目 录
一.模板工程概况 ................................................................................................................................. 3 二.模板系列配套产品设计依据 ......................................................................................................... 3 三.墙、板混凝土分项工程施工段划分 ............................................................................................. 3 四.模板的设计..................................................................................................................................... 3
1.基础梁板支设: ....................................................................................................................... 3 2.墙模板支设 ............................................................................................................................... 3 3.楼梯模板的支设 ....................................................................................................................... 4 4.梁板模板的支设 ....................................................................................................................... 4 5.平台板模板的支设 ................................................................................................................... 5 五.模板分项工程安装施工要点和注意事项 ..................................................................................... 5
1.模板安装的一般要求: ........................................................................................................... 5 2.墙体模板(加强覆膜多层板)安装顺序及技术要点: ....................................................... 5
1)模板安装顺序: ................................................................................................................. 5 2)技术要点: ......................................................................................................................... 5 3梁模板(加强覆膜多层板)安装顺序及技术要点: .............................................................. 5
1)模板安装顺序: ................................................................................................................. 5 2)技术要点: ......................................................................................................................... 5 4楼板模板(加强覆膜多层板)安装顺序及技术要点: .......................................................... 5
1)模板安装顺序: ................................................................................................................. 5 2)技术要点: ......................................................................................................................... 5 5.模板安装允许偏差及检验方法 ............................................................................................... 5 六.模板的拆除: ................................................................................................................................. 6
1.竖向构件模板拆除要求 ........................................................................................................... 6 2.顶板模板拆除: .......................................................................................................................... 6 七. 模板的维护及维修 ..................................................................................................................... 6
1. 模板使用注意事项: .............................................................................................................. 6 2. 多层板维修: ............................................................................................................................ 7 八.模板分项工程施工注意事项 ......................................................................................................... 7 九.墙模板计算书 ................................................................................................................................. 8
(一)参数信息 ............................................................................................................................. 8
1.基本参数 .............................................................................................................................. 8 2.主楞信息 .............................................................................................................................. 8 3.次楞信息 .............................................................................................................................. 8 4.面板参数 .............................................................................................................................. 8 5.木方和钢楞 .......................................................................................................................... 8 (二)、墙模板荷载标准值计算 ................................................................................................. 8 (三)、墙模板面板的计算 ......................................................................................................... 9
1.抗弯强度验算 ...................................................................................................................... 9 2.抗剪强度验算 ...................................................................................................................... 9 3.挠度验算 ............................................................................................................................ 10 (四)、墙模板主次楞的计算 ................................................................................................... 10
