模板安装施工方案
H -- 模板计算高度,取3.000m;
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1.000。
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;
分别计算得 240.434 kN/m2、72.000 kN/m2,取较小值72.000 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=72kN/m2; 倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 4 kN/m2。 三、柱模板面板的计算
模板结构构件中的面板属于受弯构件,按简支梁或连续梁计算。本工程中取柱截面宽度B方向和H方向中竖楞间距最大的面板作为验算对象,进行强度、刚度计算。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。
由前述参数信息可知,柱截面宽度B方向竖楞间距最大,为l= 220 mm,且竖楞数为 3,面板为2 跨,因此对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的二跨连续梁进行计算。
面板计算简图 1.面板抗弯强度验算
对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的二跨连续梁用下式计算最大跨中弯距:
其中, M--面板计算最大弯距(N·mm);
l--计算跨度(竖楞间距): l =220.0mm;
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: 1.2×72.00×0.35×0.85=25.704kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×4.00×0.35×0.85=1.666kN/m; 式中,0.85为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。 q = q1 + q2 =25.704+1.666=27.370 kN/m; 面板的最大弯距:M =0.125 ×27.370×220×220= 1.66×105N.mm; 面板最大应力按下式计算:
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= 350×12.0×12.0/6=8.40×103 mm3;
f --面板的抗弯强度设计值(N/mm2); f=205.000N/mm2; 面板的最大应力计算值: σ = M/W = 1.66×105 / 8.40×103 = 19.713N/mm2; 面板的最大应力计算值 σ =19.713N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [σ]=205N/mm2,满足要求!
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2.面板抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的二跨连续梁计算,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 =220.0mm;
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: 1.2×72.00×0.35×0.85=25.704kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×4.00×0.35×0.85=1.666kN/m; 式中,0.85为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。 q = q1 + q2 =25.704+1.666=27.370 kN/m; 面板的最大剪力:∨ = 0.625×27.370×220.0 = 3763.375N; 截面抗剪强度必须满足下式:
其中, τ --面板承受的剪应力(N/mm2);
∨--面板计算最大剪力(N):∨ = 3763.375N; b--构件的截面宽度(mm):b = 350mm ; hn--面板厚度(mm):hn = 12.0mm ;
fv---面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 205.000 N/mm2;
面板截面受剪应力计算值: τ =3×3763.375/(2×350×12.0)=1.344N/mm2; 面板截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
面板截面的受剪应力 τ =1.344N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.面板挠度验算
最大挠度按均布荷载作用下的二跨连续梁计算,挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m): q = 72.00×0.35=25.20 kN/m;
ν--面板最大挠度(mm);
l--计算跨度(竖楞间距): l =220.0mm ;
E--面板弹性模量(N/mm2):E = 210000.00 N/mm2 ; I--面板截面的惯性矩(mm4);
I= 350×12.0×12.0×12.0/12 = 5.04×104 mm4; 面板最大容许挠度: [ν] = 220 / 250 = 0.88 mm;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.521×25.20×220.04/(100×210000.0×5.04×104) = 0.029 mm;
面板的最大挠度计算值 ν =0.029mm 小于 面板最大容许挠度设计值 [ν]= 0.88mm,满足要求!
四、竖楞方木的计算
模板结构构件中的竖楞(小楞)属于受弯构件,按连续梁计算。
本工程柱高度为3.0m,柱箍间距为350mm,竖楞为大于 3 跨,因此按均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,竖楞采用木楞,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
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W = 60×80×80/6 = 64cm3; I = 60×80×80×80/12 = 256cm4;
竖楞方木计算简图 1.抗弯强度验算
支座最大弯矩计算公式:
其中, M--竖楞计算最大弯距(N·mm);
l--计算跨度(柱箍间距): l =350.0mm; q--作用在竖楞上的线荷载,它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×72.00×0.22×0.85=16.157kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×4.00×0.22×0.85=1.047kN/m; q = (16.157+1.047)/2=8.602 kN/m; 竖楞的最大弯距:M =0.1×8.602×350.0×350.0= 1.05×105N.mm;
其中, σ --竖楞承受的应力(N/mm2); M --竖楞计算最大弯距(N·mm);
W --竖楞的截面抵抗矩(mm3),W=6.40×104;
f --竖楞的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000N/mm2; 竖楞的最大应力计算值: σ = M/W = 1.05×105/6.40×104 = 1.646N/mm2; 竖楞的最大应力计算值 σ =1.646N/mm2 小于 竖楞的抗弯强度设计值 [σ]=13N/mm2,满足要求!
