模板及支撑系统设计及计算.docx
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模板及支撑系统设计及计算.docx
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模板及支撑系统设计及计算
模板及支撑系统设计取值
中板纵距为600mm,横距900mm,水平杆步距为900mm;主楞采用φ48钢管双拼间距900mm,次棱采用100*100方木间距300mm。
中板梁模板施工面板采用18mm厚竹胶合板,次楞采用间距300mm的100*100mm方木,主楞采用间距450mm双拼φ48×3.5mm钢管。
顶板纵距为600mm,横距600mm,水平杆步距为900mm。
主楞采用φ48钢管双拼间距900mm,次棱采用100*100方木间距300mm。
立杆底座支撑在结构板上。
顶总梁模板施工面板采用18mm厚竹胶合板,次楞采用间距250mm的100×100mm方木,主楞采用间距300mm双拼φ48×3.5mm钢管。
11.3模板及支撑系统设计验算说明
11.3.1设计验算原则
(1)应满足模板在运输、安装、使用过程中的强度、刚度及稳定性的要求;
(2)从本工程实际出发,优先选用定型化、标准化的模板支撑和模板构件;
(3)采取符合实际的力学模型进行计算。
11.3.2模板及支架系统的力学参数
(1)扣件式脚手架
aa
外径aa
壁厚aa
A截面积aa
I惯性矩aa
W抵抗矩aa
i回转半径a
48mma
3.5mmaaa
526mm2aaa
107800mm4aaa
4490mm3a
15.7mmaaaaaaaaa
钢管、钢材号)强度设计值3(Q235A?
?
?
ααα
205N/mm2aa
E钢管的弹性模量aaa
206000N/mm2aaaaa
主要受压构件(立柱)的容许长细比?
?
?
α
230
(2)木材
aa
材料aa
参数a
aa
(N/mm2)Eaaaa
(N/mm2)顺纹抗剪faaaa
(N/mm2)顺纹抗拉faa
(N/mm2)fmaa
(mm4)Iaa
(mm3)Waa
(mm3)Saa
木枋a
9000a
1.4a
7.0a
13aaa
1068.33×aaa
1.67×105aaa
10525×1.aa
木模板a
9000a
1.4a
7.0a
13aa
1060.486×aa
0.54×105aa
1050.405×
11.3.3模板变形值的规定
为了保证结构表面的平整度,模板及模板支架必须具有足够的刚度,验算时其变形值不超过下列规定:
(1)结构表面外露的模板,为模板构件计算跨度的1/400;
(2)结构表面隐蔽的模板,为模板构件计算跨度的1/250;
(3)支架体系的压缩变形值或弹性挠度,为相应的结构计算跨度的1/1000;
11.4侧墙模板及支架计算
11.4.1荷载计算
1、恒载——作用在模板上的侧压力
1/2νtββF=0.22γ
(1)21C0=γHF
(2)C取式中较小值
1)新浇注混凝土侧压力
F1=0.22rct0β1β2V1/2
=0.22×24×5×1.2×1.15×11/2
=36.43KN/m2
其中:
rc为混凝土的重力密度,取24KN/m2;
t0=200/(T+15)=200/(25+15)=5(注混凝土入模温度25℃);
β1,外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2,本工程采用商品混凝土,故取1.2;
β2,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,本工程坍落度为140±20mm,取值为1.15;
V=1m/h,本工程混凝土采用汽车泵泵送浇筑,板块最大长度为28m宽度为0.8m,则浇筑速度为1m/h,混凝土每小时浇筑=1/28/0.8=22.4m3/h,。
2)新浇注混凝土侧压力
F2=rch=24×5.8=139.2KN/m2
3)新浇注混凝土作用于模板的最大侧压力标准值为
G4k=Fmin=F1=36.43KN/m2
其有效压头高度h=F1/rc=36.43/24=1.52m,计算简图如下:
图11.4.1-1有效压头高度
2、活荷载取值
倾倒混凝土时产生水平荷载标准值Q3k=4KN/m2(注:
导管卸料)
3、荷载组合
1)计算承载能力时,采用荷载设计值
q=G4k+Q3k
=1.35*G4k+1.4*Q3k
=1.35×36.43+1.4×2
=51.98KN/m2
其中由于侧模板侧压力主要为混凝土侧压力控制的组合,故G4k分项系数取1.35;可变荷载的分项系数一般取值为1.4。
2)挠度验算时,采用荷载标准值
q=G4k=36.43KN/m2
11.4.2模板检算
①强度检算
取1m宽单元面板,将侧压力化为线布荷载,
强度验算时荷载q=PL=51.98×1=51.98kN/m