1.次楞的抗弯强度验算 ........................................................................................................ 10 2.次楞的抗剪强度验算 ........................................................................................................ 11 3.次楞的挠度验算 ................................................................................................................ 11 4.主楞的抗弯强度验算 ........................................................................................................ 12 5.主楞的抗剪强度验算 ........................................................................................................ 13 6.主楞的挠度验算 ................................................................................................................ 13 (五)、穿墙螺栓的计算 ........................................................................................................... 13 十.梁模板(扣件钢管架)计算书 ........................................................................................................ 14
(一)、参数信息 ....................................................................................................................... 14 北京城建建设工程有限公司
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1.模板支撑及构造参数 ........................................................................................................ 14 2.荷载参数 ............................................................................................................................ 14 3.材料参数 ............................................................................................................................ 14 4.梁底模板参数 .................................................................................................................... 15 5.梁侧模板参数 .................................................................................................................... 15 (二)、梁侧模板荷载计算 ....................................................................................................... 15 (三)、梁侧模板面板的计算 ................................................................................................... 15
1.强度计算 ............................................................................................................................ 16 2.挠度验算 ............................................................................................................................ 16 (四)、梁侧模板支撑的计算 ................................................................................................... 16
1.次楞计算 ............................................................................................................................ 16 (1)次楞强度验算 ............................................................................................................. 17 (2)次楞的挠度验算 ......................................................................................................... 17 2.主楞计算 ............................................................................................................................ 17 (1)主楞抗弯强度验算 ..................................................................................................... 18 (2)主楞的挠度验算 ......................................................................................................... 18 3.斜撑验算 ............................................................................................................................ 18 (1)斜撑(轴力)计算 .......................................................................................................... 18 (2)斜撑稳定性验算 ......................................................................................................... 19 (五)、梁底模板计算 ............................................................................................................... 19
1.抗弯强度验算 .................................................................................................................... 19 2.挠度验算 ............................................................................................................................ 20 (六)、梁底支撑的计算 ........................................................................................................... 20
1.荷载的计算: .................................................................................................................... 20 2.方木的支撑力验算 ............................................................................................................ 20 3.方木强度验算:................................................................................................................... 20 4.方木抗剪验算: ................................................................................................................ 21 5.方木挠度验算:................................................................................................................... 21 6.支撑小横杆的强度验算 .................................................................................................... 21 (七)、梁跨度方向钢管的计算 ............................................................................................... 22 (八)、扣件抗滑移的计算: ...................................................................................................... 22 (九)、立杆的稳定性计算: ...................................................................................................... 22 十一.板模板(扣件钢管架)计算书 ....................................................................................................... 23
