模板(木)计算(全新用)
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模板支撑(木支撑)计算书
工程名称:玉林恒盛商住小区1#~7#楼;工程建设地点:玉林市二环北路;属于框剪结构;地上18层;地下1层;建筑高度:55.5m;标准层层高:3.0m ;总建筑面积58000平方米;总工期:540天。
本工程由玉林市恒大房地产开发有限责任公司投资建设,玉林市城乡规划设计院设计,地矿梧州公司玉林分公司地质勘察,广西至佳建设工程咨询监理有限公司监理,玉林市建筑安装工程公司组织施工;由陈旭东担任项目经理,朱銘担任技术负责人。
计算依据《木结构设计规范》(GB 50005-2003)等规范编制。
梁模板(木支撑)计算
一、参数信息
1、模板参数
木支撑纵距L b(m):0.400;立杆计算高度H(m):2.400;
立杆圆木大头直径R(mm):80.000;立杆圆木小头直径r(mm):40.000;
梁底斜撑方木截面宽度b1 (mm):40.000;梁底斜撑方木截面高度h1(mm):60.000;
帽木长度L a(m):1.000;帽木截面宽度b2(mm):60.000;
帽木斜撑方木截面高度h2(mm):80.000;
斜撑与立杆连接处到帽木的距离h0(mm):600.000;
梁截面宽度B(m):0.250;梁截面高度D(m):0.500;
2、荷载参数
模板自重(kN/m2):0.4;混凝土与钢筋自重(kN/m2):25.0;
施工荷载(kN/m2):1.0;新浇混凝土荷载侧压力(kN/m2):12.0;
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、梁侧模板参数
主楞间距(mm):500;次楞根数:4;主楞竖向支撑点数量:4;
竖向支撑点到梁底距离依次是:80mm,160mm,300mm,380mm;
穿梁螺栓直径(mm):M8;穿梁螺栓水平间距(mm):500;
主楞材料:木方;宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00;
次楞材料:木方;宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00;
4、面板参数
面板选用类型: 胶合面板;面板弹性模量E(N/mm2): 6000.000;
面板厚度(mm): 20.000;面板抗弯设计值fm(N/mm2): 13.000;
5、立杆圆木参数
立杆圆木选用木材:杉木;圆木弹性模量E(N/mm2): 9000.000;
圆木抗压强度设计值fc(N/mm2): 10.000;
6、斜撑方木参数
斜撑方木选用木材:杉木;斜撑方木弹性模量E(N/mm2): 9000.000;
斜撑方木抗压强度设计值fc(N/mm2): 11.000;
7、帽木方木参数
帽木方木选用木材:杉木;弹性模量E(N/mm2): 9000.000;
抗剪强度设计值fv(N/mm2): 1.400;抗弯强度设计值fm(N/mm2): 11.000;
二、梁侧模板荷载计算
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。
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2.500m/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0.500m;
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0.850。
分别计算得 17.031 kN/m2、12.000 kN/m2,取较小值12.000 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4根。
面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
面板计算简图(单位:mm)
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 = 50×2×2/6=33.33cm3;
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三跨连续梁计算:
M = 0.1q1l2+0.117q2l2
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= 1.2×0.5×12×0.9=6.48kN/m;
振捣混凝土荷载设计值: q2= 1.4×0.5×4×0.9=2.52kN/m;
计算跨度: l = (500-100)/(4-1)= 133.33mm;
面板的最大弯矩M= 0.1×6.48×[(500-100)/(4-1)]2 + 0.117×2.52×[[(500-100)/(4-1)]]2= 1.68×104N·mm;
面板的最大支座反力为:
N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×6.480×[(500-100)/(4-1)]/1000+1.2×2.520×[(500-100)/(4-1)]/1000=1.354 kN;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 1.68×104 / 3.33×104=0.5N/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 =0.5N/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 =0.677ql4/(100EI)≤[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= 6.48N/mm;
l--计算跨度: l = [(500-100)/(4-1)]=133.33mm;
E--面板材质的弹性模量: E = 6000N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 50×2×2×2/12=33.33cm4;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×6.48×[(500-100)/(4-1)]4/(100×6000×3.33×105) =
0.007 mm;
面板的最大容许挠度值:[ν] = l/250 =[(500-100)/(4-1)]/250 = 0.5mm;
面板的最大挠度计算值ν=0.007mm 小于面板的最大容许挠度值[ν]=0.533mm,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 = 1.354/0.500= 2.707kN/m
本工程中,次楞采用木方,宽度60mm,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 = 1×6×8×8/6 = 64cm3;I = 1×6×8×8×8/12 = 256cm4;E = 9000.00 N/mm2;
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 = 0.068 kN·m,最大支座反力R= 1.489 kN,最大变形ν= 0.051 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 = 6.77×104/6.40×104 = 1.1 N/mm2;
次楞的抗弯强度设计值: [f] = 11N/mm2;
次楞最大受弯应力计算值σ = 1.1 N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值
[f]=11N/mm2,满足要求!