挠度验算时荷载q=PL=36.43×1=36.43kN/m
侧模计算简图为:
2=0.1×51.98×0.3×0.3=0.46KN.m最大弯距:
M=0.1ql最大剪力:
V=0.6ql=0.6×51.98×0.3=9.35kN
22满足要求 σ=M/W=0.4622满足要求0.78N/mm τ=44/(100×9000300×48.6×l)/(100EI=0.677×36.43××: 挠度w=0.677q×4)=0.46<300/400=0.75mm10满足要求。 11.4.3主楞检算 ①主楞强度检算 主楞采用双48钢管,壁厚不小于3mm。 由于双钢管每竖向90cm设置一道,钢管每30cm受其背部木方传递的集中荷载,考虑到则每根钢管所承受集中荷载为 强度验算时集中荷载P=51.98×0.9×0.3/2=7.02KN 挠度验算时集中荷载P=36.43×0.9×0.3/2=4.92KN 由于木方集中荷载每30cm间距作用于钢管上,验算时将集中荷载转换成线荷载则: 强度验算时线荷载q=7.39/0.3=23.4KN/m 挠度验算时线荷载q=4.92/0.3=16.4KN/m 沿钢管方向每0.6m设置一道支顶钢管,则其受力如下: 受力简图为: 最大弯距: M=0.1ql2=0.1×23.4×0.6×0.6=0.84kN.m; 最大剪力: V=0.6ql=0.6×23.4×0.6=8.42kN 抗弯强度: σ=M/W=0.84×1000000/4490=187N/mm2 截面剪应力: τ=Q/A=8.42×1000/(5.26×100)=16N/mm2 44/(100×2.0×105×10.78100EI/()=0.677×16.4×600×0.677挠度: w=×q×l4)=0.67<600/400=1.5mm10满足要求 11.4.4次楞检算 背楞采用10×10cm木方,30cm间距布置。 木枋间距0.3m,上部荷载为: 施工时木枋所受荷载按线荷载计算: 强度验算时荷载q=PL=51.98×0.3=15.59kN/m 挠度验算时荷载q=PL=36.43×0.3=10.93kN/m 最大弯距: M=0.1ql2=0.1×15.59×0.9×0.9=1.26kN.m 最大剪力: V=0.6ql=0.6×15.59×0.9=8.42kN 22满足要求 =M/W=1.26×1000000/167000=7.54N/mm截面剪应力: τ=VS/bI=8.42×1000×125×1000/(100×833×10000)=22满足要求 44/(100×9000900×833×××0.677×ql(/100EI)=0.67710.93×=挠度: w 104)=0.65<900/400=2.25mm满足要求。 11.4.5支架检算 1、对顶钢管最大荷载 由上面计算可知,支顶钢管最大压力即为双钢管支座反力为R=2×1.1pl=2×1.1×23.4×0.6=30.89KN F=R=30.89kN对顶横杆顶最大荷载为: 、钢管计算长度2钢管计算长度按下式计算,并取较大值: L0=h'+2ka=0.9+2×0.3=1.5m=Lo/i=1500/15.9=94.3 立杆长细比λf0.5y? =90.19=94.3×(215/235)235按照长细比查表得钢管轴心受压立杆的稳定系数ψ=0.648 3钢管稳定性验算 2钢材抗压强度设计值f=215N/mm立杆Q235立杆稳定性计算: 22,满足稳定性要求526)=90.62N/mm 11.5.1面板验算 中板结构厚度按400mm厚检算。 中板模板采用18mm的普通胶合板,次楞采用100mm×100mm的木方,纵向布置间距400mm布置,跨度900mm,主楞采用双拼φ48×3.5mm钢管,跨度900mm,横向布置间距900mm。 模板支架采用扣件式满堂支撑架或扣件式满堂脚手架,中板区域架距选用600mm×900mm×900m(纵×横×步)。 1、荷载计算 2a=0.3KN/m、普通胶合板自重a2×0.4=9.6KN/mb、板砼自重b=2420.4=0.6KN/m、板钢筋自重c=1.5×c2、施工人员及设备(为均布荷载时)d=2.5KN/md(为集中荷载时)d=2.5KN 2、中板模板抗弯强度检算 取1米宽普通胶合板作为计算对象,当活载为均布荷载时,化为线荷载: q1=[1.2(a+b+c)+1.4d]×1 =[1.2×(0.3+9.6+0.6)+1.4×2.5]×1 =16.1KN/m 当活载为集中荷载时: q2=1.2(a+b+c)×1 =1.2×(0.3+9.6+0.6)×1 =12.6KN/m F=1.4d=1.4×2.5=3.5KN 当活载为均布荷载时: M1=0.1q1l2=0.1×16.1×0.42=0.26KN.m 当活载为集中荷载时: M2=0.1q2l2+0.175Fl =0.1×12.6×0.42+0.175×3.5×0.4 =0.45KN.m 以上两弯矩值相比较,其中以荷载集中作用于跨中时的弯矩值为大,故应以此弯矩值进行截面强度检算。 