(一)、参数信息:...................................................................................................................... 23
1.模板支架参数 .................................................................................................................... 23 2.荷载参数 ............................................................................................................................ 24 3.材料参数 ............................................................................................................................ 24 (二)、模板面板计算: .............................................................................................................. 24
1、荷载计算 ......................................................................................................................... 24 2、强度计算 ......................................................................................................................... 25 3、挠度计算 ......................................................................................................................... 25 (三)、模板支撑方木的计算: .................................................................................................. 25
1.荷载的计算: .................................................................................................................... 25 2.强度验算: .......................................................................................................................... 25 3.抗剪验算: ........................................................................................................................ 26 4.挠度验算: .......................................................................................................................... 26 (四)、托梁材料计算: .............................................................................................................. 26 (五)、模板支架立杆荷载设计值(轴力): ............................................................................... 27 (六)、立杆的稳定性计算: ...................................................................................................... 27
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模板工程施工方案
一.模板工程概况 单位工程名称 结构类型 非标准层层高 标准层层高 非标准层墙厚 标准层墙体厚度 框 剪 2.85~4.2m 3m 200~300㎜ 200㎜ 墙体与轴线 主要关系 滨州市怡华苑小区三标段 地下层数 地上层数 两层 10#、11#楼15层;8#、13#楼18层;12#楼24层。 非标准层 标准层外墙 标准层内墙 居中或偏轴 200㎜厚墙体居中 居中 二.模板系列配套产品设计依据 a) 混凝土结构工程施工及验收规范(GB50204-2002) b) 建筑分项工程施工工艺标准
c) 高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2002) d) 其他有关施工技术要求
三.墙、板混凝土分项工程施工段划分
10#楼基础梁、底板作为一个施工段,往上以变形缝为界分为两个施工流水段施工,其他楼座均以每一楼层作为一个施工流水段施工。 四.模板的设计
1.基础梁板支设:
基础底板外侧采用M5水泥砂浆、240mm厚MU10机制红砖砌成砖胎膜,砖胎膜内侧1:3水泥砂浆抹灰压光,砖模外侧填土分层夯实。
基础反梁模板采用多层胶合板,背楞龙骨用50×80方木,主楞为Φ48钢管,Φ14对拉螺栓间距`500设置.设计构造见下图。
2.墙模板支设
墙模板的配制采取预先配料,现场拼装的方法,采用15厚高强度覆膜多层板作面板,50*80方木作楞木兼拼口木,φ48钢管贴剪力墙模板周圈连接加固次楞为
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50*80木方,间距(mm):250;主楞为双道Φ48钢管间距(mm):500;穿墙螺栓水平间距(mm):500;穿墙螺栓竖向间距(mm):500;螺栓直径(mm):M14;
为有效控制墙模截面,用14@500作模板支撑(梅花形布置,可预先绑在墙体钢筋上),在墙模的根部(距楼面200处)设一道定位水平拉杆(间距不超过1.5米),一端固定在模板的十字横楞上,另一端在校正模板后固定在满堂脚手架上。然后按照上述方法垂线校正上口模板并在墙模板的中部安水平拉杆,水平拉杆在校正的过程中,应进行认真细致的自检,确保位置准确,为使整体支架在侧向压力的作用下不位移,底板浇筑混凝土前应沿墙周围距墙位的第一排支架立杆处预埋≥Φ25钢筋作地桩,间距≤2m(屋面女儿墙同样预埋),在整体支架搭设时与扫地杆相固定,再通过剪刀撑的作用来确保支架的稳定性。校正单侧的模板后,再进行另一侧的模板合模。用穿墙止水限位对拉螺栓加以固定。螺栓的纵横间距为500㎜。墙高1/2以下部位的模板因受混凝土侧压力特别大,该部位的对拉螺栓全部设双螺母,双侧模板加固后应反复查验模板的垂直度和平整度及墙位的准确性。
十字扣件扣牢固外墙为止水螺杆≤250Φ48钢管15厚多层板3型卡50×100方木间距≤20050*80方木 剪力墙模板加固图 注:地下室外墙为止水螺杆,其他剪力墙体为穿墙螺杆外套Φ20PVC塑料管。 3.楼梯模板的支设
梯段板侧面模板和踏步板采用加厚松木板(50mm厚)底模仍然采用竹胶板铺设。支设时先根据梯梁及平台梁标高立木顶撑,架设梁底板,后拉通线铺设梯段支撑方木(50×80)及底板,钢筋绑扎后支设两侧模和踏步模,最后进行相应的加固。所有模板必须经自检、专检合格后才能进入下道工序施工。 4.梁板模板的支设
在搭设整体支架时,应根据梁的位置进行支架立杆的加密,一般梁侧的间距以梁的外皮往外300左右为宜。在搭设梁底横楞钢管时,在梁的两端,按梁底的设计标高减去底模的厚度各搭一根钢管横楞,然后在横楞两端的底部拉通长线进行中部的横楞的搭设,框架梁的起拱按2‰进行拱高的控制,搭设后的横楞上平面应呈弧形,不得把拱点放在中部形成三角型。梁模板的配制与安装:次梁模板不入主梁模板内;主梁模板不入柱墙的模板内;所有梁侧模板必须定向配制,规定横向为外包,纵向为被包。以防在模板安装时搞乱,造成乱锯、乱补现象。在梁与梁、梁与柱的接槎处,必须有截面不小于50*50的木方,使阴阳角两侧模板都固定在木方上,确保阴阳角的方正和接缝严密。梁侧模板安装后,应沿施工段全长拉线,校正梁侧模
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板的顺直,并加以支撑固定后再进行平台板的施工。 5.平台板模板的支设
平台板模板的支设在事先所搭设的整体支架上,按楼板的底标高减去模板和木龙骨的高度,搭设模板的横楞钢管,校正后所铺设的木方上平必须与梁侧模板上口在同一水平面。再将预排版的平板规定位置用钢钉固定在方木上。当立杆不合层高模数时,立杆承重连接方式采用可调托座;
整体支架横向间距或排距(m):1.00;纵距(m):1.00;步距(m):1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;平台楞木木方的铺设间距@≤300, 五.模板分项工程安装施工要点和注意事项
1.模板安装的一般要求:
竖向结构钢筋等隐蔽工程验收完毕、施工处理完毕后准备模板安装。安装墙模前,要清除杂物,焊接或修整模板的定位预埋件,做好测量放线工作,抹好模板下的找平砂浆。
2.墙体模板(加强覆膜多层板)安装顺序及技术要点: 1)模板安装顺序:
模板定位、垂直度调整→模板加固→验收→混凝土浇筑→拆模。 2)技术要点:
安装墙模前,要对墙体接茬处凿毛,用空压机清除墙体内的杂物,做好测量放线工作。为防止墙体模板根部出现漏浆“烂根”现象,墙模安装前,在底板上根据放线尺寸贴海绵条,做到平整、准确、贴结牢固并注意穿墙螺栓的安装质量。 3梁模板(加强覆膜多层板)安装顺序及技术要点: 1)模板安装顺序:
搭设和调平模板支架(包括安装水平位杆和剪力撑)→按标高铺梁底摸板→拉线找直→绑扎梁钢筋→安装垫块→梁两侧模板→调整模板。 2)技术要点:
按设计要求起拱(跨度大于4m时,起拱2‰),并注意梁的侧模包住底模,下面龙骨包住侧模。
4楼板模板(加强覆膜多层板)安装顺序及技术要点: 1)模板安装顺序:
满堂脚手架→主龙骨(钢管)→次龙骨(木枋)→模板→拼装→顶板内、外墙柱头模板龙骨→模板调整验收→进行下道工序。 2)技术要点:
楼板模板当采用单块就位时,宜以每个铺设单元从四周先用阴角模板与墙、梁模板连接,然后向铺设。按设计要求起拱(跨度大于4m时,起供0.2%),起拱部位为中间起拱,四周不起拱。 5.模板安装允许偏差及检验方法 序号 项目 允许偏差(mm) 检查方法 1 基础轴线位移 5 尺量检查 2 柱、墙、梁轴线位移 3 尺量检查 3 标高 ±2、-5 用水准仪或拉线和尺量检查 4 基础截面尺寸 ±10 尺量检查 5 柱、墙、梁截面尺寸 +2、-5 尺量检查 6 每层垂直度 3 线垂或2m托线板检查 北京城建建设工程有限公司 BEIJING URBAN CONSTRUCTION ENGINEERING CO,LTD 第 5 页 共 27 页
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7 8 9 10 11 12 13 14 相邻两板表面高低差 表面平整度 预埋件中心线位移 预埋管预留孔中心线位移 预埋螺栓中心线位移 预埋螺栓外漏长度 预留洞口中心线位移 预留洞口截面内部尺寸 l 3 3 7 2 +10.0 10 +10.0 用直尺和尺量检查 用2m靠尺和楔形塞尺检查 拉线尺量检查 拉线尺量检查 拉线尺量检查 拉线尺量检查 拉线尺量检查 拉线尺量检查 六.模板的拆除:
