模板专项施工方案
第一章 编制依据
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中国建筑工业出版社; 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中国建筑工业出版社; 《建筑施工计算手册》江正荣著 中国建筑工业出版社; 《建筑施工手册》第四版 中国建筑工业出版社;
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011 中国建筑工业出版社;
《钢结构设计规范》GB 50017-2003中国建筑工业出版社;
第二章 工程概况
和平嘉园南区二期地下车库及4#~6#住宅楼工程位于榆中县和平镇泉子沟,属于剪力墙结构,地下二层,地上部分为18层,地下二层为丙(2)地下一层为丙(2)类库房,配电室及进排风机房,地上以上均为住宅,建筑高度56.7米。主体为现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系,建筑设计使用年限为50年,建筑分类为一类高层住宅楼,耐火等级为地上一级,地下一级;屋面防水等级I级;地下室防水等级II级。砌体施工质量控制等级为B级;抗震设防烈度为七度。本工程地下建筑面积16323.48㎡,地上建筑面积30004.52㎡,总建筑面积46328㎡。标准层层高2.9米,施工工期为720天。
本工程由兰州永强房地产开发有限责任公司投资建设,兰州新现代建筑设计有限公司设计,甘肃土木工程科学研究院地质勘查,甘肃瑞鑫建设监理咨询有限公司监理,甘肃红旗建筑工程集团有限公司组织施工;由董妮娜担任项目经理,杨成明担任现场负责人,朱录明担任项目技术负责人。
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第三章 模板方案选择
本工程考虑到施工工期、质量和安全要求,故在选择方案时,应充分考虑以下几点:
1、模板及其支架的结构设计,力求做到结构要安全可靠,造价经济合理。 2、在规定的条件下和规定的使用期限内,能够充分满足预期的安全性和耐久性。 3、选用材料时,力求做到常见通用、可周转利用,便于保养维修。 4、结构选型时,力求做到受力明确,构造措施到位,升降搭拆方便,便于检查验收;
5、综合以上几点,模板及模板支架的搭设,还必须符合JCJ59-2011检查标准要求,要符合省文明标化工地的有关标准。
6、结合以上模板及模板支架设计原则,同时结合本工程的实际情况,综合考虑了以往的施工经验,决定采用以下4种模板及其支架方案:
墙模板,模板支架,梁板模板,地下车库框架柱模板及相应支架。
第四章 材料选择
按清水混凝土的要求进行模板设计,在模板满足强度、刚度和稳定性要求的前提下,尽可能提高表面光洁度,阴阳角模板统一整齐,因该工程工期紧,任务重,项目部决定每个单元准备三层材料周转使用,从而保证施工进度。 墙模板及支架
采用15mm厚竹胶合板,木方和钢管作楞,配套穿墙螺栓M14使用。竖向内楞采用40×80 木方,水平外楞采用钢管48×3.5。加固通过在双钢管处打孔拉结穿墙螺栓。钢管支撑、承重架采用扣件式钢管脚手架由扣件、立杆、横杆(三道)、支座组成。 板模板及支架
采用9mm厚竹胶板,采用40mm×80mm方木支撑。板底圆钢管υ48×3.5钢管,承重架采用扣件式钢管脚手架,由扣件、立杆、横杆、支座组成。 梁模板
采用9mm厚竹胶板,40×80木方(内楞)现场拼制,υ48×3.5圆形钢楞(外楞)支撑,承重架采用扣件式钢管脚手架,由扣件、立杆、横杆、支座组成。
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柱模板
采用15mm 厚竹胶合板,在现场制作施工现场组拼,背内楞采用40×80 木方,采用υ48×3.5钢管加固。
第五章 模板安装
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、施工缝处理完毕后准备模板安装。安装柱模前,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、±0.000以下模板安装要求
(1)底板模板安装顺序及技术要点
垫层施工完毕后进行筏板模板安装,筏板侧模全部采用砖模,后面采用砂夹石回填,工字钢加固,集水坑、电梯井模板采用15mm厚竹胶板按坑大小加工成定型模板。模板固定要牢固,并用钢丝绳将模板拉在底板钢筋上,防止浇筑混凝土时模板上浮。
(2)墙体模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,用鼓风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、粘结牢固并注意穿墙螺栓的安装质量。 (3)梁模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(包括安装水平拉杆和剪力撑)→按标高铺梁底模板→拉线找直→绑扎粱钢筋→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
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骨包住侧模。
(4)楼板模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→次龙骨→柱头模板龙骨→柱头模板、顶板模板→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,然后向中央铺设,按设计要求起拱(跨度大于4m时,起拱0.3%),起拱部位为中间起拱,四周不起拱。 (5)柱模板安装顺序及技术要点 ①模板安装顺序
搭设脚手架→柱模就位安装→安装柱模→安没支撑→固定柱模→浇筑混凝土→拆除脚手架、模板→清理模板 ②技术要点
板块与板块竖向接缝处理,做成企口式拼接,然后加柱箍、支撑体系将柱固定。
3、±0.000以上模板安装要求
(1)墙体模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
模板支模均为双面支模,采用对拉螺栓固定,螺栓孔采用锥形堵头防止漏浆。简体随层高变化墙厚变化,采用改变阴阳角模及B板(丁字板)尺寸调整配模。 (2)梁、板模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,用鼓风机清除墙体内的杂物,做好测量放
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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、粘结牢固并注意穿墙螺栓的安装质量。 (3)梁模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(包括安装水平拉杆和剪力撑)→按标高铺梁底模板→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0.2%),并注意梁的侧模包住底模,下面龙骨包侧模。
