柱模板設計示意圖 柱截面寬度B(mm):700.00;柱截面高度H(mm):700.00;柱模板的總計算高度:H = 6.00m; 根據(jù)規(guī)范,當采用溜槽、串筒或?qū)Ч軙r,傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載標準值為2.00kN/m2;
計算簡圖 一、參數(shù)信息 1.基本參數(shù) 柱截面寬度B方向?qū)菟〝?shù)目:1;柱截面寬度B方向豎楞數(shù)目:3; 柱截面高度H方向?qū)菟〝?shù)目:1;柱截面高度H方向豎楞數(shù)目:3; 對拉螺栓直徑(mm):M12; 2.柱箍信息 柱箍材料:木楞; 寬度(mm):80.00;高度(mm):100.00; 柱箍的間距(mm):450;柱箍肢數(shù):1; 3.豎楞信息 豎楞材料:木楞; 寬度(mm):60.00;高度(mm):80.00; 豎楞肢數(shù):2; 4.面板參數(shù) 面板類型:竹膠合板;面板厚度(mm):18.00; 面板彈性模量(N/mm2):9500.00; 面板抗彎強度設計值fc(N/mm2):13.00; 面板抗剪強度設計值(N/mm2):1.50; 5.木方參數(shù) 方木抗彎強度設計值fc(N/mm2):13.00;方木彈性模量E(N/mm2):9500.00; 方木抗剪強度設計值ft(N/mm2):1.50; 二、柱模板荷載標準值計算 按《施工手冊》,新澆混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力,按下列公式計算,并取其中的較小值: 其中 γ -- 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3; t -- 新澆混凝土的初凝時間,取2.000h; T -- 混凝土的入模溫度,取12.000℃; V -- 混凝土的澆筑速度,取2.500m/h; H -- 模板計算高度,取6.000m; β1-- 外加劑影響修正系數(shù),取1.000; β2-- 混凝土坍落度影響修正系數(shù),取1.000。 根據(jù)以上兩個公式計算的新澆筑混凝土對模板的最大側(cè)壓力F; 分別為 16.697 kN/m2、144.000 kN/m2,取較小值16.697 kN/m2作為本工程計算荷載。 計算中采用新澆混凝土側(cè)壓力標準值 F1=16.697kN/m2; 傾倒混凝土時產(chǎn)生的荷載標準值 F2= 2 kN/m2。 三、柱模板面板的計算 模板結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的面板屬于受彎構(gòu)件,按簡支梁或連續(xù)梁計算。本工程中取柱截面寬度B方向和H方向中豎楞間距最大的面板作為驗算對象,進行強度、剛度計算。強度驗算要考慮新澆混凝土側(cè)壓力和傾倒混凝土時產(chǎn)生的荷載;撓度驗算只考慮新澆混凝土側(cè)壓力。 由前述參數(shù)信息可知,柱截面寬度B方向豎楞間距最大,為l= 320 mm,且豎楞數(shù)為 3,面板為2 跨,因此對柱截面寬度B方向面板按均布荷載作用下的二跨連續(xù)梁進行計算。 面板計算簡圖 1.面板抗彎強度驗算 對柱截面寬度B方向面板按均布荷載作用下的二跨連續(xù)梁用下式計算最大跨中彎距: 其中, M--面板計算最大彎距(N.mm); l--計算跨度(豎楞間距): l =320.0mm; q--作用在模板上的側(cè)壓力線荷載,它包括: 新澆混凝土側(cè)壓力設計值q1: 1.2×16.70×0.45×0.90=8.115kN/m; 傾倒混凝土側(cè)壓力設計值q2: 1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m,式中,0.90為按《施工手冊》取用的臨時結(jié)構(gòu)折減系數(shù)。 