根据规范要求,模板拆除时结构混凝土强度应满足下表的要求。根据梁板的拆模要求,应在混凝土浇筑过程多制作几组试块,确保梁板拆模时便于检验混凝土的强度。
1.竖向构件模板拆除要求
在混凝土强度达到2.5MPa能保证其表面棱角不因拆除模板而受损后方可拆除,砼强度达到2.5Mpa所需的天数参下表: 水泥 砼强度 砼的平均硬化温度(℃) 品 种 等 级 5 10 15 20 35 30 普 通 砼强度达到2.5Mpa所需天数 ≥C20 水 泥 3 2.5 2 1.5 1 1 2.顶板模板拆除: 顶模拆除时混凝土强度要求如下 构件跨度达到设计的混凝土立方体抗压强度构件类型 (M) 标准值的百分率(100%) ≤2 ≥50 板 >2,≤8 ≥75 >8 ≥100 <8 ≥75 梁、拱、壳 ≥8 ≥100 悬臂构件 -- ≥100 地下车库若有后浇带时,底模拆除必须等后浇带砼强度达到100%,拆模申请技术负责人批准后才可以拆除.
顶板模板拆除时应从房间一端开始防止高空坠落或物体打击,造成安全事故,应注意保护模板,不能硬撬模板接缝处,以防损坏多层板。拆除的多层板、龙骨及钢管要码放整齐,并注意不要集中堆料。拆掉的钉子要回收再利用,作业面清理干净,以防扎脚伤人。 七. 模板的维护及维修
1. 模板使用注意事项:
吊装模板时轻起轻放不准碰撞已安装好的模板和其他硬物;严格控制拆模时间,拆模时按程序进行,禁止用大锤敲击或撬棍硬撬,以免损伤混凝土表面和棱角。模板与墙面粘结时.禁止用塔吊吊拉模板,防止将墙面拉裂。模板在使用过程中应加强管理,分规格堆放。拆模时要注意成品保护,严禁破坏。
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2. 多层板维修:
覆膜多层板运输堆放防止雨淋水浸;覆膜多层板严禁与硬物碰撞、撬棍敲打、钢筋在上拖位、振捣器振捣、任意抛掷等现象,以保证板面覆膜不受损坏;切割或钻孔后的模板侧边要涂刷油漆,防止水浸后引起覆膜多层板起层和变形;覆膜多层模板使用后应及时用清洁剂清理,严禁用坚硬物敲刮板面及截口方木阳角;对操作面的模板要及时维修,当板面有划痕、碰伤或其他较微缺陷时,应用专用腻子嵌平、磨光,并刷BD-01环氧木模保护剂。多层板一般周转次数为6次.当拆下的模板四周破坏、四边板开裂分层时,将模板破损部分切掉四周刷封边漆,然后重复利用。 八.模板分项工程施工注意事项
1) .模板上架设电线和使用电动工具采用36V的低压电源。
2) 登高作业时,各种配件放在工具箱内或工具袋内,严禁放在模板或脚手架上 3) 装拆施工时,上下有人接应,随拆随运转,并把活动部件固定牢靠,严禁堆放
在脚手板上或抛掷。 4) 设定防雷击措施。
5) 预拼装模板的安装,边就位、边校正、边安设连接件,并加设临时支撑稳固 6) 拆除承重模板,设临时支撑,防止突然整块塌落。
7) 在架空输电线路下面安装和拆除组合钢模板时,吊机起重臂、吊物、钢丝绳、 外脚手架和操作人员等与架空线路的最小安全距离符合下表要求: 外电显露电压 1kV以下 1~10kV 35~100 kV 1~220kV 330~500kV 最小安全操作距离 4 6 8 10 15 (m) 9)安装整块墙模板,不得将墙体钢筋代替临时支撑。
10)吊装模板时,必须在模板就位并连接牢固后,方可脱钩,并严格遵守吊装机械使用说明。
11).吊装模板必须使用带卡环吊钩、严禁挂背楞吊装。吊装时设专人指挥,模板起吊要平稳,不得偏斜和大幅摆动。操作人员必须站在安全可靠处,严禁人员、配件随同模板一同起吊。安装、起吊外挂架时,操作人员必须佩带好安全带。 12).吊环设计截面为ø20,每个吊环的允许承载能力为[F]不大于12KN,在施工过程中不得进行吊环代换,在施工过程中,不得进行超载吊装。在施工过程中,应经常对吊环以及吊环安装节点进行安全检查,如有焊缝开裂等隐患时应及时补焊。并符合有关安全规定。
13) 拆除模板时由专人指挥和切实可靠的安全措施,并在下面标出作业区,严禁非操作进人作业区。操作人员佩挂好安全带,禁止站在模板的横杆上操作,拆下的模板集中吊运,并多点捆牢,不准向下乱扔。拆模间歇时,将活动的模板、拉杆、支撑等固定牢固,严防突然掉落、倒塌伤人。
14)拆模时,起吊模板前,要先检查模板与混凝土结构之间所有对拉螺栓、连接件是否全部拆除,必须在确认模板与混凝土结构之间无任何连接、信号工给出明确信号后方可起吊,移动模板时不得碰撞墙体。
15) 拆模起吊前,将模板操作平台上的杂物、工具等清理干净,严禁工作配件钩挂在模板上随模板一同吊走,防止脱落伤人。复查拆墙螺栓是否拆净,确定无遗漏且模板与墙全完全脱离方可吊起。,
16) 雨、雪及五级大风等天气情况下禁止施工。
17) 基础及地下工程模板安装时,先检查基坑土壁、壁边坡的稳定情况,发现
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有滑坡、塌方危险时,必须先采取有效加固措施后方可施工。
18) 操作人员上下基坑要设扶梯。基坑上口边缘2m以内不允许堆放模板构件和材料,模板支在护壁上时,必须在支点上加垫板。 19)模板放置时不得压有电线、气焊管线等。
20) 板、梁保证三层支撑,且支撑点在同一位置。 21)平模叠放时,垫木必须上下对齐,绑扎牢固。
22)在电梯间进行模板施工时,必须逐层搭设安全防护平台,层层挂设安全网。电梯门、外墙落地门等处要做好封闭防护。 九.墙模板计算书 (一)参数信息 1.基本参数
次楞间距(mm):300;穿墙螺栓水平间距(mm):600;主楞间距(mm):500;穿墙螺栓竖向间距(mm):500;对拉螺栓直径(mm):M14; 2.主楞信息
主楞材料:圆钢管;主楞合并根数:2;直径(mm):48.00;壁厚(mm):3.50; 3.次楞信息
次楞材料:木方;次楞合并根数:1;宽度(mm):48.00;高度(mm):78.00; 4.面板参数
面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):15.00;面板弹性模量(N/mm2):6000.00;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):9000.00;方木抗剪强度设计值fv(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
按《施工手册》,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:
F=0.22γtβ1β2V1/2 F=γH
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其中 γ -- 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3; t -- 新浇混凝土的初凝时间,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2.500m/h; H -- 模板计算高度,取5.000m;
β1-- 外加剂影响修正系数,取1.000;
β2-- 混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
分别计算得 19.201 kN/m2、120.000 kN/m2,取较小值19.201 kN/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=19.201kN/m2; 倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 3 kN/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,按支撑在次楞上的三跨连续梁计算。
面板计算简图 1.抗弯强度验算
弯矩计算公式如下: M=0.1q1l2+0.117q2l2
其中, M--面板计算最大弯矩(N·mm);
l--计算跨度(次楞间距): l =300.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×19.201×0.500×0.900=10.369kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×3.00×0.50×0.90=1.0kN/m; 其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。 面板的最大弯矩:M =0.1×10.369×300.02+0.117×1.0×300.02= 1.13×105N·mm; 按以下公式进行面板抗弯强度验算: σ = M/W< f
其中, σ --面板承受的应力(N/mm2); M --面板计算最大弯矩(N·mm); W --面板的截面抵抗矩 : W = bh2/6 = 500×15.0×15.0/6=1.88×104 mm3;
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 = 1.13×105 / 1.88×104 = 6.0N/mm2; 面板截面的最大应力计算值 σ =6N/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:
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V=0.6q1l+0.617q2l
其中,V--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(次楞间距): l =300.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×19.201×0.500×0.900=10.369kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×3.00×0.50×0.90=1.0kN/m; 面板的最大剪力:V = 0.6×10.369×300.0 + 0.617×1.0×300.0 = 2216.2N; 截面抗剪强度必须满足: τ= 3V/(2bhn)≤fv
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 = 2216.2N; b--构件的截面宽度(mm):b = 500mm ; hn--面板厚度(mm):hn = 15.0mm ;
fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值: τ =3×2216.2/(2×500×15.0)=0.443N/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 τ=0.443N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [τ]=1.5N/mm2,满足要求! 3.挠度验算
根据《建筑施工手册》,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:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载: q = 19.2×0.5 = 9.601N/mm; l--计算跨度(次楞间距): l = 300mm; E--面板的弹性模量: E = 6000N/mm2; I--面板的截面惯性矩: I = 50×1.5×1.5×1.5/12=14.06cm4; 面板的最大允许挠度值:[ν] = 1.2mm;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×9.6×3004/(100×6000×1.41×105) = 0.624 mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.624mm 小于等于面板的最大允许挠度值 [ν]=1.2mm,满足要求!