(4)楼板模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→次龙骨→柱头模板龙骨→柱头模板、顶板模板→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,宜以每个铺设单元从四周先用阴角模板与墙、梁模板连接,然后向中央铺设,按设计要求起拱(跨度大于4m时,起拱0.2%),起拱部位为中间起拱,四周不起拱。 (5)柱模板安装顺序及技术要点 ①模板安装顺序
搭没脚手架→柱模就位安装→安装柱模→安设支撑→固定柱模→浇筑混凝土→拆除脚手架、模板→清理模板 ②技术要点
板块与板块竖向接缝处理,做成企口式拼接,然后加柱箍、支撑体系将柱固定。
4、模板组拼
模板组装要严格按照模板配板图尺寸拼装成整体,模板在现场拼装时,要控制好相邻板面之间拼缝,两板接头处要加设卡子,以防漏浆,拼装完成后用钢丝把模板和竖向钢管绑扎牢固,以保持模板的整体性。拼装的精度要求如下:
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1、两块模板之间拼缝 ≤1 2、相邻模板之间高低差 ≤1 3、模板平整度 ≤2 4、模板平面尺寸偏差 ±3
5、模板定位
当底板或顶板混凝土浇筑完毕并具有一定强度(≥1.2MPa),即用手按不松软、无痕迹,方可上人开始进行轴线投测。根据轴线位置放出墙柱截面位置尺寸线、模板1000 控制线,以便于墙、梁、柱模板的安装和校正。当墙、柱混凝土浇筑完毕,模板拆除以后,开始引测楼层1000mm 标高控制线,并根据该1000mm 线将板底的控制线直接引测到墙、柱上。
首先根据楼面轴线测量孔引测建筑物的主轴线的控制线,并以该控制线为起点,引出每道墙、柱轴线,根据轴线与施工图用墨线弹出模板的内线、边线以及外侧控制线,施工前三线必须到位,以便于模板的安装和校正。
6、模板的支设
模板支设前用鼓风机将楼面清理干净。不得有积水、杂物,并将施工缝表面浮浆剔除,用水冲净。所有内侧模板必须刷油性脱模剂。
7、墙体模板
墙模板
采用15mm竹胶合板使用前模板表面清理,涂刷隔离剂,严禁隔离剂沾污钢筋与混凝土接槎处。竖向内背楞采用40×80 木方间距200 mm(起步200mm,以上400mm 间距,其余间距600mm),水平外楞矩形钢楞间距500 mm。加固通过背楞上打孔拉结穿墙螺栓水平间距600mm,竖向间距500mm,斜向支撑用钢管中下三道进行间距600 mm加固以保证其稳定。地下室外墙用M14对拉螺栓带止水片,端头带小木块限位片,以防地下水沿对拉螺栓渗入墙内。最下面三道对拉螺栓两侧加双螺母。内墙采用普通可回收穿墙螺栓。
8、柱模板
柱模板
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采用15mm 竹胶合板模板在木工区制作施工现场组拼,竖向内楞采用40×80 木方,柱箍采用圆钢管48×3.5柱截面B方向间距216mm,柱截面H方向间距216用可回收的M14普通穿墙螺栓加固,柱截面B方向间距水平间距650 mm,650竖向间距同柱箍间距,四周加钢管抛撑。柱边角处采用木板条找补海棉条封堵,保证楞角方直、美观。斜向支撑,起步为150mm,每隔1500mm 一道,采用双向钢管对称斜向加固(尽量取45°),柱与柱之间采用拉通线检查验收。柱模木楞盖住板缝,以减少漏浆。
9、楼板模板
模板支架
1、楼板模板采用40mm×80mm木方做板底支撑,中心间距300mm,扣件式钢管脚手架作为撑系统,脚手架排距1.1m,跨距1.1m,步距1.5m。 2、楼板模板施工时注意以下几点:
(1)横板支撑钢管必须在楼面弹线上垫木方;
(2)钢管排架搭设横平竖直,纵横连通,上下层支顶位置一致,连接件需连接牢固,水平拉撑连通;
(3)模板底第一排楞需紧靠墙板,如有缝隙用密封条封孔,模板与模板之间拼接缝小于1mm,否则用腻子封条;
(4)根据房间大小,决定顶板模板起拱大小:<4 开间不考虑起拱,4≤L<6起拱10mm,≥6 的起拱15mm;
(5)模板支设,下部支撑用满堂脚手架支撑下垫垫板。顶板纵横格栅用压刨刨成同样规格,并拉通线找平。特别是四周的格栅,弹线保持在同一标高上,板与格栅用50mm 长钉子固定,格栅间距300mm,板铺完后,用水准仪校正标高,并用靠尺找平。铺设四周模板时,与墙齐平,加密封条,避免墙体\"吃模\",板模周转使用时,将表面的水泥砂浆清理干净,涂刷脱模剂,对变形和四周破损的模板及时修整和更换以确保接缝严密,板面平整;模板铺完后,将杂物清理干净,刷好脱模剂。 (6)从墙根起步300mm 立第一根立杆以后按900mm 和1200mm 的间距立支撑,这样可保证立柱支撑上下层位置对应。水平拉杆要求设上、中、下三道,考虑到人行通道,在支撑中留一条通道,中、下两道水平不设(在顶板支撑完善之后拆除部
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分横杆形成人行通道)。
10、梁模板支撑
梁模板
1、梁侧模板采用木方作为内楞间距300mm,钢管作为外楞间距500mm,采用可回收的M14普通穿墙螺栓加固水平间距500mm,竖向间距同外楞。梁模板采用15mm胶合面板作为面板,梁底采用小头直径为50mm 圆木横向布置,间距300mm。纵向支承为υ48×3.5钢管。扣件式钢管脚手架作为撑系统,脚手架梁跨方向1.5m,梁两侧立杆间0.7m,步距1m。
2、梁模板施工时注意以下几点:
(1)横板支撑钢管必须在楼面弹线上垫木方;
(2)钢管排架搭设横平竖直,纵横连通,上下层支顶位置一致,连接件需连接牢固,水平拉撑连通;
(3)根据梁跨度,决定顶板模板起拱大小:<4不考虑起拱,4≤L<6起拱10mm,≥6 的起拱15mm;
(4)梁侧设置斜向支撑,采用钢管+U型托,对称斜向加固(尽量取45°)
第六章 模板拆除
1、模板拆除根据现场同条件的试块指导强度,符合设计要求的百分率后,由技术人员发放拆模通知书后,方可拆模。
2、模板及其支架在拆除时混凝土强度要达到如下要求。在拆除侧模时,混凝土强度要达到1.2MPa(依据拆模试块强度而定),保证其表面及棱角不因拆除模板而受损后方可拆除。混凝土的底模,其混凝土强度必须符合下表规定后方可拆除。 3、拆除模板的顺序与安装模板顺序相反,先支的模板后拆,后支的先拆。 (1)墙模板拆除
墙模板在混凝土强度达到1.2MPa,能保证其表面及棱角不因拆除而损坏时方能拆除,模板拆除顺序与安装模板顺序相反,先外墙后内墙,先拆外墙外侧模板,再拆除内侧模板,先模板后角模。拆墙模板时,首先拆下穿墙螺栓,再松开地脚螺栓,使模板向后倾斜与墙体脱开。不得在墙上撬模板,或用大锤砸模板,保证拆模时不