(2)次楞的挠度验算
次楞的最大容许挠度值: [ν] = 500/400=1.25mm;
次楞的最大挠度计算值ν=0.051mm 小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.25mm,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1.489kN,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60mm,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 = 1×6×8×8/6 = 64cm3;I = 1×6×8×8×8/12 = 256cm4;E = 9000.00 N/mm2;
主楞计算简图
主楞弯矩图(kN·m)
主楞变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M= 0.060 kN·m,最大支座反力R= 1.899 kN,最大变形ν= 0.010 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 = 5.96×104/6.40×104 = 0.9 N/mm2;主楞的抗弯强度设计值: [f] = 11N/mm2;
主楞的受弯应力计算值σ =0.9N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=11N/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0.010 mm
主楞的最大容许挠度值: [ν] = 140/400=0.35mm;
主楞的最大挠度计算值ν=0.01mm 小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.35mm,满足要求!
五、穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
N<[N]=f×A
其中N -- 穿梁螺栓所受的拉力;
A -- 穿梁螺栓有效面积(mm2);
f -- 穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2;
穿梁螺栓型号: M8 ;查表得:
穿梁螺栓有效直径: 9.85 mm;穿梁螺栓有效面积: A= 76 mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力: N =1.899 kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170×76/1000 = 12.92 kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力N=1.899kN 小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN,满足要求!
六、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,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
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 = 250×20×20/6 = 1.67×104mm3;
I = 250×20×20×20/12 = 1.67×105mm4;
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
其中,σ -- 梁底模板的弯曲应力计算值(N/mm2);
M -- 计算的最大弯矩(kN·m);
l--计算跨度(梁底支撑间距): l =400.000mm;
q -- 作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN/m);
新浇混凝土及钢筋荷载设计值:
q1: 1.2×25.000×0.250×0.500×0.900=3.375kN/m;
模板结构自重荷载:
q2:1.2×0.350×0.250×0.900=0.095kN/m;
施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值:
q3: 1.4×(1.000+2.000)×0.250×0.900=0.945kN/m;
q = q1 + q2 + q3=3.375+0.095+0.945=4.415kN/m;
跨中弯矩计算公式如下:
M=0.1ql2
面板的最大弯矩:M max = 0.10×4.414×0.42=0.071kN.m;
面板的最大受弯应力计算值:σ =0.071×106/1.67×104=4.2N/mm2;
梁底模面板计算应力σ =4.2 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=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:
q =(25.00×0.500+0.35)×0.25= 3.21kN/m;
l--计算跨度(梁底支撑间距): l =400.00mm;
E--面板的弹性模量: E = 6000.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:[ν] =400.00/250 = 1.600mm;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×3.212×4004/(100×6000×1.67×105)=0.557mm;
面板的最大挠度计算值: ν=0.557mm 小于面板的最大允许挠度值:[ν] = 400 / 250 =
1.6mm,满足要求!
七、帽木验算:
支撑帽木按照集中以及均布荷载作用下的两跨连续梁计算;
(1)钢筋混凝土板自重线荷载设计值(kN/m):
q1 =1.2×25.000×0.500×0.400 = 6.000 kN/m;
(2)模板的自重线荷载设计值(kN/m):
q2 =1.2×0.350×0.400 = 0.168 kN/m;
(3)施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m):
q3=1.4×(1.000+2.000)×0.400 = 1.680 kN/m;
q= q1 + q2 + q3 = 7.848kN/m;
(4)帽木的自重线荷载设计值(kN/m):
q4=1.2 ×60.000×10-3×80.000×10-3×3.870 = 0.022 kN/m;
帽木截面抵抗矩:W = 60.000×80.0002/6 = 64000.000 mm3;帽木截面惯性矩:I = 60.000×80.0003/12 = 2560000.000 mm4;
帽木简图
帽木剪力图
(kN)
帽木弯矩图(kN·m)
帽木变形图(mm)
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为:
R1 = 0.033 kN;R2 = 1.918 kN;R3 = 0.033 kN;
最大弯矩M max = 0.048 kN·m;最大变形νmax = 0.008 mm;最大剪力V max = 0.959 kN;
截面应力σ = 47629.883/64000 = 0.744 N/mm2。
帽木的最大应力为0.744 N/mm2,小于帽木的抗弯强度设计值11 N/mm2,满足要求!
