强度、稳定性和连接强度应采用荷载的设计值,计算正常使用极限状态下的变形时应采用荷载标准值。
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设计值;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
其中
c——混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t——新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取2.000h;
T——混凝土的入模温度,取20.000℃;
V——混凝土的浇筑速度,取1.500m/h;
H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取2.700m;
1——外加剂影响修正系数,取1.200;
2——混凝土坍落度影响修正系数,取1.200。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=18.620kN/m2
实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=18.620kN/m2
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=4.000kN/m2。
振捣混凝土产生的荷载标准值F3=2kN/m2
四、面板的计算
大模板及配件使用钢材的强度设计值、焊缝强度设计值和螺栓连接强度设计值可按《建筑工程大模板技术规程》中所提供的表选取。
见下表:
Q235A(3号钢)钢材分组尺寸(mm)
钢材
角钢、工字钢和槽钢的厚度
钢板的厚度
钢号
组别
圆钢、方刚和扁钢的直径或厚度
Q235A
(3号钢)
第1组
第2组
第3组
≤40
>40-100
≤15
>15-20
>20
≤20
>20-40
>40-50
钢材强度设计值(N/mm2)
钢材
抗拉、抗压和
抗弯
抗剪
v
钢号
组别
厚度或直径(mm)
Q235A
(3号钢)
第1组
第2组
第3组
-
-
-
215
200
190
125
115
110
选取面板区格中四边固结的情况进行计算.因为角钢的间距为500,竖向槽钢的间距为300,所以:
Lx/Ly=300/500=0.6
查表得:
w=0.00236ql4/K;Mx=0.0367ql2;My=0.0076ql2;MOx=-0.0793ql2;MOy=-0.0571ql2
荷载计算:
计算Lx方向强度:
q=1.2×18.62×0.5+1.4×6×0.5=15.372kN/m
计算Lx方向挠度:
q=18.62×0.5=9.31kN/m
计算Ly方向强度:
q=1.2×18.62×0.3+1.4×6×0.3=9.223kN/m
计算Ly方向挠度:
q=18.62×0.3=5.586kN/m
1、强度计算:
MOx=-0.0793ql2=0.0793×15.372×0.32=0.110kN.m。
MOy=-0.0571ql2=0.0571×9.223×0.32=0.047kN.m
Lx方向:
σ=M/γW=0.110×1000×1000/1.05×3000=36.67N/mm2 其中W=1/6bh2=50×0.62/6=3cm3 Ly方向: σ=M/W=0.047×1000×1000/1800=26.11N/mm2 其中W=1/6bh2=30×0.62/6=1.8cm3 面板强度满足要求. 2、挠度计算: 当计算大模板变形时,应以满足混凝土表面要求的平整度为依据。 及参照《混凝土施工质量验收规范》。 Lx方向: w=0.00236ql4/K=0.00236×9.31×10-6×3004/4048.48=0.044mm,满足要求! 其中K=Eh3/12(1-v2)=206×63/12×(1-0.292)=4048.480N/mm 其中: E为面板弹性模量,取206N/mm2; h为面板厚度,取6mm; v为钢材泊松比,取0.29 五、内龙骨(竖肋)的计算 由于内外龙骨焊接点很难保证是固接点,因此按照铰接考虑,内龙骨直接承受模板传递的荷载,通常按照均布荷载连续梁计算。 