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晃动混凝土墙体,尤其拆门窗阴阳角模时不能用大锤砸模板。门窗洞口模板在墙体模板拆除结束后拆除,先松动四周固定用的角钢,再将各面模板轻轻振出拆除,严禁直接用撬棍从混凝土与模板接缝位置撬动洞口模板,以防止拆除时洞口的阳角被损坏,跨度大于1m 的洞口拆模后要加设临时支撑。 (2) 楼板模板拆除
楼板模板拆除时,先调节顶部支撑头,使其向下移动,达到模板与楼板分离的要求,保留养护支撑及其上的养护木方或养护模板,其余模板均落在满堂脚手架上。拆除板模板时要保留板的养护支撑。
4、模板拆除吊至存放地点时,模板保持平放,然后用铲刀、湿布进行清理。支模前刷脱模剂。模板有损坏的地方及时进行修理,以保证使用质量。 5、模板拆除后,及时进行板面清理,涂刷隔离剂,防止粘结灰浆。
第七章 模板技术措施
1、进场模板质量标准
模板要求:
(1)技术性能必须符合相关质量标准(通过收存、检查进场木胶合板出厂合格证和检测报告来检验)。
(2)外观质量检查标准(通过观察检验)
任意部位不得有腐朽、霉斑、鼓泡。不得有板边缺损、起毛。每平方米单板脱胶不大于0.001m2 。每平方米污染面积不大于0.005m2 (3)规格尺寸标准
厚度检测方法:用钢卷尺在距板边20mm 处,长短边分别测3 点、1 点,取8 点平均值;各测点与平均值差为偏差。长、宽检测方法:用钢卷尺在距板边100mm 处分别测量每张板长、宽各2点,取平均值。对角线差检测方法:用钢卷尺测量两对角线之差。翘曲度检测方法:用钢直尺量对角线长度,并用楔形塞尺(或钢卷尺)量钢直尺与板面间最大弦高,后者与前者的比值为翘曲度。
2、模板安装质量要求
必须符合《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB 50204-2002)2011版及相关
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规范要求。即\"模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载\"。 (1)主控项目
1)安装现浇结构的上层模板及其支架时,下层楼板应具有承受上层荷载的承载能力,或加设支架;上下层支架的立柱应对准,并铺设垫板。 检查数量:全数检查。
检验方法:对照模板设计文件和施工技术方案观察。 2)在涂刷模板隔离剂时,不得沾污钢筋和混凝土接槎处。 检查数量:全数检查。 检验方法:观察。 (2) 一般项目
1)模板安装应满足下列要求:
模板的接缝不应漏浆;在浇筑混凝土前,木模板应浇水湿润,但模板内不应有积水;模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂;浇筑混凝土前,模板内的杂物应清理干净; 检查数量:全数检查。 检验方法:观察。
2)对跨度不小于4m 的现浇钢筋混凝土梁、板,其模板应按要求起拱。 检查数量:按规范要求的检验批(在同一检验批内,对梁,应抽查构件数量的10%,且不应少于3 件;对板,应按有代表性的自然间抽查10%,且不得小于3 间。)检验方法:水准仪或拉线、钢尺检查。
3)固定在模板上的预埋件、预留孔洞均不得遗漏,且应安装牢固其偏差应符合附表1的规定;
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检查数量:按规范要求的检验批(对梁、柱,应抽查构件数量的10%,且不应少于3 件;对墙和板,应按有代表性的自然间抽查10%,且不得小于3间)。
检验方法:钢尺检查。
(3)现浇结构模板安装的偏差应符合表1 的规定。
检查数量:按规范要求的检验批(对梁、柱,应抽查构件数量的10%,且不应少于3 件;对墙和板,应按有代表性的自然间抽查10%,且不得小于3间)。现浇结构模板安装允许偏差和检验方法见表1:(检验方法:检查同条件养护试块强度试验值。检查轴线位置时,应沿纵、横两个方向量测,并取其中的较大值。) (4)模板垂直度控制
1)对模板垂直度严格控制,在模板安装就位前,必须对每一块模板线进行复测,
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无误后,方可模板安装。
2)模板拼装配合,工长及质检员逐一检查模板垂直度,确保垂直度不超过6mm,平整度不超过5mm;
3)模板就位前,检查顶模棍位置、间距是否满足要求。 (5)顶板模板标高控制
每层顶板抄测标高控制点,测量抄出混凝土墙上的1000线,根据层高2900mm及板厚,沿墙周边弹出顶板模板的底标高线。 (6)模板的变形控制
1)墙模支设前,竖向梯子筋上,焊接顶模棍(墙厚每边减少1mm)。 2)浇筑混凝土时,做分层尺竿,并配好照明,分层浇筑,严防振捣不实或过振,使模板变形。
3)门窗洞口处对称下混凝土;
4)模板支立后,拉水平、竖向通线,保证混凝土浇筑时易观察模板变形,跑位; 5)浇筑前认真检查螺栓、顶撑及斜撑是否松动; 6)模板支立完毕后,禁止模板与脚手架拉结。 (7)模板的拼缝、接头
模板拼缝、接头不密实时,用塑料密封条堵塞。 (8)窗洞口模板
在窗台模板下口中间留置2个排气孔,以防混凝土浇筑时产生窝气,造成混凝土浇筑不密实。
(9)清扫口的留置
楼梯模板清扫口留在平台梁下口,清扫口50×100 洞,以便用空压机清扫模内的杂物,清理干净后,用木胶合板背订木方固定。
(10)跨度小于4m 不考虑,4~6m 的板起拱10mm;跨度大于6m 的板起拱15mm。 (11)与安装配合
合模前与钢筋、水、电安装等工种协调配合,合模通知书发放后方可合模。 (12)混凝土浇筑时,所有墙板全长、全高拉通线,边浇筑边校正墙板垂直度,每次浇筑时,均派专人专职检查模板,发现问题及时解决。
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(13)为提高模板周转、安装效率,事先按工程轴线位置、尺寸将模板编号,以便定位使用。拆除后的模板按编号整理、堆放。安装操作人员应采取定段、定编号负责制。
3、其他注意事项
在模板工程施工过程上中,严格按照模板工程质量控制程序施工,另外对于一些质量通病制定预防措施,防患于未然,以保证模板工程的施工质量。严格执行交底制度,操作前必须有单项的施工方案和给施工队伍的书面形式的技术交底。 (1)胶合板选统一规格,面板平整光洁、防水性能好的。
(2)进场木方先压刨平直统一尺寸,并码放整齐,木方下口要垫平。 (3)模板配板后四边弹线刨平,以保证墙体、柱子、楼板阳角顺直。 (4)墙模板安装基层找平,并粘贴海绵条,模板下端与事先做好的定位基准靠紧,以保证模板位置正确和防止模板底部漏浆,在外墙继续安装模板前,要设置模板支撑垫带,并校正其平直。
(5)墙模板的对拉螺栓孔平直相对,穿插螺栓不得斜拉硬顶。内墙穿墙螺栓套硬塑料管,塑料管长度比墙厚少2~3mm。
(6)门窗洞口模板制作尺寸要求准确,校正阳角方正后加固,固定,对角用木条拉上以防止变形。
(7)支柱所设的水平撑与剪刀撑,按构造与整体稳定性布置。
4、脱模剂及模板堆放、维修