(四)、墙模板主次楞的计算
次楞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,次楞采用木方,宽度48mm,高度78mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 4.8×7.8×7.8/6×1= 48.67cm3; I = 4.8×7.8×7.8×7.8/12×1= 1.82cm4;
次楞计算简图 1.次楞的抗弯强度验算
次楞最大弯矩按下式计算:
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M = 0.1q1l2+0.117q2l2
其中, M--次楞计算最大弯矩(N·mm);
l--计算跨度(主楞间距): l =500.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×19.201×0.300×0.900=6.221kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×3.00×0.30×0.90=1.134kN/m,其中,0.90为折减系数。
次楞的最大弯矩:M =0.1×6.221×500.02+0.117×1.134×500.02= 1.×105N·mm; 次楞的抗弯强度应满足下式: σ = M/W< f
其中, σ --次楞承受的应力(N/mm2); M --次楞计算最大弯矩(N·mm);
W --次楞的截面抵抗矩(mm3),W=4.87×104;
f --次楞的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000N/mm2; 次楞的最大应力计算值:σ = 1.×105/4.87×104 = 3.9 N/mm2; 次楞的抗弯强度设计值: [f] = 13N/mm2;
次楞的最大应力计算值 σ = 3.9 N/mm2 小于 次楞的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求! 2.次楞的抗剪强度验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下: V=0.6q1l+0.617q2l
其中, V-次楞承受的最大剪力;
l--计算跨度(主楞间距): l =500.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×19.201×0.300×0.900/1=6.221kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×3.00×0.30×0.90/1=1.134kN/m,其中,0.90为折减系数。
次楞的最大剪力:V = 0.6×6.221×500.0+ 0.617×1.134×500.0 = 2216.2N; 截面抗剪强度必须满足下式: τ=3V/(2bh0)
其中, τ--次楞的截面的最大受剪应力(N/mm2); V--次楞计算最大剪力(N):V = 2216.2N; b--次楞的截面宽度(mm):b = 48.0mm ; hn--次楞的截面高度(mm):h0 = 78.0mm ;
fv--次楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2; 次楞截面的受剪应力计算值:
τ =3×2216.2/(2×48.0×78.0)=0.888N/mm2;
次楞截面的受剪应力计算值 τ =0.888N/mm2 小于 次楞截面的抗剪强度设计值 fv=1.5N/mm2,满足要求! 3.次楞的挠度验算
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:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中, ν--次楞的最大挠度(mm);
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q--作用在次楞上的线荷载(kN/m): q = 19.20×0.30=5.76 kN/m; l--计算跨度(主楞间距): l =500.0mm ;
E--次楞弹性模量(N/mm2):E = 9000.00 N/mm2 ; I--次楞截面惯性矩(mm4),I=1.90×106mm4; 次楞的最大挠度计算值: ν= 0.677×5.76/1×5004/(100×9000×1.90×106) = 0.143 mm; 次楞的最大容许挠度值: [ν] = 2mm;
次楞的最大挠度计算值 ν=0.143mm 小于 次楞的最大容许挠度值 [ν]=2mm,满足要求!
主楞承受次楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。 本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚4mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W =5.078×2= 10.16cm3; I =12.187×2= 24.37cm4; E = 206000N/mm2;
主楞计算简图
主楞计算剪力图(kN)
主楞计算弯矩图(kN·m)
主楞计算变形图(mm) 4.主楞的抗弯强度验算
作用在主楞的荷载: P=1.2×19.2×0.3×0.5+1.4×3×0.3×0.5=4.086kN; 主楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 600mm; 强度验算公式: σ = M/W< f
其中,σ-- 主楞的最大应力计算值(N/mm2)
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M -- 主楞的最大弯矩(N·mm);M = 3.31×105 N·mm W -- 主楞的净截面抵抗矩(mm3); W = 1.02×104 mm3; f --主楞的强度设计值(N/mm2),f =205.000N/mm2; 主楞的最大应力计算值: σ = 3.31×105/1.02×104 = 32.6 N/mm2;
主楞的最大应力计算值 σ =32.6N/mm2 小于 主楞的抗弯强度设计值 f=205N/mm2,满足要求! 5.主楞的抗剪强度验算
主楞截面抗剪强度必须满足: τ=2V/A≤fv
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):V =3003.7/2 = 1501.9N; A --钢管的截面面积(mm2):A = 4.303mm2 ;
fv--主楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 120 N/mm2; 主楞截面的受剪应力计算值:
τ =2×1501.9/4.303=6.139N/mm2;
主楞截面的受剪应力计算值 τ =6.139N/mm2 小于 主楞截面的抗剪强度设计值 fv=120N/mm2,满足要求! 6.主楞的挠度验算
主楞的最大挠度计算值: ν= 0.323mm; 主楞的最大容许挠度值: [ν] = 2.4mm;
主楞的最大挠度计算值 ν=0.323mm 小于 主楞的最大容许挠度值 [ν]=2.4mm,满足要求! (五)、穿墙螺栓的计算
计算公式如下: N<[N]=f×A
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170 N/mm2; 查表得:
穿墙螺栓的型号: M14 ;
穿墙螺栓有效直径: 11.55 mm; 穿墙螺栓有效面积: A = 105 mm2; 穿墙螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.05×10-4 = 17.85 kN;
主楞计算的支座反力为穿墙螺栓所受的拉力,则穿墙螺栓所受的最大拉力为: N = 5.46 kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力 N=5.456kN 小于 穿墙螺栓最大容许拉力值 [N]=17.85kN,满足要求!