内龙骨均布荷载: 强度计算荷载设计值: q=1.2×F1×0.3+1.4×(F2+F3)×0.3=1.2×18.62×0.3+1.4×(4+2)×0.3=9.223kN/m 挠度计算荷载标准值: q=F1×0.3=18.62×0.3=5.586kN/m 内龙骨按照均布荷载下多跨连续梁计算。 1、强度计算: 内龙骨强度计算简图 此简图中最大支座力为N=ql(5-6a2/L2)/4=10.8kN,则最边上两根内龙骨的支座力为5.4kN。 (注: 此值为计算外龙骨强度时的集中力) 内龙骨弯矩图(kN.m) 最大弯矩: M=q(L2-2a2)/8=9.223×(1.052-2×0.32)/8=1.167KN.m 抗弯强度计算: σ=M/γW=1.167×1000×1000/1.05×5790=191.96N/mm2 其中: γ为钢材塑性系数,取1.05 W为截面抵抗矩,取5.79cm3; 内龙骨的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求! 2、挠度计算: 内龙骨挠度计算简图 此简图中最大支座力为N=ql(5-6a2/L2)/4=6.6kN,则最边上两根内龙骨的支座力为3.3kN。 (注: 此值为计算外龙骨挠度度时的集中力) 内龙骨变形图(mm) 截面惯性矩取16.60cm4; 内龙骨的最大挠度小于1050.0/400,满足要求! 六、外龙骨(横肋)的计算 外龙骨承受内龙骨传递的荷载,按照集中荷载下连续梁计算;支座为穿墙螺栓。 1、强度计算: 外龙骨强度计算简图 外龙骨弯矩图(kN.m) 抗弯强度计算: σ=M/γW=2.9×1000×1000/1.05×20800=132.78N/mm2 其中: γ为钢材塑性系数,取1.05 W为双槽钢截面抵抗矩,取20.8cm3; 外龙骨的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求! 外龙骨剪力图(kN) 由上图可得出外龙骨最大支座力N=18.4+16.2=34.6kN(此值即为对拉螺栓所受的拉力) 2、挠度计算: 外龙骨挠度计算简图 外龙骨变形图(mm) 截面惯性矩I=396.60cm4; 最大变形v=0.2mm 外龙骨的最大挠度小于900.0/400,满足要求! 七、对拉螺栓的计算 计算公式: N<[N]=fA 其中N——对拉螺栓所受的拉力; A——对拉螺栓有效面积(mm2); f——对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2; 对拉螺栓的直径(mm): 20 对拉螺栓有效直径(mm): 17 对拉螺栓有效面积(mm2): A=225.000 对拉螺栓最大容许拉力值(kN): [N]=38.250 对拉螺栓所受的最大拉力(kN): N=34.2 对拉螺栓强度验算满足要求! 八、风荷载作用下大模板自稳角的验算应符合下列规定: 1、大模板的自稳角以模板面板与铅垂直线的夹角“α”表示(见下图)此处要注意自稳角不是大模板与地面的夹角。 α≥arcsin[-P+(P2+4K2ωK2)1/2]/2KωK 式中α——大模板自稳角(0) P——大模板单位面积自重(KN/m2) K——抗倾倒系数,通常K=1.2 ωK——风荷载标准值(KN/m2) ωK=μSμZυF2/1600 (注: 此公式与荷载规范公式不同,荷载规范公式为ωK=βzμSμZw0,计算时要注意此点。 ) 式中μS——风荷载体型系数,取μS=1.3; μZ——风压高度变化系数,大模板地面堆放时μZ=1; υF2——风速(m/s),根据本地区风力级数确定,换算关系参照下表: 2、当验算结果小于100时,取α≥100;当验算结果大于20O时,取α≤20O,同时采取辅助安全措施。 大模板堆放时,有支架的大模板必须满足自稳角要求;当不能满足要求时,必须另外采取措施,确保模板放置的稳定。 没有支架的大模板应存放在专用的插放支架上,不得依靠在其他物体上,防止模板下角滑移倾倒。 八、大模板钢吊环截面的计算应符合下列规定: 1、每个钢吊环按2个截面计算,吊环拉应力不大于50N/mm2,大模板钢吊环净截面积可按下列公式计算: Sd≥KdFx/2×50 式中Sd-吊环净截面面积(mm2); Fx-大模板吊装时每个吊环所承受荷载的设计值(N); Kd-截面调整系数,通常Kd=2.6。 