(1)木胶合板选择水性脱模剂,在安装前将脱膜剂刷上,防止过早刷上后被雨水冲洗掉。
(2)模板贮存时,其上要有遮蔽,其下垫有垫木。垫木间距要适当,避免模板变形或损伤。
(3)装卸模板时轻装轻卸,严禁抛掷,并防止碰撞,损坏模板。周转模板分类清理、堆放。
(4)拆下的模板,如发现翘曲,变形,及时进行修理。破损的板面及时进行修补。
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第八章 主要施工方法及措施
8.1基础筏板厚1500mm、垫层施工完毕后进行基础放线,在基础边线按设计要求用砖模砌筑。
8.2 集水坑和电梯井坑模板侧模采用竹胶板模板,龙骨为Ф48×3.5钢管,内竖向楞间距为 600mm,采用 40× 80 木方,外水平钢楞间距 500mm。用Ф12 短筋制作托模马凳,间距 600mm,提前就位, 托模马凳上表面与积水坑砼上表面平。将积水坑的侧模按照集水坑位置线支设,侧模背后设置Ф48×3.5 钢管做水平支撑,间距 500mm。砼浇筑时先浇筑集水坑和电梯井坑底板的砼,初凝前 1 小时之前进行两侧砼浇筑。
8.3 混凝土墙体模板
8.3.1 地下室外墙处穿墙螺栓均采用ф14螺栓穿ф20PVC管,穿墙螺栓用 “3”形扣件加两个螺母紧固。墙体跟部螺栓@400 设置三道加双螺母,具地面 200。以上为每道500。水平@750。穿墙螺栓两侧用ф10 钢筋长度为 20mm 点焊在螺栓上。模板接缝处水平钢管接头应相互错开。
8.3.2 楼梯间梁窝的处理: 梁窝的处理: 为保证模板流水的通用性,当梁截面尺寸规格不是很大时,梁处模板不断开, 配模时直接通过去,在墙体中预留梁窝,由现场用钢丝网片解决(或者用聚苯板来进行填充),待混凝土浇筑完成后,将钢丝网片后的水泥浆(或将填充的聚苯板掏出)进行剔凿处理,重新进行梁筋绑扎,和顶板一起进行砼浇筑
8.3.3 墙体模板安装
8.3.3.1施工准备工作现场根据图纸进行配模,墙体不宜过大,外墙每面墙体不少于两块模板(防止塔吊吊起时变形)。在模板就位前认真涂刷脱模剂。(不允许在模板就位后刷涂刷脱模剂,防止污染模板与混凝土接触面), 涂刷脱模剂要均匀,不得漏刷,余油用棉丝擦净。 安装模板前,模板办完隐蔽工程验收,弹好楼层的墙身线,门口线,及标高线。应将安装处楼面清理干净,检查墙体中心线、边线、模板安装线。 施工现场备好脱模剂、木方、护身栏杆及操作平台铺板等。电线管、电线盒等与模板固定,门窗套内部设对撑,凡预埋盒与混凝土面相接触的部位需刷脱
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模剂,门窗套侧面与模板面相接触的侧面也需粘海绵条。 为防止模板下口跑浆,安装模板前应清扫墙内杂物,抹好砂浆找平层,但砂浆找平层不能吃入墙身内。在大模板下口与左右端部粘海绵条。
8.3.3.2模板安装
(1)工艺流程:模板底地面处理→外墙楼层接口处理→焊接绑扎模板定位筋→核对预留预埋→刷脱模剂→门口模清理组合刷脱模剂→安装固定门口模具→门口模海绵条→内外模板吊装(单侧,找正位置)→穿入螺栓→内外墙模板吊装(另侧紧固螺栓)→各模板接角处封堵海绵条→模板找正细致紧固螺栓→验收
(2) 模板加固次楞采用 40*80 木方中到中@200mm, 主楞采用双根ф48*3.5 钢管间距同螺栓。
(3)安装模板时,按照先横墙、后纵墙的安装顺序,根据图纸,将横墙模板由塔吊吊至安装位置初步就位,用撬棍按照墙位线调整模板位置,通过调整 “U”型托,校正模板垂直度,安装穿墙杆。
(4)为防止墙体出现漏浆、烂根现象,在内墙模板就位前,模板底口需贴海绵条。外墙模板就位前在墙上粘贴两道海绵条防止漏浆。模板安装完毕后,检查每道模板上口是否平直,穿墙杆是否锁紧,拼缝是否严密,经检查合格后,才能浇筑混凝土。
(5)为了控制墙体截面尺寸在绑扎钢筋时加顶模棍。顶模棍用Φ12 钢筋头加工,长度等于墙宽减 2mm,用无齿锯切割,两侧涂刷防锈漆。
8.3.4 梁、顶板模板 8.3.4.1 顶板模板支设图
(1)楼板模板均采用 9mm厚竹胶板支设,竹胶板现场组合,竖向支撑采用碗口架配 U 托, 下垫40 ㎜×80 ㎜方木(长度≥400 ㎜) ,设 3~5 道拉结杆,离墙 200mm 设第一排支撑, 支模板前要画出支撑布置定位图,保证各层的竖向支撑在同一垂直线上;主龙骨为Ф48 钢管(两根 6m 长钢管中间搭接) ,间距小于等于 1200mm;次龙骨为 40×80mm 方木,间 距 250mm。现浇模板混凝土板、梁施工时可根据设计要求当跨度等于或大于 4m 时,模板应起拱,顶板起拱时应四周向中间起拱,板四周端部仍保持水平,起拱高度为 2‰,Ф14穿墙螺栓套Ф20PVC管
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600mm可调型U托
(2)竹胶板拼缝应在龙骨上,采用硬拼缝。拼缝要求严密平整。
8.3.4.2 梁板节点模板支设图 Ф48钢管@1100, 下垫40*80木方 Ф14穿墙螺栓套Ф20PVC管 Ф48钢管上加600 高可调U托@2000 。
8.3.4.3 清扫口留置由于梁、顶板在浇筑砼时经常污染施工缝处的模板,因此在梁底处模板设置清扫缝,截面宽同梁,长 100 至 150。待浇筑砼前将此处模板堵严,留缝要挤紧,防止漏浆。
8.3.4.4 顶板模板与墙体拼缝处用海绵条粘在墙体上,防止漏浆 8.3.4.5 顶板梁模板安装
(1)模板安装前,应在混凝土墙、柱上弹出模板上皮控制线,模板标高控制线和混凝土软弱层切割线,用切割机在墙体上切割 2mm~3mm 深,然后将上部软弱层剔除后用清水冲刷干净。
(2)模板安装时应从两侧开始,先将第一排立柱和龙骨临时稳定,然后支设立柱,立柱和龙骨依次逐排安装,根据模板上皮控制线,调节支柱高度将龙骨找平后再铺钉模板平台铺完后应校正模板标高,平整度和起拱高度。支模前按+100cm 标高线放出顶板的下口线及100×100 ㎜木方上口线,按照配模的要求安装好支撑(中
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间连接牢固),上下层应保持在一条线上对正对齐。主次龙骨,按照图纸以及起拱要求调整好标高。在房间四周阴角增加通长 100×100 ㎜的木方,与墙之间垫海绵条顶紧,且保证阴角顺直不漏浆。竹胶板边刨光拼缝,铺完后表面清理干净,均匀涂刷脱模剂,板与板拼缝≤1mm。
(3) 顶板支撑第一道距墙 200mm,支撑上下层必须要同轴,支撑下垫木方,设水平拉杆,水平拉杆要通长设置。
(4)框架梁模板的安装先在靠墙边立支撑,边支撑离墙距离应≤200mm。然后安装模板时,梁底模板宽度等于梁净宽,梁侧模下边与梁底模下面平,在侧模板立档外侧铺上 40×80mm 夹木,用夹木将侧模夹紧底模,并将夹木钉牢在底模龙骨上,侧模随立档加斜撑钉牢;侧模与底模接缝处、侧模与板模接缝处均粘贴 5mm 厚海绵条,海绵条不得伸入梁内。 梁模安装后,要拉中线进行检查,复核各梁模中心,位置是否对正,待楼板模板安装后,检查并调整高度,然后将顶板模与梁侧模钉牢。梁底跨中部位用钢管@2000 做顶撑。