q = q1 + q2 =8.115+1.134=9.249 kN/m; 面板的最大彎距:M =0.125 ×9.249×320×320= 9.47×104N.mm; 面板最大應力按下式計算: 其中, σ --面板承受的應力(N/mm2); M --面板計算最大彎距(N.mm); W --面板的截面抵抗矩 : b:面板截面寬度,h:面板截面厚度; W= 450×18.0×18.0/6=2.43×104 mm3; f --面板的抗彎強度設計值(N/mm2); f=13.000N/mm2; 面板的最大應力計算值: σ = M/W = 9.47×104 / 2.43×104 = 3.897N/mm2; 面板的最大應力計算值 σ =3.897N/mm2 小于 面板的抗彎強度設計值 [σ]=13N/mm2,滿足要求! 2.面板抗剪驗算 最大剪力按均布荷載作用下的二跨連續(xù)梁計算,公式如下: 其中, ∨--面板計算最大剪力(N); l--計算跨度(豎楞間距): l =320.0mm; q--作用在模板上的側(cè)壓力線荷載,它包括: 新澆混凝土側(cè)壓力設計值q1: 1.2×16.70×0.45×0.90=8.115kN/m; 傾倒混凝土側(cè)壓力設計值q2: 1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m,式中,0.90為按《施工手冊》取用的臨時結(jié)構(gòu)折減系數(shù)。 q = q1 + q2 =8.115+1.134=9.249 kN/m; 面板的最大剪力:∨ = 0.625×9.249×320.0 = 1849.748N; 截面抗剪強度必須滿足下式: 其中, τ --面板承受的剪應力(N/mm2); ∨--面板計算最大剪力(N):∨ = 1849.748N; b--構(gòu)件的截面寬度(mm):b = 450mm ; hn--面板厚度(mm):hn = 18.0mm ; fv---面板抗剪強度設計值(N/mm2):fv = 13.000 N/mm2; 面板截面受剪應力計算值: τ =3×1849.748/(2×450×18.0)=0.343N/mm2; 面板截面抗剪強度設計值: [fv]=1.500N/mm2; 面板截面的受剪應力 τ =0.343N/mm2 小于 面板截面抗剪強度設計值 [fv]=1.5N/mm2,滿足要求! 3.面板撓度驗算 最大撓度按均布荷載作用下的二跨連續(xù)梁計算,撓度計算公式如下: 其中, ω--面板最大撓度(mm); q--作用在模板上的側(cè)壓力線荷載(kN/m): q = 16.70×0.45=7.51 kN/m; l--計算跨度(豎楞間距): l =320.0mm ; E--面板彈性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ; I--面板截面的慣性矩(mm4); I= 450×18.0×18.0×18.0/12 = 2.19×105 mm4; 面板最大容許撓度: [ω] = 320 / 250 = 1.28 mm; 面板的最大撓度計算值: ω = 0.521×7.51×320.04/(100×9500.0×2.19×105) = 0.198 mm; 面板的最大撓度計算值 ω =0.198mm 小于 面板最大容許撓度設計值 [ω]= 1.28mm,滿足要求! 四、豎楞方木的計算 模板結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的豎楞(小楞)屬于受彎構(gòu)件,按連續(xù)梁計算。 本工程柱高度為6.0m,柱箍間距為450mm,豎楞為大于 3 跨,因此按均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算。 本工程中,豎楞采用木楞,寬度60mm,高度80mm,截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 60×80×80/6 = 64cm3; I = 60×80×80×80/12 = 256cm4; 豎楞方木計算簡圖 1.