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柱模板计算书品茗软件大厦工程;工程建设地点杭州市文二路教工路口;属于结构;地上0层;地下0层;建筑高度0m;标准层层高0m;总建筑__0平方米;总工期0天本工程由某某房开公司投资建设,某某设计院设计,某某勘察单位地质勘察,某某监理公司监理,某某施工单位__施工;由章某某担任项目经理,李某某担任技术负责人柱模板的计算依据《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》GB50009-
2001、《混凝土结构设计规范》GB50010-
2002、《钢结构设计规范》GB50017-2003等规范编制柱模板的背部支撑由两层(木楞或钢楞)组成,第一层为直接支撑模板的竖楞,用以支撑混凝土对模板的侧压力;第二层为支撑竖楞的柱箍,用以支撑竖楞所受的压力;柱箍之间用对拉螺栓相互拉接,形成一个完整的柱模板支撑体系柱模板设计示意图柱截面宽度Bmm:
600.00;柱截面高度Hmm:
800.00;柱模板的总计算高度:H=
5.70m;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;计算简图
一、参数信息
1.基本参数柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:0;柱截面宽度B方向竖楞数目:5;柱截面高度H方向对拉螺栓数目:1;柱截面高度H方向竖楞数目:5;对拉螺栓直径mm:M14;
2.柱箍信息柱箍材料:钢楞;截面类型:圆钢管48×
3.0;钢楞截面惯性矩Icm4:
10.78;钢楞截面抵抗矩Wcm3:
4.49;柱箍的间距mm:450;柱箍合并根数:2;
3.竖楞信息竖楞材料:木楞;竖楞合并根数:2;宽度mm:
30.00;高度mm:
80.00;
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:
9500.00;面板抗弯强度设计值fcN/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fcN/mm2:
13.00;方木弹性模量EN/mm2:
9500.00;方木抗剪强度设计值ftN/mm2:
1.50;钢楞弹性模量EN/mm2:2_____.00;钢楞抗弯强度设计值fcN/mm2:
205.00;
二、柱模板荷载标准值计算其中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
20.000m/h;H--模板计算高度,取
5.700m;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
65.172kN/m
2、
136.800kN/m2,取较小值
65.172kN/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=
65.172kN/m2;倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/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,柱截面高度H方向竖楞间距最大,为l=192mm,且竖楞数为5,面板为大于3跨,因此柱截面高度H方向面板按均布荷载作用下下的三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三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=
192.0mm;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×
65.17×
0.45×
0.90=
31.674kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×
2.00×
0.45×
0.90=
1.134kN/m;式中,
0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数q=q1+q2=
31.674+
1.134=
32.808kN/m;面板的最大弯距M=
0.1×
32.808×192×192=
1.21×105N.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=450×
15.0×
15.0/6=
1.69×104mm3;f--面板的抗弯强度设计值N/mm2;f=
13.000N/mm2;面板的最大应力计算值σ=M/W=
1.21×105/
1.69×104=
7.167N/mm2;面板的最大应力计算值σ=
7.167N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[σ]=13N/mm2,满足要求!
2.面板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,∨--面板计算最大剪力N;l--计算跨度竖楞间距:l=
192.0mm;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×
65.17×
0.45×
0.90=
31.674kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×
2.00×
0.45×
0.90=
1.134kN/m;式中,
0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数q=q1+q2=
31.674+
1.134=
32.808kN/m;面板的最大剪力∨=
0.6×
32.808×
192.0=
3779.435N;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∨=
3779.435N;b--构件的截面宽度mm b=450mm;hn--面板厚度mm hn=
15.0mm;fv---面板抗剪强度设计值N/mm2fv=
13.000N/mm2;面板截面受剪应力计算值:τ=3×
3779.435/2×450×
15.0=
0.840N/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=
0.84N/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三跨连续梁计算,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=
65.17×
0.45=
29.33kN/m;ν--面板最大挠度mm;l--计算跨度竖楞间距:l=
192.0mm;E--面板弹性模量(N/mm2)E=
9500.00N/mm2;I--面板截面的惯性矩mm4;I=450×
15.0×
15.0×
15.0/12=
1.27×105mm4;面板最大容许挠度:[ν]=192/250=
0.768mm;面板的最大挠度计算值:ν=
0.677×
29.33×
192.04/100×
9500.0×
1.27×105=
0.224mm;面板的最大挠度计算值ν=
0.224mm小于面板最大容许挠度设计值[ν]=
0.768mm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
5.7m柱箍间距为450mm,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30mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=30×80×80/6=32cm3;I=30×80×80×80/12=128cm4;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=