(5)顶板模板安装支撑立杆搭设前, 先在房间内按照配制的立杆间距位置铺放 40mm 厚木方。 然后在 40mm 厚木方上搭设立杆,立杆底脚立在木板上,不得直接立在砼表面。 立杆从边跨一侧开始安装,上下层的立杆应对准。先安第一排龙骨和支架,临时固定再安排第二排龙骨和支架,依次逐排安装,立杆支放同时安装水平杆,水平杆上、下两道均要安装;遇有板带梁的位置,在梁位置两边立杆上锁Φ48 管,作为梁模板的支撑。 从楼层 500 线或 1000 线线上返至顶板主龙骨标高弹出控制线,同时弹出顶板厚度控制线。铺钉主、次龙骨,主、次龙骨应两面刨光,沿房间四边次龙骨紧贴墙面,内侧贴 5mm 厚海绵条,海绵条粘在 50×100 木方上,上边沿模板下皮粘贴,与墙面挤紧,防止漏浆。 调节可调螺栓高度,将龙骨找平,铺竹胶板,模板选用尽量用大板和整板,减少拼缝数量,板与板、板与墙之间采取硬拼缝,要求拼缝严密,缝隙小于 2mm。 平面模板铺完后,用水平仪测量模板标高、拱高度等。校完后,将模板上面杂物清理干净并及时办理预检。
8.3.5 框架柱模板
【1】地下室框架柱模板体系: 框架柱模板由柱身、柱箍组成,柱身由四个侧模组成,采用 15mm 厚竹胶合板,用Φ48 钢管形成 “口” 字型固定柱模板, 用Φ
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14 穿墙螺栓内套 PVC 管, “3” 外用型扣件, 间距 500mm。 柱模支撑采用Φ48×3.5 钢管架做斜槎。
【2】框架柱模板安装: 框架柱模板安装: 模板定位筋固定好→沿模板边线贴海绵条→立柱子片模→安装柱箍→校正柱子方正、 垂直和位置→固定
①安装柱模板:通排柱,先安装两端柱,经校正、固定,拉通线校正中间各柱。四片柱模,先安装两片,再安装另外两片。阴阳角接缝处贴上单面粘海绵条,防止漏浆。
②安装柱箍:用Φ48 钢管作口字型,第一道柱箍距模板下口 200mm,其他柱箍间距最大为 500mm,固定好后用木楔背实。
③安装柱模板支撑: 柱子之间互相进行拉接和支撑, 柱支撑与顶板支撑系统连成整体。
④梁柱接头作法:采用 15mm 厚竹胶胶合板作为面板,40*80 的木方为龙骨,制作成定型木模板,用二道柱箍加固。
⑤为了保证柱截面尺寸,帮扎钢筋时在柱内加顶模棍。顶模棍长度同柱截面减 2mm, 用无齿锯切割,两端涂刷防锈漆。
8.3.6门窗洞口模板
8.3.6.1 门窗洞口模板选用由于墙中门窗洞口量相对比较少,所有门窗洞口均采用钢木结合体系,四角处用 8mm, 15×100mm×100mm 的角模夹具与组合板固定(40 ㎜松木板与 12 ㎜竹胶板组合) ,与混凝土接触面采用 15mm 厚的竹胶板。在窗模底侧板上钻透气孔,便于排出振捣时产生的气泡。
8.3.6.2 门窗洞口模板安装
(1)为了防止洞口模板在振捣的时候跑模,可以用短钢筋焊在附加筋上,限制门窗模的位置,模板隐检完成后开始支设门窗洞口模板。
(2)支设洞口模板内支撑,并上紧阴角的紧固件。检查紧固件是否与模板在一个平面上, 平面错台必须小于 1mm。检查洞口对角线尺寸,偏差必须小于 3mm。 (3)复查模板平整度与对角线尺寸。合格后在模板两边贴海绵条防止漏浆。粘贴海绵条时严禁将海绵条贴出模板边。
(4) 门窗洞口模板外侧四面各用两根顶棍固定, 顶棍与暗柱、 连梁的附加筋
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焊接牢固。
8.3.7 电梯井模板
电梯井模板安装电梯井之间的内外模板用螺栓拉接,水平、竖直方向各设三道钢钢管来固定模板。电梯井内模之间设平台,支撑电梯井内壁模板。平台用脚手管从地下直接搭起到顶,上铺脚手板用 8#铁丝固定。
8.3.8 楼梯模板楼梯底模采用 15mm 厚竹胶板,踏步模及挡板采用定型加工木模板。支撑用钢管和可 调型“U”托支撑,两边靠墙处支设方木,保证牢固、严密。楼梯平台采用竹胶板硬拼支模。 楼梯模板底模靠墙侧用刨光木方子找方正,缝用海绵条粘贴,防止漏浆。
8.3.9 地下楼梯支设
(1)楼梯模板采用现场安装的方式,施工前根据实际层高按照图纸放出大样。 (2)按照图纸支平台梁模板及平台模板,方法同顶板。
(3)支底模时按照上下休息平台连线的角度布设立杆,立杆的角度垂直于底模,立杆距墙 100mm,排距 1200 mm。方法同顶板。
(4)侧模采用竹胶板制作成异型模板钉在底模上,保持垂直度。 (5)在侧模内侧和墙体上放出踏步位置,依照放线钉踏步立板。 8.4 施工缝模板 8.4. 1 底板后浇带模板
【1】底板后浇带模板采用钢丝网现场加工,与 15mm厚竹胶胶合板,次龙骨 40×80 木方相结合。
【2】后浇带防护采用两侧砌筑一层普通 120mm 砖用竹胶板模覆盖,防止上部雨水及垃圾进入后浇带腐蚀模板,减少日后对后浇带处垃圾清理的难度。
8.4.2 顶板、梁后浇带模板顶板、
【1】顶板施工缝模板采用 1.2cm 厚竹胶合板,按钢筋间距、直径在竹胶板上打出相应的孔洞。施工缝模板应支设牢固,确保其具有足够刚度。
【2】底板、顶板与外墙均设置后浇带, 1000mm 宽。后浇带混凝土待本楼层施工完毕两个月后用高一强度等级微膨胀混凝土浇筑。
8.5 模板的现场制作与外加工
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8.5.1 对木制模板质量要求木制模板质量质量要求
(1)顶板模板采用硬拼缝,缝隙下面设计龙骨位置内,成对钉钉子分别将两块模板固定在同一龙骨上。
(2)模板裁切时,要弹线采用电动工具按线裁切,侧面打磨刷漆刷漆,防止雨水膨胀。
(3)板与板之间的缝隙必须严密,缝隙之间的偏差不得大于 1 ㎜。顶板模板安装完毕,个别缝隙可用水泥腻子将填实磨光。
(4)顶板模板与墙的缝隙采用墙体混凝土标高控制,剔除软弱层后,墙体混凝土应高于顶板混凝土板底标高 5mm,弹线用无齿锯将接槎位置切齐切直。将侧面刨光的龙骨与混凝土墙贴紧不使有缝隙,其上铺模板与外墙贴紧。
(5)相邻两模板用企口形式拼接,拼缝宽度小于等于 2mm,并应把拼缝所在的木方与相邻模板的木方用螺栓固定起来,以便保证模板的整体性和严密性,防止漏浆。
8.5.2 对制作与加工的管理和验收的具体要求
(1)模板及其支撑体系要有足够的强度、刚度和稳定性;支撑部分有足够的支撑面积。
(2)竹胶胶合板板面无翘曲,脱层。边角齐全,无开裂。
(3)竹胶胶合板技术性能要求通过收存、检查进场竹胶板出厂合格证和检测报告来检验进场模板必须符合相关质量标准。
(4)严把各种进场模板验收质量关,不合格产品坚决退场,重点检查模板的表面平整度 和刚度。模板外观质量检查标准(通过观察检验)
① 任意部位不得有腐朽、霉斑、鼓泡。 ② 公称幅面内不得有板边缺损。 ③ 每㎡单板脱胶≤0.001 ㎡。 ④ 每㎡污染面积≤0.005 ㎡。
第九章 安全、环保文明施工措施