帽木的最大挠度为0.008 mm,小于帽木的最大容许挠度 1.6 mm,满足要求!
八、梁底木支架立杆的稳定性验算:
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)木顶撑的自重(kN):
N G1 =
{1.000×0.060×0.080+[(1.000/2)2+0.6002]1/2×2×0.040×0.060+2.400×π×(0.040/2)2}×3.870= 0.045 kN
(2)模板的自重(kN):
N G2 = 0.350×0.400×0.250 = 0.035 kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
N G3 = 25.000×0.250×0.500×0.400 = 1.250 kN;
经计算得到,静荷载标准值;
N G = N G1+N G2+N G3 = 0.045+0.035+1.250 = 1.330 kN;
2、活荷载标准值计算:
N Q = (1.000+2.000)×0.250×0.400 = 0.300 kN;
3、立杆的轴向压力设计值计算公式:
N = 1.2N G+1.4N Q = 1.2×1.330+1.4×0.300 = 2.016 kN;
稳定性计算公式如下:
σ =N/(φA0)≤f c
其中,N-- 作用在立杆上的轴力
σ--立杆受压应力计算值;
f c--立杆抗压强度设计值;
A0--立杆截面的计算面积;
A0= π×(40.000/2)2 = 1256.637 mm2
φ--轴心受压构件的稳定系数,由长细比结果确定;
轴心受压稳定系数按下式计算:
φ =2800/λ2
i--立杆的回转半径,i = 40.000/4 = 10.000 m;
l0-- 立杆的计算长度,l0 = 2400-500-600=1300mm;
λ= 1300.000/10.000 = 130.000;
φ =2800/130.0002 = 0.166;
经计算得到:
σ = 2015.707/(0.166×1256.637) = 9.682 N/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] = 1.2×10.000 = 12.000 N/mm2;
木顶支撑立杆受压应力计算值为9.682N/mm2,小于木顶支撑立杆抗压强度设计值12N/mm2,满足要求!
九、梁底斜撑稳定性验算:
木顶撑斜撑的轴力R Di按下式计算:
R Di=R Ci/sinαi
其中,R Ci -斜撑对帽木的支座反力;
R Di -斜撑的轴力;
αi-斜撑与帽木的夹角。
sinαi = sin{arctan[600.000/(1000.000/2)]} = 0.768;
斜撑的轴力:R Di=R Ci/sinαi= 0.033/ 0.768= 0.043 kN
稳定性计算公式如下:
σ =N/(φA0)≤f c
其中,N -- 作用在木斜撑的轴力,0.043 kN
σ --木斜撑受压应力计算值;
f c --木斜撑抗压强度设计值;11.000 N/mm2
A0--木斜撑截面的计算面积;A0 = 40.000×60.000 = 2400.000 mm2;
φ --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:
φ =1/(1+(λ/80)2)
i --木斜撑的回转半径,i = 0.289×40.000 = 11.560 mm;
l0-- 木斜撑的计算长度,l0 = [(1000.000/2)2+600.0002]0.5 = 781.02 mm;
λ = 781.025/11.560 = 67.563;
φ =1/(1+(67.563/80)2)= 0.584;
经计算得到:σ = 42.781/(0.584×2400.000) = 0.031 N/mm 2;
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] = 1.2×11.000 = 13.200 N/mm2;
木顶支撑斜撑受压应力计算值为0.031 N/mm2,小于木顶支撑斜撑抗压强度设计值13.2N/mm2,满足要求!