抗彎強度驗算 支座最大彎矩計算公式: 其中, M--豎楞計算最大彎距(N.mm); l--計算跨度(柱箍間距): l =450.0mm; q--作用在豎楞上的線荷載,它包括: 新澆混凝土側(cè)壓力設計值q1: 1.2×16.70×0.32×0.90=5.770kN/m; 傾倒混凝土側(cè)壓力設計值q2: 1.4×2.00×0.32×0.90=0.806kN/m; q = (5.770+0.806)/2=3.288 kN/m; 豎楞的最大彎距:M =0.1×3.288×450.0×450.0= 6.66×104N.mm; 其中, σ --豎楞承受的應力(N/mm2); M --豎楞計算最大彎距(N.mm); W --豎楞的截面抵抗矩(mm3),W=6.40×104; f --豎楞的抗彎強度設計值(N/mm2); f=13.000N/mm2; 豎楞的最大應力計算值: σ = M/W = 6.66×104/6.40×104 = 1.04N/mm2; 豎楞的最大應力計算值 σ =1.04N/mm2 小于 豎楞的抗彎強度設計值 [σ]=13N/mm2,滿足要求! 2.抗剪驗算 最大剪力按均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算,公式如下: 其中, ∨--豎楞計算最大剪力(N); l--計算跨度(柱箍間距): l =450.0mm; q--作用在模板上的側(cè)壓力線荷載,它包括: 新澆混凝土側(cè)壓力設計值q1: 1.2×16.70×0.32×0.90=5.770kN/m; 傾倒混凝土側(cè)壓力設計值q2: 1.4×2.00×0.32×0.90=0.806kN/m; q = (5.770+0.806)/2=3.288 kN/m; 豎楞的最大剪力:∨ = 0.6×3.288×450.0 = 887.879N; 截面抗剪強度必須滿足下式: 其中, τ --豎楞截面最大受剪應力(N/mm2); ∨--豎楞計算最大剪力(N):∨ = 887.879N; b--豎楞的截面寬度(mm):b = 60.0mm ; hn--豎楞的截面高度(mm):hn = 80.0mm ; fv--豎楞的抗剪強度設計值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2; 豎楞截面最大受剪應力計算值: τ =3×887.879/(2×60.0×80.0)=0.277N/mm2; 豎楞截面抗剪強度設計值: [fv]=1.500N/mm2; 豎楞截面最大受剪應力計算值 τ =0.277N/mm2 小于 豎楞截面抗剪強度設計值 [fv]=1.5N/mm2,滿足要求! 3.撓度驗算 最大撓度按三跨連續(xù)梁計算,公式如下: 其中, ω--豎楞最大撓度(mm); q--作用在豎楞上的線荷載(kN/m): q =16.70×0.32 = 5.34 kN/m; l--計算跨度(柱箍間距): l =450.0mm ; E--豎楞彈性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ; I--豎楞截面的慣性矩(mm4),I=2.56×106; 豎楞最大容許撓度: [ω] = 450/250 = 1.8mm; 豎楞的最大撓度計算值: ω = 0.677×5.34×450.04/(100×9500.0×2.56×106) = 0.061 mm; 豎楞的最大撓度計算值 ω=0.061mm 小于 豎楞最大容許撓度 [ω]=1.8mm ,滿足要求! 五、B方向柱箍的計算 本工程中,柱箍采用方木,截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 8 ×10 ×10 / 6 = 133.33 cm3; I = 8 ×10 ×10 ×10 / 12 = 666.67 cm4; 柱箍為2 跨,按集中 荷載二跨連續(xù)梁計算(附計算簡圖): B方向柱箍計算簡圖 其中 P - -豎楞方木傳遞到柱箍的集中荷載(kN),豎楞距離取B方向的; P = (1.2 ×16.7×0.9 + 1.4 ×2×0.9)×0.32 × 0.45/1 = 2.96 kN; B方向柱箍剪力圖(kN) 最大支座力: N = 4.269 kN; B方向柱箍彎矩圖(kN.m) 最大彎矩: M = 0.116 kN.m; B方向柱箍變形圖(mm) 最大變形: V = 0.020 mm; 1. 