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十.梁模板(扣件钢管架)计算书(本例以12#楼地下室最大层高计算,其他楼层设计方案均按本方案实施)
(一)、参数信息 1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度 B(m):0.20;梁截面高度 D(m):0.40;
混凝土板厚度(mm):180.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):1.00; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.15;
立杆步距h(m):1.50;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.00; 梁支撑架搭设高度H(m):3.85;梁两侧立杆间距(m):0.60; 承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向; 梁底增加承重立杆根数:0; 采用的钢管类型为Φ48×3.5;
立杆承重连接方式:单扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:1.00; 2.荷载参数
新浇混凝土重力密度(kN/m3):24.00;模板自重(kN/m2):0.30;钢筋自重(kN/m3):1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.0;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):17.8; 振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):2.0;振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):4.0;
3.材料参数
木材品种:柏木;木材弹性模量E(N/mm2):9000.0; 木材抗压强度设计值fc(N/mm):16.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):17.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.7;
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面板材质:胶合面板;面板厚度(mm):15.00;
面板弹性模量E(N/mm2):6000.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0; 4.梁底模板参数
梁底方木截面宽度b(mm):50.0;梁底方木截面高度h(mm):80.0; 梁底纵向支撑根数:2; 5.梁侧模板参数
主楞间距(mm):1000;次楞根数:2; 主楞材料:木方;
宽度(mm):50.00;高度(mm):80.00; 次楞材料:木方;
宽度(mm):50.00;高度(mm):80.00;
斜撑类型:设主楞,设次楞,不设穿梁螺栓; 斜撑材料类型:方木;
斜撑截面宽度b1(mm):50;斜撑截面高度h1(mm):80;
斜撑脚点与顶点的水平距离(m):0.15;斜撑脚点与顶点的竖向距离(m):0.20;
(二)、梁侧模板荷载计算
按《施工手册》,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:
F=0.22γtβ1β2V1/2 F=γH
其中 γ -- 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3; t -- 新浇混凝土的初凝时间,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0.750m; 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,取1.150。
分别计算得 17.848 kN/m2、18.000 kN/m2,取较小值17.848 kN/m2作为本工程计算荷载。
(三)、梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
次楞的根数为2根。面板按照均布荷载作用下的简支梁计算。
面板计算简图(单位:mm)
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1.强度计算
材料抗弯强度验算公式如下: σ = M/W < [f]
其中,W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 100×1.5×1.5/6=37.5cm3; M -- 面板的最大弯矩(N·mm);
σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2) [f] -- 面板的抗弯强度设计值(N/mm2); 按照均布活荷载最不利布置下的简支梁计算: M = 0.125ql2
其中 ,q -- 作用在模板上的侧压力,包括: 新浇混凝土侧压力设计值: q1= 1.2×1×17.85=21.418kN/m; 振捣混凝土荷载设计值: q2= 1.4×1×4=5.6kN/m; 计算跨度: l = (400-180)/(2-1)= 220mm; 面板的最大弯矩 M= 0.125×(21.418+5.6)×[(400-180)/(2-1)]2 = 1.63×105N·mm; 面板的最大支座反力为: N=0.5ql=0.5×(21.418+5.600)×[(400-180)/(2-1)]/1000=2.972 kN;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 1.63×105 / 3.75×104=4.4N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 13N/mm2;
面板的受弯应力计算值 σ =4.4N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求! 2.挠度验算
ν = 5ql4/(384EI)≤[ν]=l/250
q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值: q = q1= 21.418N/mm;
l--计算跨度: l = [(400-180)/(2-1)]=220mm; E--面板材质的弹性模量: E = 6000N/mm2; I--面板的截面惯性矩: I = 100×1.5×1.5×1.5/12=28.12cm4; 面板的最大挠度计算值: ν= 5×21.418×[(400-180)/(2-1)]4/(384×6000×2.81×105) = 0.387 mm;
面板的最大容许挠度值:[ν] = l/250 =[(400-180)/(2-1)]/250 = 0.88mm; 面板的最大挠度计算值 ν=0.387mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ν]=0.88mm,满足要求!
(四)、梁侧模板支撑的计算
1.次楞计算
次楞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。 次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到: q = 2.972/1.000= 2.972kN/m
本工程中,次楞采用木方,宽度50mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W = 1×5×8×8/6 = 53.33cm3; I = 1×5×8×8×8/12 = 213.33cm4; E = 9000.00 N/mm2;
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计算简图
剪力图(kN)
弯矩图(kN·m)
变形图(mm) 经过计算得到最大弯矩 M = 0.297 kN·m,最大支座反力 R= 3.269 kN,最大变形 ν= 1.066 mm
(1)次楞强度验算
强度验算计算公式如下: σ = M/W<[f] 经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值 σ = 2.97×105/5.33×104 = 5.6 N/mm2; 次楞的抗弯强度设计值: [f] = 17N/mm2;
次楞最大受弯应力计算值 σ = 5.6 N/mm2 小于 次楞的抗弯强度设计值 [f]=17N/mm2,满足要求! (2)次楞的挠度验算
次楞的最大容许挠度值: [ν] = 1000/400=2.5mm;
次楞的最大挠度计算值 ν=1.066mm 小于 次楞的最大容许挠度值 [ν]=2.5mm,满足要求! 2.主楞计算
主楞承受次楞传递的集中力,取次楞的最大支座力3.269kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,主楞采用木方,宽度50mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W = 1×5×8×8/6 = 53.33cm3; I = 1×5×8×8×8/12 = 213.33cm4;
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E = 9000.00 N/mm2;
主楞计算简图
主楞计算剪力图(kN)
主楞计算弯矩图(kN·m)
主楞计算变形图(mm) 经过计算得到最大弯矩 M= 0.000 kN·m,斜撑作用处支座反力 R= 3.269 kN,最大变形 ν= 0.000 mm (1)主楞抗弯强度验算
σ = M/W<[f]
经计算得到,主楞的受弯应力计算值: σ = 3.27×101/5.33×104 = 0 N/mm2;主楞的抗弯强度设计值: [f] = 17N/mm2;
主楞的受弯应力计算值 σ =0N/mm2 小于 主楞的抗弯强度设计值 [f]=17N/mm2,满足要求! (2)主楞的挠度验算
根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为 0.000 mm 主楞的最大容许挠度值: [ν] = 200/400=0.5mm;
主楞的最大挠度计算值 ν=0mm 小于 主楞的最大容许挠度值 [ν]=0.5mm,满足要求! 3.斜撑验算
(1)斜撑(轴力)计算
斜撑的轴力Rx按下式计算: Rx=R/sinα
其中 R -斜撑对梁顶侧支撑的支座反力,取;R =3.269kN; Rx -斜撑的轴力;
α -斜撑与梁侧面板的夹角;
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sinα = sin{ arctan[0.15/0.2]} = 0.6;
斜撑的轴力:Rx=R/sinα=3.269/0.6=5.448kN (2)斜撑稳定性验算
稳定性计算公式如下: σ=Rx/(υA0)≤fc
其中,Rx -- 作用在斜撑的轴力,5.448kN σ --斜撑受压应力计算值;
fc --斜撑抗压强度设计值;16N/mm2 A0 --斜撑截面的计算面积 A0 =50×80=4000mm2; υ --轴心受压构件的稳定系数,由长细比λ=l0/i结果确定; 轴心受压构件稳定系数按下式计算: υ = 1/(1+(λ/80)2)
i --斜撑的回转半径;i =0.2×80=23.12mm;
l0-- 斜撑的计算长度,l0 =[0.22+0.152]0.5=0.25m; λ= l0/i =10.81;
υ =1/(1+(λ/80)2) =0.98 经计算得到:
σ= N/(υ×A) =5.45×103/(0.98×4000)=1.39N/mm2;
根据规范规定,用于施工和维修时木材的强度设计值应乘1.2调整系数; [f] =1.2×16=19.2N/mm2;
斜撑受压应力计算值为1.39N/mm2,小于斜撑抗压强度设计值19.2N/mm2,满足要求!