450.0mm;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×
65.17×
0.14×
0.90=
9.995kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×
2.00×
0.14×
0.90=
0.358kN/m;q=
9.995+
0.358/2=
5.176kN/m;竖楞的最大弯距M=
0.1×
5.176×
450.0×
450.0=
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=
3.20×104;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/
3.20×104=
3.276N/mm2;竖楞的最大应力计算值σ=
3.276N/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=
450.0mm;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×
65.17×
0.14×
0.90=
9.995kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×
2.00×
0.14×
0.90=
0.358kN/m;q=
9.995+
0.358/2=
5.176kN/m;竖楞的最大剪力∨=
0.6×
5.176×
450.0=
1397.603N;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∨=
1397.603N;b--竖楞的截面宽度mm b=
30.0mm;hn--竖楞的截面高度mm hn=
80.0mm;fv--竖楞的抗剪强度设计值N/mm2fv=
1.500N/mm2;竖楞截面最大受剪应力计算值:τ=3×
1397.603/2×
30.0×
80.0=
0.874N/mm2;竖楞截面抗剪强度设计值:[fv]=
1.500N/mm2;竖楞截面最大受剪应力计算值τ=
0.874N/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=
65.17×
0.14=
9.25kN/m;ν--竖楞最大挠度mm;l--计算跨度柱箍间距:l=
450.0mm;E--竖楞弹性模量(N/mm2)E=
9500.00N/mm2;I--竖楞截面的惯性矩mm4,I=
1.28×106;竖楞最大容许挠度:[ν]=450/250=
1.8mm;竖楞的最大挠度计算值:ν=
0.677×
9.25×
450.04/100×
9500.0×
1.28×106=
0.211mm;竖楞的最大挠度计算值ν=
0.211mm小于竖楞最大容许挠度[ν]=
1.8mm,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×
3.0;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=
4.49cm3;钢柱箍截面惯性矩I=
10.78cm4;柱箍为单跨,按集中荷载简支梁计算(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×
65.17×
0.9+
1.4×2×
0.9×
0.142×
0.45/2=
2.33kN;B方向柱箍剪力图kN最大支座力:N=
4.659kN;B方向柱箍弯矩图kN·m最大弯矩:M=
1.246kN.m;B方向柱箍变形图mm最大变形:V=
3.691mm;
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=
1.25kN.m;弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩:W=
4.49cm3;B边柱箍的最大应力计算值:σ=
264.33N/mm2;柱箍的抗弯强度设计值:[f]=205N/mm2;B边柱箍的最大应力计算值σ=
264.33N/mm2大于柱箍的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,不满足要求!建议增大柱箍的截面尺寸或者减小柱箍间距或者增加B方向的对拉螺栓数目!(当界面上柱箍的支撑根数为1时,也可将柱箍的支撑根数增加为2)
2.柱箍挠度验算经过计算得到:ν=
3.691mm;柱箍最大容许挠度:[ν]=600/250=
2.4mm;柱箍的最大挠度ν=
3.691mm大于柱箍最大容许挠度[ν]=
2.4mm,不满足要求!建议增大柱箍的截面尺寸或者减小柱箍间距或者增加B方向的对拉螺栓数目!(当界面上柱箍的支撑根数为1时,也可将柱箍的支撑根数增加为2)
六、B方向对拉螺栓的计算B方向没有设置对拉螺栓!
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×
3.0;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=
4.49cm3;钢柱箍截面惯性矩I=
107.8cm4;柱箍为2跨,按二跨连续梁计算(附计算简图)H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×
65.17×
0.9+
1.4×2×
0.9×
0.192×
0.45/2=
3.15kN;H方向柱箍剪力图kN最大支座力:N=
9.407kN;H方向柱箍弯矩图kN·m最大弯矩:M=
0.399kN.m;H方向柱箍变形图mm最大变形:V=
0.200mm;
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=
0.4kN.m;弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩:W=
4.49cm3;H边柱箍的最大应力计算值:σ=
84.606N/mm2;柱箍的抗弯强度设计值:[f]=205N/mm2;H边柱箍的最大应力计算值σ=
84.606N/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:V=
0.2mm;柱箍最大容许挠度:[V]=400/250=
1.6mm;柱箍的最大挠度V=
0.2mm小于柱箍最大容许挠度[V]=
1.6mm,满足要求!
八、H方向对拉螺栓的计算验算公式如下:其中N--对拉螺栓所受的拉力;A--对拉螺栓有效__mm2;f--对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;查表得对拉螺栓的直径:M14;对拉螺栓有效直径:
11.55mm;对拉螺栓有效__:A=105mm2;对拉螺栓最大容许拉力值:[N]=
1.70×105×
1.05×10-4=
17.85kN;对拉螺栓所受的最大拉力:N=
9.407kN对拉螺栓所受的最大拉力:N=
9.407kN小于[N]=
17.85kN,对拉螺栓强度验算满足要求!结论和建议:
1.B边柱箍的最大应力计算值σ=
264.33N/mm2大于柱箍的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,不满足要求!建议增大柱箍的截面尺寸或者减小柱箍间距或者增加B方向的对拉螺栓数目!(当界面上柱箍的支撑根数为1时,也可将柱箍的支撑根数增加为2)
2.柱箍的最大挠度ν=
3.691mm大于柱箍最大容许挠度[ν]=
2.4mm,不满足要求!建议增大柱箍的截面尺寸或者减小柱箍间距或者增加B方向的对拉螺栓数目!(当界面上柱箍的支撑根数为1时,也可将柱箍的支撑根数增加为2)。