柱箍抗彎強度驗算 柱箍截面抗彎強度驗算公式 其中 ,柱箍桿件的最大彎矩設計值: M = 0.12 kN.m; 彎矩作用平面內(nèi)柱箍截面抵抗矩: W = 133.33 cm3; B邊柱箍的最大應力計算值: σ = 0.83 N/mm2; 柱箍的抗彎強度設計值: [f] = 13 N/mm2; B邊柱箍的最大應力計算值 σ =0.83N/mm2 小于 柱箍的抗彎強度設計值 [f]=13N/mm2,滿足要求! 2. 柱箍撓度驗算 經(jīng)過計算得到: ω = 0.02 mm; 柱箍最大容許撓度:[ω] = 350 / 250 = 1.4 mm; 柱箍的最大撓度 ω =0.02mm 小于 柱箍最大容許撓度 [ω]=1.4mm,滿足要求! 六、B方向?qū)菟ǖ挠嬎?br>計算公式如下: 其中 N -- 對拉螺栓所受的拉力; A -- 對拉螺栓有效面積 (mm2); f -- 對拉螺栓的抗拉強度設計值,取170 N/mm2; 查表得: 對拉螺栓的型號: M12 ; 對拉螺栓的有效直徑: 9.85 mm; 對拉螺栓的有效面積: A= 76 mm2; 對拉螺栓所受的最大拉力: N = 4.269 kN。 對拉螺栓最大容許拉力值: [N] = 1.70×105×7.60×10-5 = 12.92 kN; 對拉螺栓所受的最大拉力 N=4.269kN 小于 對拉螺栓最大容許拉力值 [N]=12.92kN,對拉螺栓強度驗算滿足要求! 七、H方向柱箍的計算 本工程中,柱箍采用木楞,截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 8 ×10 ×10 / 6 = 133.33 cm3; I = 8 ×10 ×10 ×10 / 12 = 666.67 cm4; 柱箍為2 跨,按二跨 連續(xù)梁計算(附計算簡圖): H方向柱箍計算簡圖 其中 P -- 豎楞方木傳遞到柱箍的集中荷載(kN),豎楞距離取H方向的; P = (1.2×16.7×0.9+1.4×2×0.9)×0.32 ×0.45/1 = 2.96 kN;
H方向柱箍剪力圖(kN) 最大支座力: N = 4.269 kN; H方向柱箍彎矩圖(kN.m) 最大彎矩: M = 0.116 kN.m; H方向柱箍變形圖(mm) 最大變形: V = 0.020 mm; 1.柱箍抗彎強度驗算 柱箍截面抗彎強度驗算公式:
其中, 柱箍桿件的最大彎矩設計值: M = 0.12 kN.m; 彎矩作用平面內(nèi)柱箍截面抵抗矩: W = 133.33 cm3; H邊柱箍的最大應力計算值: σ = 0.826 N/mm2; 柱箍的抗彎強度設計值: [f] = 13 N/mm2; H邊柱箍的最大應力計算值 σ =0.826N/mm2 小于 柱箍的抗彎強度設計值 [f]=13N/mm2,滿足要求! 2. 柱箍撓度驗算 經(jīng)過計算得到: V = 0.02 mm; 柱箍最大容許撓度: [V] = 350 / 250 = 1.4 mm; 柱箍的最大撓度 V =0.02mm 小于 柱箍最大容許撓度 [V]=1.4mm,滿足要求! 八、H方向?qū)菟ǖ挠嬎?br>驗算公式如下: 其中 N -- 對拉螺栓所受的拉力; A -- 對拉螺栓有效面積 (mm2); f -- 對拉螺栓的抗拉強度設計值,取170 N/mm2; 查表得: 對拉螺栓的直徑: M12 ; 對拉螺栓有效直徑: 9.85 mm; 對拉螺栓有效面積: A= 76 mm2; 對拉螺栓最大容許拉力值: [N] = 1.70×105×7.60×10-5 = 12.92 kN; 對拉螺栓所受的最大拉力: N = 4.269 kN。 對拉螺栓所受的最大拉力: N=4.269kN 小于 [N]=12.92kN, 對拉螺栓強度驗算滿足要求! 三、梁模板(木支撐)計算書 梁的模板設計計算以航站樓工程 KL2(4)為例計算如下:
一、計算參數(shù) 1、模板參數(shù) 木支撐縱距Lb (m): 0.400; 立桿計算高度H (m): 6.200; 立桿采用圓木; 立桿圓木大頭直徑R(mm): 200.000; 立桿圓木小頭直徑r(mm): 100.000; 梁底斜撐方木截面寬度b1 (mm): 60.000: 梁底斜撐方木截面高度h1 (mm): 80.000: 帽木長度La(m): 1.200: 帽木截面寬度b2 (mm): 80.000: 帽木斜撐方木截面高度h2 (mm): 120.000: 斜撐與立桿連接處到帽木的距離h0 (mm): 600.000: 梁截面寬度B(m): 0.400: 梁截面高度D(m): 1.000: 2、荷載參數(shù) 模板自重(kN/m2): 0.350; 混凝土與鋼筋自重(kN/m2): 25.000; 振搗混凝土荷載(kN/m2): 1.000; 新澆混凝土荷載側(cè)壓力(kN/m2):12.000; 3、梁側(cè)模板參數(shù) 梁側(cè)斜撐截面寬度b3 (mm): 80.000; 梁側(cè)斜撐截面高度h3 (mm): 80.000; 梁側(cè)背楞截面寬度b4 (mm): 80.000; 梁側(cè)背楞截面高度h4 (mm): 80.000; 梁側(cè)斜撐至梁側(cè)背楞的距離Ld(m): 0.150; 4、面板參數(shù) 面板選用類型: 膠合面板; 面板彈性模量E(N/mm2): 9500.000; 面板厚度(mm): 40.000; 面板抗彎設計值fm(N/mm2): 13.000; 5、立桿圓木參數(shù) 立桿圓木選用木材:柏木; 圓木彈性模量E(N/mm2): 10000.000; 圓木抗壓強度設計值fv(N/mm2): 16.000; 6、斜撐方木參數(shù) 斜撐方木選用木材:東北落葉松; 斜撐方木彈性模量E(N/mm2): 10000.000; 斜撐方木抗壓強度設計值fv(N/mm2): 15.000; 7、帽木方木參數(shù) 帽木方木選用木材:東北落葉松; 彈性模量E(N/mm2): 10000.000; 抗剪強度設計值fv(N/mm2): 1.600; 抗彎強度設計值fm(N/mm2): 17.000; 8、梁側(cè)背楞參數(shù) 梁側(cè)背楞選用類型:東北落葉松; 梁側(cè)背楞彈性模量E(N/mm2): 10000.000; 梁側(cè)背楞抗彎強度設計值fm(N/mm2): 17.000;
二、梁模板荷載標準值計算 1.梁側(cè)模板荷載 強度驗算要考慮新澆混凝土側(cè)壓力和傾倒混凝土時產(chǎn)生的荷載;撓度驗算只考慮新澆混凝土側(cè)壓力。 按《施工手冊》,新澆混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力,按下列公式計算,并取其中的較小值: 其中 γ -- 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3; t -- 新澆混凝土的初凝時間,可按現(xiàn)場實際值取,輸入0時系統(tǒng)按200/(T+15)計算,得5.714h; T -- 混凝土的入模溫度,取20.000℃; V -- 混凝土的澆筑速度,取2.500m/h; H -- 混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面總高度,取0.500m; β1-- 外加劑影響修正系數(shù),取1.000; β2-- 混凝土坍落度影響修正系數(shù),取0.850。 根據(jù)以上兩個公式計算的新澆筑混凝土對模板的最大側(cè)壓力F; 分別為 40.549 kN/m2、12.000 kN/m2,取較小值12.000 kN/m2作為本工程計算荷載。 三、梁側(cè)模板面板的計算: 面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗算其抗彎強度和剛度。強度驗算要考慮新澆混凝土側(cè)壓力和振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載;撓度驗算只考慮新澆混凝土側(cè)壓力。計算的原則是按照支撐的間距和模板面的大小,按支撐在龍骨上的簡支梁計算。
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