2.抗剪验算
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, ∨--竖楞计算最大剪力(N);
l--计算跨度(柱箍间距): l =350.0mm;
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: 1.2×72.00×0.22×0.85=16.157kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×4.00×0.22×0.85=1.047kN/m; q = (16.157+1.047)/2=8.602 kN/m; 竖楞的最大剪力:∨ = 0.6×8.602×350.0 = 1806.420N; 截面抗剪强度必须满足下式:
其中, τ --竖楞截面最大受剪应力(N/mm2);
∨--竖楞计算最大剪力(N):∨ = 1806.420N; b--竖楞的截面宽度(mm):b = 60.0mm ; hn--竖楞的截面高度(mm):hn = 80.0mm ;
fv--竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值: τ =3×1806.420/(2×60.0×80.0)=0.565N/mm2;
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竖楞截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm;
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竖楞截面最大受剪应力计算值 τ =0.565N/mm2 小于 竖楞截面抗剪强度设计值 [fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度按三跨连续梁计算,公式如下:
其中,q--作用在竖楞上的线荷载(kN/m): q =72.00×0.22 = 15.84 kN/m; ν--竖楞最大挠度(mm);
l--计算跨度(柱箍间距): l =350.0mm ;
E--竖楞弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ; I--竖楞截面的惯性矩(mm4),I=2.56×106; 竖楞最大容许挠度: [ν] = 350/250 = 1.4mm;
竖楞的最大挠度计算值: ν= 0.677×15.84×350.04/(100×9500.0×2.56×106) = 0.066 mm;
竖楞的最大挠度计算值 ν=0.066mm 小于 竖楞最大容许挠度 [ν]=1.4mm ,满足要求!
五、B方向柱箍的计算
本算例中,柱箍采用钢楞,截面类型为圆钢管48×3.5; 截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 钢柱箍截面抵抗矩 W = 5.08 cm3; 钢柱箍截面惯性矩 I = 12.19 cm4;
柱箍为2 跨,按集中荷载二跨连续梁计算(附计算简图):
B方向柱箍计算简图
其中 P - -竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN); P = (1.2 ×72×0.85 + 1.4 ×4×0.85)×0.22 × 0.35/2 = 3.01 kN;
B方向柱箍剪力图(kN)
最大支座力: N = 4.678 kN;
B方向柱箍弯矩图(kN·m) 最大弯矩: M = 0.094 kN.m;
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B方向柱箍变形图(mm) 最大变形: V = 0.027 mm; 1. 柱箍抗弯强度验算
柱箍截面抗弯强度验算公式
其中 ,柱箍杆件的最大弯矩设计值: M = 0.09 kN.m; 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩: W = 5.08 cm3; B边柱箍的最大应力计算值: σ = 17.64 N/mm2; 柱箍的抗弯强度设计值: [f] = 205 N/mm2;
B边柱箍的最大应力计算值 σ =17.64N/mm2 小于 柱箍的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
2. 柱箍挠度验算
经过计算得到: ν= 0.027 mm;
柱箍最大容许挠度:[ν] = 250 / 250 = 1 mm;
柱箍的最大挠度 ν=0.027mm 小于 柱箍最大容许挠度 [ν]=1mm,满足要求!
六、B方向对拉螺栓的计算 计算公式如下:
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170 N/mm2; 查表得:
对拉螺栓的型号: M14 ;
对拉螺栓的有效直径: 11.55 mm; 对拉螺栓的有效面积: A= 105 mm2; 对拉螺栓所受的最大拉力: N = 4.678 kN。 对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.05×10-4 = 17.85 kN;
对拉螺栓所受的最大拉力 N=4.678kN 小于 对拉螺栓最大容许拉力值 [N]=17.85kN,对拉螺栓强度验算满足要求!
七、H方向柱箍的计算
本工程中,柱箍采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 本工程中,柱箍采用钢楞,截面类型为圆钢管48×3.5; 截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 钢柱箍截面抵抗矩 W = 5.08cm3; 钢柱箍截面惯性矩 I = 121.9cm4;
柱箍为2 跨,按二跨连续梁计算(附计算简图):
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