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(1)拆模时操作人员必须挂好、系好安全带。
(2)支模前必须搭好相关脚手架(见本工程脚手架方案及相关方案、相关安全操作规程等)。
(3)在拆墙模前不准将脚手架拆除,用塔吊拆时与起重工配合;拆除顶板模板前划定安全区域和安全通道,将非安全通道用钢管、安全网封闭,挂\"禁止通行\"安全标志,操作人员不得在此区域,必须在铺好跳板的操作架上操作。
(4)浇筑混凝土前必须检查支撑是否可靠、扣件是否松动。浇筑混凝土时必须由模板支设班组设专人看模,随时检查支撑是否变形、松动,并组织及时恢复。经常检查支设模板吊钩、斜支撑及平台连接处螺栓是否松动,发现问题及时组织处理。 (5)木工机械必须严格使用倒顺开关和专用开关箱,一次线不得超过3m,外壳接保护零线,且绝缘良好。电锯和电刨必须接用漏电保护器,锯片不得有裂纹(使用前检查,使用中随时检查);且电锯必须具备皮带防护罩、锯片防护罩、分料器和护手装置。使用木工多用机械时严禁电锯和电刨同时使用;使用木工机械严禁戴手套;长度小于50cm 或厚度大于锯片半径的木料严禁使用电锯;两人操作时相互配合,不得硬拉硬拽;机械停用时断电加锁。
(6)用塔吊吊运模板时,必须由起重工指挥,严格遵守相关安全操作规程。模板安装就位前需有缆绳牵拉,防止模板旋转不善撞伤人;垂直吊运必须采取两个以上的吊点,且必须使用卡环吊运。不允许一次吊运二块模板
(7)钢模板堆放时,使模板向下倾斜30°,不得将模板堆放在施工层上,防止模板在风荷载下倾覆。
(8)大模板堆放场地要求硬化、平整、有围护,阴阳角模架设小围护架放置。安装就位后,要采取防止触电保护措施,将大模板加以串联,并同避雷网接通,防止漏电伤人。
(9)在电梯间进行模板施工作业时,必须层层搭设安全防护平台。因混凝土侧力既受温度影响,又受浇筑速度影响,因此当夏季施工温度较高时,可适当增大混凝土浇筑速度,秋冬季施工温度降低混凝土浇筑速度也要适当降低。当T=15℃时,混凝土浇筑速度不大于2m3/h。 (10)环保与文明施工
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夜间22:00~6:00 之间现场停止模板加工和其他模板作业。现场模板加工垃圾及时清理,并存放进指定垃圾站。做到工完场清。整个模板堆放场地与施工现场要达到整齐有序、干净无污染、低噪声、低扬尘、低能耗的整体效果。
第十章 模板计算
第一节 地下室模板支架计算书
模板支架的计算依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)、 《混凝土结构设计规范》GB50010-2012、 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)、 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
一、参数信息:
1.脚手架参数
横向间距或排距(m):0.90;纵距(m):0.90;步距(m):1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;脚手架搭设高度(m):3.70; 采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ;
扣件连接方式:双扣件,取扣件抗滑承载力系数:0.80; 板底支撑连接方式:方木支撑;
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; 楼板浇筑厚度(m):0.25;
施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000;
3.楼板参数
钢筋级别:三级钢HRB 400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi);楼板混凝土标号: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; 计算楼板的宽度(m):8.7;计算楼板的厚度(m):0.4; 计算楼板的长度(m):9.30;施工平均温度(℃):15.000;
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4.木方参数
木方弹性模量E(N/mm):9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm):13.000; 2
2
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):40.00;木方的截面高度(mm):80.00;
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图2 楼板支撑架荷载计算单元
二、模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=4.000×8.000×8.000/6 = 42.67 cm3;
I=4.000×8.000×8.000×8.000/12 = 170.67 cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1= 25.000×0.300×0.250 = 1.875 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m): q2= 0.350×0.300 = 0.105 kN/m ;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):p1 = (1.000 + 2.000)×0.900×0.300 = 0.810 kN;
2.强度验算:
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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和,计算公式如下:
均布荷载 q = 1.2 × (q1 + q2) = 1.2×(1.875 + 0.105) = 2.376 kN/m; 集中荷载 p = 1.4×0.810=1.134 kN;
最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.134×0.900 /4 + 2.376×0.9002/8 = 0.496 kN;
最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.134/2 +2.376×0.900/2 = 1.636 kN ; 方木最大应力计算值 σ= M /W = 0.496×106/42666.67 = 11.618 N/mm2; 方木的抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;