(五)、梁底模板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的简支梁计算。
强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 1000×15×15/6 = 3.75×104mm3; I = 1000×15×15×15/12 = 2.81×105mm4;
1.抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算: σ = M/W<[f]
钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m): q1=1.2×[(24.00+1.50)×0.40+0.30]×1.00=12.600kN/m; 施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m):
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q2=1.4×(2.00+2.00)×1.00=5.600kN/m; q=12.600+5.600=18.200kN/m;
最大弯矩及支座反力计算公式如下: Mmax=ql2/8 = 1/8×18.2×2002=9.10×104N·mm; RA=RB=0.5ql=0.5×18.2×0.2=1.82kN σ =Mmax/W=9.10×104/3.75×104=2.4N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =2.4 N/mm2 小于 梁底模面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求! 2.挠度验算
根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度计算公式如下:ν= 5ql4/(384EI)≤[ν]=l/250
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:q =q1/1.2=10.500kN/m; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =200.00mm; E--面板的弹性模量: E = 6000.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:[ν] =200.00/250 = 0.800mm; 面板的最大挠度计算值: ν= 5×12.6×2004/(384×6000×2.81×105)=0.156mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.156mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ν] =0.8mm,满足要求!
(六)、梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。 1.荷载的计算:
梁底支撑小楞的均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到: q=1.82/1=1.82kN/m 2.方木的支撑力验算
方木计算简图 方木按照三跨连续梁计算。
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5×8×8/6 = 53.33 cm3; I=5×8×8×8/12 = 213.33 cm4; 3.方木强度验算:
计算公式如下:
最大弯矩 M =0.1ql2= 0.1×1.82×12 = 0.182 kN·m;
最大应力 σ= M / W = 0.182×106/53333.3 = 3.4 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f] =13 N/mm2;
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方木的最大应力计算值 3.4 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
4.方木抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足: τ = 3V/(2bh0)
其中最大剪力: V =0.6×1.82×1 = 1.092 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3×1.092×1000/(2×50×80) = 0.41 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.7 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.41 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.7 N/mm2,满足要求!
5.方木挠度验算:
计算公式如下:
ν = 0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
方木最大挠度计算值 ν= 0.677×1.82×10004 /(100×9000×213.333×104)=0.2mm;
方木的最大允许挠度 [ν]=1.000×1000/250=4.000 mm;
方木的最大挠度计算值 ν= 0.2 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ν]=4 mm,满足要求!
6.支撑小横杆的强度验算
梁底模板边支撑传递的集中力: P1=RA=1.820kN
梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力: P2=(0.600-0.200)/4×1.000×(1.2×0.180×24.000+1.4×2.000)+1.2×2×1.000×(0.400-0.180)×0.300=0.957kN 斜撑传递集中力: N=3.269×0.200/0.150=4.358kN
简图(kN·m)
剪力图(kN)
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弯矩图(kN·m)
变形图(mm) 经过连续梁的计算得到: 支座力:
N1=N2=7.135 kN;
最大弯矩 Mmax=0.773 kN·m;
最大挠度计算值 Vmax=1.235 mm;
最大应力 σ=0.773×106/5080=152.2 N/mm2; 支撑抗弯设计强度 [f]=205 N/mm2;
支撑小横杆的最大应力计算值 152.2 N/mm2 小于 支撑小横杆的抗弯设计强度 205 N/mm2,满足要求!