墙模板计算
墙模板的计算参照《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》(GB 50009-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范。
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,当采用溜槽、串筒或导管时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2;
一、参数信息
1.基本参数
次楞(内龙骨)间距(mm):300;穿墙螺栓水平间距(mm):600;
主楞(外龙骨)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
龙骨材料:钢楞;截面类型:圆钢管48×3.0;
钢楞截面惯性矩I(cm4):10.78;钢楞截面抵抗矩W(cm3):4.49;
主楞肢数:2;
3.次楞信息
龙骨材料:木楞;
宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00;
次楞肢数:2;
4.面板参数
面板类型:竹胶合板;面板厚度(mm):18.00;
面板弹性模量(N/mm2):9500.00;
(N/mm2):13.00;
面板抗弯强度设计值f
c
面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50;
5.木方和钢楞
(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9500.00;
方木抗弯强度设计值f
c
方木抗剪强度设计值f
(N/mm2):1.50;
t
钢楞弹性模量E(N/mm2):210000.00;
(N/mm2):205.00;
钢楞抗弯强度设计值f
c
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:
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,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
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3.000m;
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1.000。
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;
分别为 47.705 kN/m2、72.000 kN/m2,取较小值47.705 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=47.705kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2.000 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。
按规范规定,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 =300.0mm;
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q
1
: 1.2×47.70×0.50×0.90=25.761kN/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q
2
: 1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m;
q = q
1 + q
2
=25.761+1.260=27.021 kN/m;
面板的最大弯距:M =0.1×27.021×300.0×300.0= 2.43×105N.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= 500×18.0×18.0/6=2.70×104 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 = 2.43×105 / 2.70×104 = 9.007N/mm2;
面板截面的最大应力计算值σ =9.007N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13.000N/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 =300.0mm;
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q
1
: 1.2×47.70×0.50×0.90=25.761kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q
2
: 1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m;
q = q
1 + q
2
=25.761+1.260=27.021 kN/m;
面板的最大剪力:∨ = 0.6×27.021×300.0 = 4863.726N;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);
∨--面板计算最大剪力(N):∨ = 4863.726N;
b--构件的截面宽度(mm):b = 500mm ;
h
n --面板厚度(mm):h
n
= 18.0mm ;
f
v --面板抗剪强度设计值(N/mm2):f
v
= 13.000 N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值: T =3×4863.726/(2×500×18.0)=0.811N/mm2;
面板截面抗剪强度设计值: [f
v
]=1.500N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.811N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[T]=1.500N/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 = 47.70×0.50 = 23.85N/mm;
l--计算跨度(内楞间距): l = 300.00mm;
E--面板的弹性模量: E = 9500.00N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4;
面板的最大允许挠度值:[ω] = 1.200mm;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×23.85×300.004/(100×9500.00×2.43×105) = 0.567 mm;
面板的最大挠度计算值: ω =0.567mm 小于等于面板的最大允许挠度值
[ω]=1.200mm,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,内龙骨采用木楞,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 60×80×80/6 = 64.00cm3;
I = 60×80×80×80/12 = 256.00cm4;
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 =500.0mm;
q--作用在内楞上的线荷载,它包括:
: 1.2×47.70×0.30×0.90=15.456kN/m;
新浇混凝土侧压力设计值q
1
: 1.4×2.00×0.30×0.90=0.756kN/m,其中,倾倒混凝土侧压力设计值q
2
0.90为折减系数。
q =(15.456+0.756)/2=8.106 kN/m;