方木的最大应力计算值为 11.618 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!
3.抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
Q = ql/2 + P/2 截面抗剪强度必须满足:
T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力: Q = 2.376×0.900/2+1.134/2 = 1.636 kN;
方木受剪应力计算值 T = 3 ×1.636×103/(2 ×40.000×80.000) = 0.767 N/mm2;
方木抗剪强度设计值 [T] = 1.400 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.767 N/mm 小于方木的抗剪强度设计值 1.400 N/mm,满足要求!
2
2
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,计算公式如下:
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均布荷载 q = q1 + q2 = 1.980 kN/m; 集中荷载 p = 0.810 kN;
最大挠度计算值 V= 5×1.980×900.04 /(384×9500.000×1706666.667) +810.000×900.03 /( 48×9500.000×1706666.7) = 1.802 mm; 最大允许挠度 [V]=900.000/ 250=3.600 mm;
方木的最大挠度计算值 1.802 mm 小于方木的最大允许挠度 3.600 mm,满足要求!
三、板底支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P = 2.376×0.900 + 1.134 = 3.272 kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
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支撑钢管计算变形图(kN.m)
支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.786 kN.m ; 最大变形 Vmax = 1.817 mm ; 最大支座力 Qmax = 10.690 kN ; 最大应力 σ= 154.640 N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205.000 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 154.640 N/mm2 小于支撑钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于900.000/150与10 mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
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
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其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 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,R= 10.690 kN;
R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):
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)脚手架的自重(kN):
NG1 = 0.129×2.900 = 0.374 kN; (2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.350×0.900×0.900 = 0.284 kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 = 25.000×0.250×0.900×0.900 = 5.063 kN; 静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.720 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 = (1.000+2.000 ) ×0.900×0.900 = 2.430 kN; 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ = 10.266 kN;
六、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 10.266 kN; σ---- 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 = 4.89 cm2;
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W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm):W=5.08 cm; 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] =205.000 N/mm2; L0---- 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》,由下式计算
l0 = h+2a
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.100 m; 得到计算结果:
立杆计算长度 L0 = h + 2a = 1.500+2×0.100 = 1.700 m ; L0 / i = 1700.000 / 15.800=108.000 ;
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= 0.530 ; 钢管立杆受压应力计算值;σ=10266.468/(0.530×489.000) = 39.613 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ= 39.613 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f]= 205.000 N/mm2,满足要求!