(七)、梁跨度方向钢管的计算
梁底支撑纵向钢管只起构造作用,无需要计算
(八)、扣件抗滑移的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,扣件抗滑承载力系数1.00,该工程实际的单扣件承载力取值为8.00kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN;
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到 R=7.135 kN; R < 8.00 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
(九)、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式 σ = N/(υA)≤[f]
1.梁两侧立杆稳定性验算:
其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括: 横向支撑钢管的最大支座反力: N1 =7.135 kN ; 脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×3.85=0.596 kN; 楼板混凝土、模板及钢筋的自重: N3=1.2×[(1.00/2+(0.60-0.20)/4)×1.00×0.30+(1.00/2+(0.60-0.20)/4)×1.00×0.180×(1.50+24.00)]=3.521 kN;
施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值: N4=1.4×(2.000+2.000)×[1.000/2+(0.600-0.200)/4]×1.000=3.360 kN;
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N =N1+N2+N3+N4=7.135+0.596+3.521+3.36=14.612 kN;
υ-- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到; i -- 计算立杆的截面回转半径 (cm):i = 1.58; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 5.08; σ -- 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/mm2); [f] -- 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);
根据《扣件式规范》,立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a, 为安全计,取二者间的大值,即:
lo = Max[1.155×1.7×1.5,1.5+2×0.15]= 2.945 m; k -- 计算长度附加系数,取值为:1.155 ;
μ -- 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,μ=1.7; a -- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.15m; 得到计算结果: 立杆的计算长度 lo/i = 2945.25 / 15.8 = 186 ;
由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数υ= 0.207 ; 钢管立杆受压应力计算值 ;σ=14612.242/(0.207×4) = 144.4 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 144.4 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求! 十一.板模板(扣件钢管架)计算书 (一)、参数信息: 1.模板支架参数
横向间距或排距(m):1.00;纵距(m):1.00;步距(m):1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;模板支架搭设高度(m):3.51; 采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ;板底支撑连接方式:方木支撑; 立杆承重连接方式:可调托座;
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2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000; 施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000; 3.材料参数
面板采用胶合面板,厚度为15mm;板底支撑采用方木; 面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13; 木方弹性模量E(N/mm2):9000.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000; 木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方的间隔距离(mm):300.000; 木方的截面宽度(mm):60.00;木方的截面高度(mm):80.00; 托梁材料为:钢管(单钢管) :Ф48×3;
图2 楼板支撑架荷载算单元
(二)、模板面板计算:
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进验算其抗弯强度和刚度
模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 100×1.52/6 = 37.5 cm3; I = 100×1.53/12 = 28.125 cm4; 模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图 1、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m): q1 = 25×0.18×1+0.35×1 = 4.85 kN/m; (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m): q2 = 1×1= 1 kN/m;
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计
行
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2、强度计算
计算公式如下: M=0.1ql2
其中:q=1.2×4.85+1.4×1= 7.22kN/m 最大弯矩M=0.1×7.22×3002= 980 N·mm;
面板最大应力计算值 σ =M/W= 980/37500 = 1.733 N/mm2; 面板的抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
面板的最大应力计算值为 1.733 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求! 3、挠度计算
挠度计算公式为:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中q =q1= 4.85kN/m
面板最大挠度计算值 ν= 0.677×4.85×3004/(100×9500×28.125×104)=0.1 mm; 面板最大允许挠度 [ν]=300/ 250=1.2 mm;
面板的最大挠度计算值 0.1 mm 小于 面板的最大允许挠度 1.2 mm,满足要求! (三)、模板支撑方木的计算:
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=b×h2/6=6×8×8/6 = cm3;I=b×h3/12=6×8×8×8/12 = 256 cm4;
方木楞计算简图(mm) 1.荷载的计算:
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m): q1= 25×0.3×0.18+0.35×0.3 = 1.455 kN/m ; (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m): q2 = 1×0.3 = 0.3 kN/m; 2.强度验算:
计算公式如下: M=0.1ql2
均布荷载 q = 1.2 × q1+ 1.4 ×q2 = 1.2×1.455+1.4×0.3 = 2.166 kN/m; 最大弯矩 M = 0.1ql2 = 0.1×2.166×12 = 0.217 kN·m;
方木最大应力计算值 σ= M /W = 0.217×106/000 = 3.384 N/mm2; 方木的抗弯强度设计值 [f]=13.000 N/mm2;
方木的最大应力计算值为 3.384 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13
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N/mm2,满足要求! 3.抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足: τ = 3V/2bhn < [τ]
其中最大剪力: V = 0.6×2.166×1 = 1.3 kN; 方木受剪应力计算值 τ = 3 ×1.3×103/(2 ×60×80) = 0.406 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.4 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.406 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2,满足要求! 4.挠度验算:
计算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
均布荷载 q = q1 = 1.455 kN/m;
最大挠度计算值 ν= 0.677×1.455×10004 /(100×9000×2560000)= 0.428 mm; 最大允许挠度 [ν]=1000/ 250=4 mm;
方木的最大挠度计算值 0.428 mm 小于 方木的最大允许挠度 4 mm,满足要求! (四)、托梁材料计算:
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算; 托梁采用:钢管(单钢管) :Ф48×3; W=5.08 cm3;I=13.08 cm4;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=2.166kN;
托梁计算简图
托梁计算弯矩图(kN·m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN)
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最大弯矩 Mmax = 0.729 kN·m ; 最大变形 Vmax = 1.737 mm ; 最大支座力 Qmax = 7.877 kN ;
最大应力 σ= 729133.36/5080 = 143.53 N/mm2; 托梁的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;
托梁的最大应力计算值 143.53 N/mm2 小于 托梁的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为 1.737mm 小于 1000/150与10 mm,满足要求! (五)、模板支架立杆荷载设计值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容: (1)脚手架的自重(kN): NG1 = 0.129×3.51 = 0.453 kN; (2)模板的自重(kN): NG2 = 0.35×1×1 = 0.35 kN; (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3 = 25×0.18×1×1 = 4.5 kN;
静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.303 kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。 活荷载标准值 NQ = (1+2 ) ×1×1 = 3 kN;
3.立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2NG + 1.4NQ = 10.5 kN; (六)、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式 σ =N/(υA)≤[f]
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 10.5 kN; υ---- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到; i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.58 cm; A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4. cm2;
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08 cm3; σ-------- 钢管立杆受压应力计算值 (N/mm2);
[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; L0---- 计算长度 (m);
根据《扣件式规范》,立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即L0=max[1.155×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.945;
k ---- 计算长度附加系数,取1.155;
μ ---- 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,取1.7;
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.1 m; 得到计算结果:
立杆计算长度 L0=2.945; L0 / i = 2945.25 / 15.8=186 ;
由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数υ= 0.207 ; 钢管立杆受压应力计算值;σ=10563.769/(0.207×4) = 104.361 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ= 104.361 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f]= 205 N/mm2,满足要求!
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