内楞的最大弯距:M =0.1×8.106×500.0×500.0= 2.03×105N.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=6.40×104;
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 = 2.03×105/6.40×104 = 3.166 N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2;
内楞的最大应力计算值σ = 3.166 N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值
[f]=13.000N/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 =500.0mm;
q--作用在内楞上的线荷载,它包括:
: 1.2×47.70×0.30×0.90=15.456kN/m;
新浇混凝土侧压力设计值q
1
: 1.4×2.00×0.30×0.90=0.756kN/m,其中,倾倒混凝土侧压力设计值q
2
0.90为折减系数。
q = (q
1 + q
2
)/2 =(15.456+0.756)/2=8.106 kN/m;
内楞的最大剪力:∨ = 0.6×8.106×500.0 = 2431.863N;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);
∨--内楞计算最大剪力(N):∨ = 2431.863N;
b--内楞的截面宽度(mm):b = 60.0mm ;
h
n --内楞的截面高度(mm):h
n
= 80.0mm ;
f
v
--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):τ = 1.500 N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值: f
v
=3×2431.863/(2×60.0×80.0)=0.760N/mm2;
内楞截面的抗剪强度设计值: [f
v
]=1.500N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值τ =0.760N/mm2小于内楞截面的抗剪强度设计值
[fv]
=
1.50N/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,ω--内楞的最大挠度(mm);
q--作用在内楞上的线荷载(kN/m): q = 47.70×0.30/2=7.16 kN/m;
l--计算跨度(外楞间距): l =500.0mm ;
E--内楞弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2;
I--内楞截面惯性矩(mm4),I=2.56×106;
内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×14.31/2×500.004/(100×9500.00×2.56×106) = 0.124 mm;
内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000mm;
内楞的最大挠度计算值ω=0.124mm 小于内楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm,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48×3.0;
外钢楞截面抵抗矩 W = 4.49cm3;
外钢楞截面惯性矩 I = 10.78cm4;
外楞计算简图
4.外楞抗弯强度验算
外楞跨中弯矩计算公式:
其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×47.70+1.4×2.00)×0.30×0.50/2=4.05kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 600mm;
外楞最大弯矩:M = 0.175×4053.10×600.00= 4.26×105 N/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 = 4.26×105 N/mm
W -- 外楞的净截面抵抗矩; W = 4.49×103 mm3;
[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 = 4.26×105/4.49×103 = 94.783 N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205.000N/mm2;
外楞的最大应力计算值σ =94.783N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值
[f]=205.000N/mm2,满足要求!
5.外楞的抗剪强度验算
公式如下:
其中,∨--外楞计算最大剪力(N);
l--计算跨度(水平螺栓间距间距): l =600.0mm;
P--作用在外楞的荷载: P = (1.2×47.70+1.4×2.00)×0.30×0.50/2=4.053kN;
外楞的最大剪力:∨ = 0.65×4053.105 = 1.58×103N;
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);
∨--外楞计算最大剪力(N):∨ = 1.58×103N;
b--外楞的截面宽度(mm):b = 80.0mm ;
h
n --外楞的截面高度(mm):h
n
= 100.0mm ;
f
v --外楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv
=
1.500 N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值: τ =3×1.58×103/(2×80.0×100.0)=0.296N/mm2;
外楞的截面抗剪强度设计值: [f
v
]=1.500N/mm2;
外楞截面的抗剪强度设计值: [f
v
]=1.50N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值τ =0.296N/mm2小于外楞截面的抗剪强度设计值
[fv]
=
1.50N/mm2,满足要求!
6.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,ω--外楞最大挠度(mm);
P--内楞作用在支座上的荷载(kN/m):P = 47.70×0.30×0.50/2=3.58 kN/m;
l--计算跨度(水平螺栓间距): l =600.0mm ;
E--外楞弹性模量(N/mm2):E = 210000.00 N/mm2;
I--外楞截面惯性矩(mm4),I=1.08×105;
外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×7.16×100/2×600.003/(100×210000.00×1.08×105) = 0.391mm;
外楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.400mm;
外楞的最大挠度计算值ω =0.391mm 小于外楞的最大容许挠度值 [ω]=2.400mm,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170.000 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 = 17.850 kN;
穿墙螺栓所受的最大拉力: N =47.705×0.600×0.500 = 14.311 kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力 N=14.311kN 小于穿墙螺栓最大容许拉力值 [N]=17.850kN,满足要求!