623N/mm=M2/W=0.45×10×6/1000×182=8.33N/mm2 3、中板模板抗剪强度检算 V1=0.6q1l=0.6×16.1×0.4=3.86KN V2=0.6q2l+0.65F=0.6×12.6×0.4+0.65×3.5=5.30KN 取大者进行抗剪强度验算: 322 3、中板模板刚度检算 用于计算刚度的标准线荷载为: q3=(a+b+c)×1=(0.3+9.6+0.6)×1=10.5KN/m 4/100EI w=0.677q3l4×12/(100×9000×1000×183×=0.677×10.5400) =0.42mm<[w]=l/400=400/400=1mm 经检验,刚度符合要求。 11.5.2次楞验算 次楞采用100mm×100mm方木,跨度600mm,间距300mm。 1、荷载计算 2、普通胶合板a=0.3KN/ma20.4=9.6KN/m、板砼自重bb=24×20.4=0.6KN/m、板钢筋自重c=1.5×c2d=2.5KN/md、施工人员及设备(为均布荷载时)(为集中荷载时)d=2.5KN 2、次楞抗弯强度验算 当活载为均布荷载时,化为线荷载: q1=[1.2(a+b+c)+1.4d]×0.3 =[1.2(0.3+9.6+0.6)+1.4×2.5]×0.3 =4.83KN/m 当活载为集中荷载时: q2=1.2(a+b+c)×0.3 =1.2×(0.3+9.6+0.6)×0.2 =3.78KN/m F=1.4d=1.4×2.5=3.5KN 当活载为均布荷载时: 22=0.40KN.m=0.1×4.83×0.9M1=0.1q1l当活载为集中荷载时: 2+0.175Fl M2=0.1q2l2+0.175×3.5×0.9=0.1×3.78×0.9=0.86KN.m 以上两弯矩值相比较,其中以荷载集中作用于跨中时的弯矩值为大,故应以此弯矩值进行截面强度验算。 62)1006/(100σ=M2/W=0.86×10××22 3、次楞抗剪强度检算 V1=0.6q1l=0.6×4.83×0.9=2.61KN V2=0.6q2l+0.65F=0.6×3.78×0.9+0.65×3.5=4.32KN 取大者进行抗剪强度验算: 322)=0.65N/mm 4、次楞刚度检算 用于计算刚度的标准线荷载为: q3=(a+b+c)×0.3=(0.3+9.6+0.6)×0.3=3.15KN/m 4/100EI w=0.677q3l43)100×100××900××12/(10090003.15=0.677×=0.19mm<[w]=l/400=300/400=0.75mm 经检验,刚度符合要求。 11.5.3主楞验算 主楞采用双拼φ48×3.5mm钢管,跨度600mm,间距900mm。 1、荷载计算 2、普通胶合板a=0.3KN/ma20.4=9.6KN/m、板砼自重b=24×b20.4=0.6KN/m×c、板钢筋自重c=1.52、施工人员及设备d=2.5KN/md2、主楞抗弯强度检算 其荷载布置形式为次楞间距300传来的集中荷载: F=[1.2(a+b+c)+1.4d]×0.9×0.3 =[1.2(0.3+9.6+0.6)+1.4×2.5]×0.9×0.3 =4.05KN M=0.267Fl=0.267×4.05×0.6=0.65KN.m σ=M/W 63)2.84×10×10/(2×=0.6522=114.44N/mm 3、主楞抗剪强度验算 V=1.267F=1.267×4.05=5.14KN τ=3(V+F)/2A =3×9.19×103/(2×526) =26.2N/mm2 经检验,抗剪强度符合要求。 4、主楞刚度验算 用于计算刚度的标准集中荷载为: F=(a+b+c)×0.9×0.3 =(0.3+9.6+0.6)×0.9×0.3 =2.84KN 3/100EI w=1.88Fl3354)10×12.19×10×××600/(1002.06×102.84=1.88×=0.46mm<[w]=l/400=900/400=2.25mm 经检验,刚度符合要求。 11.5.4中板扣件式满堂脚手架立杆稳定性检算 中板模板支撑系统采用扣件式满堂支撑架或扣件式满堂脚手架,布置方式为600mm×900mm×900mm。 1)单根脚手架承受荷载计算 A立杆承受的施工荷载 (1)模板及支架自重Q1在每架距内: Q1=0.75×0.6×0.9=0.405KN (2)钢筋混凝土自重Q2=25.1×0.6×0.9×0.4=5.42KN (3)施工人员及设备荷载: Q3=2.5×0.6×0.9=1.35KN (4)混凝土振捣产生的荷载: Q4=2×0.6×0.9=1.08KN N=1.2(Q1+Q2)+1.4(Q3+Q4) =1.2×(0.405+5.42)+1.4×(1.35+1.08)=10.39KN 2)立杆检算长度计算 扣件式满堂脚手架立杆的计算长度按下式计算: ? h? kl0扣件式满堂脚手架立杆计算长度附加系数,当验算立杆允许长细比时,取k=1;1.155k? ? ;步距h=0.9m。 