2、当吊环与模板采用螺栓连接时,应验算螺纹强度;当吊环与模板采用焊接时,应验算焊缝强度。 楼板模板及支撑架设计计算 一、编制依据: 《混凝土结构工程施工质量验收规范》;《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》;《木结构工程施工质量验收规范》;施工图纸(工程结构形式、荷载大小、地基土类别、承受浇筑混凝土的重量及侧压力)及施工组织设计(施工进度、施工设备、材料供应以及施工荷载)。 二、编制步骤及注意事项: 模板支架工程施工的主要步骤如下: 主要及相关人员商讨方案---确定方案---编制方案---报公司技术、安全部门审批方案---审批合格后由模板工长组织实施---各方验收合格---投入使用 模板工程在施工前,技术负责人应召集技术、安全、生产等相关人员对本工程的脚手架搭设情况进行研讨,确定支架应搭设的步距、纵距、横距、总高度、范围等各项参数内容,然后由技术负责人或技术员编制,编制完毕的方案经技术负责人审核后报公司技术安全部门会审,并由公司总工程师审批后执行。 方案审批返回项目部,由项目部模板工长组织工人进行搭设,经公司技术、安全及项目部技术、安全部门负责人验收合格,方可使用。 三、模板支撑架荷载: 1、荷载分类: 作用于模板支架的荷载可分为永久荷载(恒荷载)与可变荷载(活荷载)。 2、永久荷载(恒荷载)可分为: 2.1、模板及支架自重,包括模板、木方、纵向水平杆、横向水平杆、立杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重; 2.2、新浇混凝土自重; 2.3、钢筋自重 3、可变荷载(活荷载)可分为: 3.1、施工荷载,包括作业层上的人员、器具和材料的自重; 3.2、倾倒混凝土荷载。 四、方案确定: 1、工程概况: 序 项目 内容 1 功能 商业用房 结构类型 框架结构 2 建 筑 规 模 建筑总面积(m2) 25905.82m2 建筑 层数 地上 18层,局部19层 地下 2层 建筑 层高 转换层 地下一层 1层 2~15层 16层 4.5m 3.5m 3.5m 3.3m 3.4m 板厚 200mm 180mm 150mm 130mm 130mm 梁 高 1000mm 700mm 700mm 700mm 700mm 宽 700mm 500mm 500mm 500mm 500mm 2、顶板支撑方案搭设参数的确定(以转换层为例) 由于层高为4.5m,可确定支架搭设高度为4.2m(层高减掉板厚);现设定支撑架步距为1.2m,则立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度: a=层高-板厚-底层横杆至地面距离-整倍的步距-相邻模板背楞的高度 a=4.5-0.2-0.1-1.2×3-0.1=0.5 初步确定立杆纵距和横距均为1.2m; 模板材料选择竹胶板;相邻模板的小楞及顶托梁采用44×80几字梁,间距为300mm、1200mm。 采用的钢管类型为 48×3.5。 五、设计计算内容: 力传递过程: 面板-木方-托梁-顶托-立杆 楼板支撑架立面简图 1、楼板底模板面板强度、挠度和剪力计算; 2、板底木方强度、挠度和剪力计算; 3、托梁梁(几字梁或钢管)强度、挠度计算; 4、立杆的稳定性计算。 六、面板计算 模板面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度。 模板面板按照三跨连续梁计算。 面板所受荷载有: 新浇混凝土及钢筋自重;施工人员及施工设备荷载;倾倒混凝土产生的荷载。 计算宽度取1.2米。 1、荷载计算: 恒荷载标准值: q1=钢筋混凝土自重×混凝土厚度×计算宽度+模板自重×计算宽度 =25×0.2×1.2+0.35×1.2=6.420kN/m 注: 钢筋混凝土自重取25kN/m3 活荷载标准值: q2=(倾倒混凝土荷载+施工荷载)×计算宽度=2.5×1.200=3kN/m 注: 倾倒混凝土的荷载标准值和施工均布荷载标准值: 2.5kN/m2。 2、强度计算: 强度计算简图 2.1、抗弯强度计算: f=M/W<[f] 其中f——面板的抗弯强度计算值(N/m
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