模板支架木支撑计算
模板支架采用木顶支撑,计算根据《木结构设计规范》(GB50005-2003)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《建筑施工计算手册》江正荣著、建筑施工手册》(第四版)等编制。
一、参数信息
1、模板支架参数
横向间距或排距(m): 1.200;
纵距(m): 1.200;
立柱长度(m): 2.800;
立柱采用圆木:
圆木小头直径(mm): 80.000;
圆木大头直径(mm): 40.000;
斜撑截面宽度(mm):30.000;
斜撑截面高度(mm):40.000;
帽木截面宽度(mm):60.000;
帽木截面高度(mm):80.000;
斜撑与立柱连接处到帽木的距离(mm): 600.000;
板底支撑形式:方木支撑;
方木的间隔距离(mm):300.000;
方木的截面宽度(mm):40.000;
方木的截面高度(mm):60.000;
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):2.000;
3、楼板参数
钢筋级别:二级钢HRB 335(20MnSi);
楼板混凝土强度等级:C35;
每层标准施工天数:8;
每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):1440.000;计算楼板的跨度(m):4.000;
计算楼板的宽度(m):4.500;
计算楼板的厚度(m):0.120;
施工期平均气温(℃):25.000;
4、板底方木参数
板底方木选用木材:杉木;
方木弹性模量E(N/mm2):9000.000;
(N/mm2):11.000;
方木抗弯强度设计值f
m
(N/mm2):1.400;
方木抗剪强度设计值f
v
5、帽木方木参数
帽木方木选用木材:杉木;
方木弹性模量E(N/mm2):9000.000
方木抗弯强度设计值f
(N/mm2):11.000;
m
(N/mm2):1.400;
方木抗剪强度设计值f
v
6、斜撑方木参数
斜撑方木选用木材:杉木;
方木弹性模量E(N/mm2):9000.000;
方木抗压强度设计值f
(N/mm2):11.000;
v
7、立柱圆木参数
立柱圆木选用木材:杉木;
圆木弹性模量E(N/mm2):9000.000;
(N/mm2):10.000;
圆木抗压强度设计值f
v
二、模板底支撑方木的验算:
本工程模板板底采用方木作为支撑,方木按照简支梁计算;方木截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = b×h2/6 = 4.000×6.0002 = 144.000 cm3;
I = b×h3/12 = 4.000×6.0003/12 = 72.000 cm4;
木楞计算简图
1、荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重线荷载(kN/m):
q
1
= 25.000×0.120×0.300 = 0.900 kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q
2
= 0.350×0.300 = 0.105 kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN):
p
1
= 2.000×1.000×0.300 = 0.600 kN;
2、抗弯强度验算:
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之和,计算公式如下:
均布荷载 q = 1.2×(q
1+q
2
) = 1.2×(0.900+0.105) = 1.206 kN/m;
集中荷载 P = 1.4×p
1
= 1.4×0.600 = 0.840 kN;
最大弯距 M = P×l/4+q×l2/8 = 0.840×1.200/4+1.206×1.2002/8= 0.469 kN;
最大支座力 N = P/2+q×l/2 = 0.840+1.206×1.200/2 = 1.144 kN ;
截面应力σ = M/W = 0.469/0.144 = 3.258 N/mm2;
方木的最大应力计算值为3.258N/mm2,小于方木抗弯强度设计值11.000N/mm2,满足要求!
3、抗剪强度验算:
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足下式:
其中最大剪力:V = 1.206×1.200/2+0.840/2 = 1.144 kN;
截面受剪应力计算值:T = 3×1.144×103/(2×40.000×60.000) = 0.715 N/mm2;
] = 1.400 N/mm2;
截面抗剪强度设计值:[f
v
方木的最大受剪应力计算值为0.715N/mm2,小于方木抗剪强度设计值1.400N/mm2,满足要求!
4、挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,按规范规定,挠度验算取荷载标准值,计算公式如下:
均布荷载 q = q1+q2 = 0.900+0.105 = 1.005 kN/m;
集中荷载 p = 0.600 kN
最大变形ω = 5×1.005×1.200×1012/(384×9000.000×72.000×104) +0.600×1.200×109/(48×9000.000×72.000×104)
= 4.191 mm;
方木的最大挠度为4.191mm,小于最大容许挠度4.800mm,满足要求!
三、帽木验算:
支撑帽木按照集中以及均布荷载作用下的两跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力:P = 1.206×1.200+0.840 = 2.287 kN;
均布荷载q取帽木自重:q = 1.200×0.060×0.080×3870.000 = 22.291 kN;
截面抵抗矩:W = b×h2/6 = 6.000×8.0002/6 = 64.000 cm3;
截面惯性矩:I = b×h3/12= 6.000×8.0003/12 = 256.000 cm4;
帽木受力计算简图
经过连续梁的计算得到
帽木剪力图(kN)
帽木弯矩图(kN.m)
帽木变形图(kN)
经过连续梁的计算得到
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为:
R[1] = 4.918 kN;
R[2] = 3.087 kN;
R[3] = 4.918 kN;
= 0.240 kN.m;
最大弯矩 M
max
最大变形ωmax = 0.011 mm;
= 4.918 kN;
最大剪力 V
max
截面应力σ = 0.050 N/mm2。
帽木的最大应力为 0.050 N/mm2,小于帽木的抗弯强度设计值 11.000 N/mm2,满足要求!