扣件式满堂脚手架立杆计算长度系数线性插值后取=2.7583)立杆稳定性检算 2A=526mm钢管,经查表3.5mmi=15.79mm,立杆为外径48mm,壁厚扣件式满堂脚手架立杆长细比λ=l/i=2.86×1000/15.79=1810其中,l=kuh=2.86 0依λ=181查表得,φ=0.218 -6=90.6<205Mpa×0.218526)×10N/φA=10.39×1000/(经检算,扣件式满堂支撑架立杆段稳定性符合要求。 4)立杆长细比验算 扣件式满堂脚手架立杆的长细比按下式计算: λ=l/i=2.480/15.79=157.06,符合要求。 0l=kuh=2.48 011.6顶板模板及支架计算 11.6.1面板验算 顶板结构厚度为1000mm,采用扣件式满堂脚手架支模体系。 模板采用18mm的普通胶合板,次楞采用100mm×100mm的木方,纵向布置间距300mm,跨度600mm;主楞采用双拼φ48×3.5mm钢管,横向布置间距600mm,跨度600mm。 支架可采用扣件式满堂支撑架或扣件式满堂脚手架,架距选用600mm×600mm×900mm(纵×横× 步)。 2a=0.5KN/m、普通胶合板自重a21=24KN/mb=24×b、板砼自重2×1=1.5KN/mc、板钢筋自重c=1.52、施工人员及设备(为均布荷载时)d=2.5KN/md(为集中荷载时)d=2.5KN 1、模板抗弯强度检算 取1米宽普通胶合板作为计算对象,当活载为均布荷载时,化为线荷载: q1=[1.2(a+b+c)+1.4d]×1 =[1.2×(0.3+24+1.5)+1.4×2.5]×1 =34.46KN/m 当活载为集中荷载时: q2=1.2(a+b+c)×1 =1.2×(0.3+24+1.5)×1 =30.96KN/m F=1.4×d=1.4×2.5=3.5KN 查《建筑施工手册2》: 当模板构件的跨度超过三跨时,可按三跨连续梁计算,其计算简图如下: q1=34.46KN/m 三跨连续梁计算简图图14.6.1-1 a Q2=30.96KN/m 三跨连续梁计算简图14.6.1-2图 当活载为均布荷载时: 22=0.31KN.m×0.3=0.1×M1=0.1q1l34.46 当活载为集中荷载时: 2+0.175Fl M2=0.1q2l2+0.175×3.5×0.3=0.4×0.362KN.m =0.1×30.96以上两弯矩值相比较,其中以荷载集中作用于跨中时的弯矩值为大,故应以此弯矩值进行截面强度验算。 6222×6/(1000×18 2、模板抗剪强度验算 V1=0.6q1l=0.6×34.46×0.3=6.2KN V2=0.6q2l+0.65F=0.6×30.96×0.3+0.65×3.5=7.84KN 取大者进行抗剪强度验算: τ=3V2/2bh 3/(2×100010×18)=3×7.84×22=0.65N/mm 3、模板刚度验算 用于计算刚度的标准线荷载为: q3=(a+b+c)×1=(0.3+24+1.5)×1=25.8KN/m 4/100EI w=0.677q3l43)×189000(100××1000×=0.677×25.830012/×=0.32mm<[w]=l/400==300/400=0.75mm 经检验,刚度符合要求。 11.6.2顶板次楞检算 次楞采用100mm×100mm方木,跨度600mm,间距300mm: 荷载计算 2a=0.3KN/mA普通胶合板自重2×B板砼自重b=241=24KN/m 21=1.5KN/mc=1.5×C板钢筋自重 2施工人员及设备(为均布荷载时)d=2.5KN/mD (为集中荷载时)d=2.5KN 1、次楞抗弯强度验算 当活载为均布荷载时,化为线荷载: q1=[1.2(a+b+c)+1.4d]×0.3 =[1.2(0.3+24+1.5)+1.4×2.5]×0.3 =10.33KN/m 当活载为集中荷载时: q2=1.2(a+b+c)×0.3 =1.2×(0.3+24+1.5)×0.3 =9.28KN/m F=1.4d=1.4×2.5=3.5KN 查《建筑施工手册2》: 当模板构件的跨度超过三跨时,可按三跨连续梁计算,其计算简图: a q1=10.33KN/m 三跨连续梁计算简图14.6.2-1图 a Q2=9.28KN/m 三跨连续梁计算简图图14.6.2-2 当活载为均布荷载时: 22=0.37KN.m10.33M1=0.1q1l=0.1××0.6当活载为集中荷载时:
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