帽木的最大挠度为 0.011 mm,小于帽木的最大容许挠度 4.800 mm,满足要求!
四、模板支架荷载标准值(轴力)计算:
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1、静荷载标准值包括以下内容:
(1)木顶撑的自重(kN):
= {1.200×0.060×0.080+[(1.200/2)2+0.6002]1/2×2×0.030×0.040+2.800× N
G1
0.080×0.100}×3870.000= 0.118 kN
(2)模板的自重(kN):
= 0.350×1.200×1.200 = 0.504 kN;
N
G2
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
N
G3
= 25.000×0.120×1.200×1.200 = 4.320 kN;经计算得到,静荷载标准值;
N
G = N
G1
+N
G2
+N
G3
= 0.118+0.504+4.320 = 4.942 kN;
2、活荷载为施工荷载标准值:
经计算得到,活荷载标准值:
N
Q
= 2.000×1.200×1.200 = 2.880 kN;
3、不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式:
N = 1.2N
G +1.4N
Q
= 1.2×4.942+1.4×2.880 = 9.962 kN;
五、立柱的稳定性验算:
稳定性计算公式如下:
其中,N -- 作用在立柱上的轴力
σ --立柱受压应力计算值;
f
c
--立柱抗压强度设计值;
A
--立柱截面的计算面积;
A
= π×(80.000/2)2 = 5026.548 mm2
φ--轴心受压构件的稳定系数,由长细比结果确定;
轴心受压稳定系数按下式计算:
i--立杆的回转半径,i = 80.000/4 = 20.000 mm;
l
0-- 立杆的计算长度,l
= 2800.000-600.000 = 2200.000 mm;
λ= 2200.000/20.000 = 110.000;
φ =2800/(110.000)2) = 0.231;经计算得到:
σ = 9962.495/(0.231×5026.548) = 8.565 N/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] = 1.2×10.000 = 12.000 N/mm2;
木顶支撑立柱受压应力计算值为8.565N/mm2,小于木顶支撑立柱抗压强度设计值
12.000N/mm2,满足要求!
六、斜撑(轴力)计算:
木顶撑斜撑的轴力R
Di
按下式计算:
R
Di =R
Ci
/sinαi
其中 R
Ci
-斜撑对帽木的支座反力;
R
Di
-斜撑的轴力;
αi-斜撑与帽木的夹角。
sinαi = sin{90-arctan[(1.200/2)/0.600]} = 0.949;
斜撑的轴力:R
Di =R
Ci
/sinαi= 4.918/ 0.949= 5.182 kN
七、斜撑稳定性验算:
稳定性计算公式如下:
其中,N -- 作用在木斜撑的轴力,5.182 kN
σ --木斜撑受压应力计算值;
f
c
--木斜撑抗压强度设计值;11.000 N/mm2
A
--木斜撑截面的计算面积;
A
= 30.000×40.000 = 1200.000 mm2;
φ --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:
i --木斜撑的回转半径,i = 0.289×40.000 = 11.560 mm;
l
0-- 木斜撑的计算长度,l
= [(1200.000/2)2+600.0002]0.5 = 848.528 mm;
λ = 848.528/11.560 = 73.402;
φ =1/(1+(73.402/80)2) = 0.543;
经计算得到:
σ = 5182.061/(0.543×1200.000) = 7.954 N/mm 2;
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] = 1.2×11.000 = 13.200 N/mm2;
木顶支撑斜撑受压应力计算值为7.954 N/mm2,小于木顶支撑斜撑抗压强度设计值
13.200N/mm2,满足要求!
八、楼板强度的验算:
1. 楼板强度计算说明
验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板的跨度取4.0M,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。
宽度范围内配置Ⅱ级钢筋,配置面积As=1440 mm2,fy=300 N/mm2。
板的截面尺寸为 b×h=4500mm×120mm,截面有效高度 ho=100 mm。
按照楼板每8天浇筑一层,所以需要验算8天、16天、24天...的
承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:
2.验算楼板混凝土8天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4.0 m;
楼板计算跨度范围内设4×4排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第2层楼板所需承受的荷载为
q = 2× 1.2 × ( 0.350 + 25.000×0.120 ) +
1× 1.2 × ( 0.118×4×4/4.000/4.500 ) +。