33
七、楼板强度的计算:
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6.6M,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。
宽度范围内配置Ⅲ级钢筋,配置面积As=1440 mm2,fy=360 N/mm2。 板的截面尺寸为 b×h=3650mm×250mm,截面有效高度 ho=230 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:
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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6.6m,短边为3.7 m;
q = 2× 1.2 × ( 0.350 + 25.000×0.250 ) + 1× 1.2 × ( 0.374×8×5/6.600/3.650 ) + 1.4 ×(1.000 + 2.000) = 20.790 kN/m2;
单元板带所承受均布荷载 q = 6.600×20.786 = 137.187 kN/m; 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax = 0.0813×137.190×3.6502 = 148.590 kN.m
因平均气温为15℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到8天龄期混凝土强度达到62.40%,C35混凝土强度在8天龄期近似等效为C21.840。
混凝土弯曲抗压强度设计值为f2cm=10.446N/mm; 则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( b × ho × fcm ) = 1440.000×360.000 / ( 3650.000×230.000×10.446 )= 0.059
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 αs = 0.057
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此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M1 = αs× b× ho2×fcm = 0.057×3650.000×230.0002×10.446×10-6 = 115.490 kN.m;
结论:由于 ∑Mi = M1+M2=115.490 <= Mmax= 148.590 所以第8天楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。 第2层以下的模板支撑必须保留。
3.验算楼板混凝土16天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边6.6m,短边为3.7 m;
q = 3× 1.2 × ( 0.350 + 25.000×0.250 ) + 2× 1.2 × ( 0.374×8×5/6.600/3.650 ) + 1.4 ×(1.000 + 2.000) = 29.450 kN/m2;
单元板带所承受均布荷载 q = 6.600×29.452 = 194.383 kN/m; 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax = 0.0813×194.380×3.6502 = 210.540 kN.m;
因平均气温为15℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到16天龄期混凝土强度达到83.21%,C35混凝土强度在16天龄期近似等效为C29.120。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=13.878N/mm2; 则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( b × ho × fcm ) = 1440.000×360.000 / ( 3650.000×230.000×13.878 )= 0.044
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 αs = 0.043
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M2 = αs× b× ho2×fcm = 0.043×3650.000×230.0002×13.878×10-6 = 115.310 kN.m;
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结论:由于 ∑Mi =M1+M2= 230.800 > Mmax= 210.540 所以第16天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。 模板支持可以拆除。
第二节 标准层模板支架
一、参数信息:
1.脚手架参数
横向间距或排距(m):1.10;纵距(m):1.10;步距(m):1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;脚手架搭设高度(m):2.50; 采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ;
扣件连接方式:双扣件,取扣件抗滑承载力系数:0.80; 板底支撑连接方式:方木支撑;
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; 楼板浇筑厚度(m):0.10;
施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000;
3.楼板参数
钢筋级别:三级钢HRB 400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi);楼板混凝土标号:C35; 每层标准施工天数:6;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):1440.000; 计算楼板的宽度(m):4.00;计算楼板的厚度(m):0.10; 计算楼板的长度(m):5.90;施工平均温度(℃):20.000;
4.木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):9500.000;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):40.00;木方的截面高度(mm):80.00;
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图2 楼板支撑架荷载计算单元
二、模板支撑方木的计算:
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方木按照简支梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=4.000×8.000×8.000/6 = 42.67 cm3;
I=4.000×8.000×8.000×8.000/12 = 170.67 cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1= 25.000×0.300×0.100 = 0.750 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m): q2= 0.350×0.300 = 0.105 kN/m ;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN): p1 = (1.000 + 2.000)×1.100×0.300 = 0.990 kN;
2.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和,计算公式如下:
均布荷载 q = 1.2 × (q1 + q2) = 1.2×(0.750 + 0.105) = 1.026 kN/m; 集中荷载 p = 1.4×0.990=1.386 kN;
最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.386×1.100 /4 + 1.026×1.1002/8 = 0.536 kN;
最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.386/2 +1.026×1.100/2 = 1.257 kN ; 方木最大应力计算值 σ= M /W = 0.536×106/42666.67 = 12.570 N/mm2; 方木的抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;
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方木的最大应力计算值为 12.570 N/mm 小于方木的抗弯强度设计值 13.0 N/mm,满足要求!
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3.抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
Q = ql/2 + P/2 截面抗剪强度必须满足:
T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力: Q = 1.026×1.100/2+1.386/2 = 1.257 kN;
方木受剪应力计算值 T = 3 ×1.257×103/(2 ×40.000×80.000) = 0.589 N/mm2;
方木抗剪强度设计值 [T] = 1.400 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.589 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.400 N/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,计算公式如下:
均布荷载 q = q1 + q2 = 0.855 kN/m; 集中荷载 p = 0.990 kN;
最大挠度计算值 V= 5×0.855×1100.04 /(384×9500.000×1706666.667) +990.000×1100.03 /( 48×9500.000×1706666.7) = 2.698 mm; 最大允许挠度 [V]=1100.000/ 250=4.400 mm;
方木的最大挠度计算值 2.698 mm 小于 方木的最大允许挠度 4.400 mm,满足要求!
三、板底支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P = 1.026×1.100 + 1.386 = 2.515 kN;
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支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
支撑钢管计算变形图(kN.m)
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支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 1.023 kN.m ; 最大变形 Vmax = 3.204 mm ; 最大支座力 Qmax = 10.074 kN ; 最大应力 σ= 201.286 N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205.000 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 201.286 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1100.000/150与10 mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培》,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
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12.80 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,R= 10.074 kN;
R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):
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)脚手架的自重(kN):
NG1 = 0.129×2.600 = 0.336 kN; (2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.350×1.100×1.100 = 0.424 kN; (3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
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NG3 = 25.000×0.100×1.100×1.100 = 3.025 kN; 静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.784 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 = (1.000+2.000 ) ×1.100×1.100 = 3.630 kN; 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ = 9.623 kN;
六、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 9.623 kN; σ---- 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 = 4.89 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] =205.000 N/mm2; L0---- 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》,由下式计算
l0 = h+2a
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.100 m; 得到计算结果:
立杆计算长度 L0 = h + 2a = 1.500+2×0.100 = 1.700 m ; L0 / i = 1700.000 / 15.800=108.000 ;
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= 0.530 ; 钢管立杆受压应力计算值;σ=9622.992/(0.530×489.000) = 37.130 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ= 37.130 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f]= 205.000 N/mm2,满足要求!
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七、楼板强度的计算:
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5.9M,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。
宽度范围内配置Ⅲ级钢筋,配置面积As=1440 mm2,fy=360 N/mm2。 板的截面尺寸为 b×h=4000mm×100mm,截面有效高度 ho=80 mm。 按照楼板每6天浇筑一层,所以需要验算6天、12天、18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6天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边5.9m,短边为4.0 m;
q = 2× 1.2 × ( 0.350 + 25.000×0.100 ) + 1× 1.2 × ( 0.336×6×4/5.900/4.000 ) + 1.4 ×(1.000 + 2.000) = 11.450 kN/m2;
单元板带所承受均布荷载 q = 5.900×11.450 = 67.553 kN/m; 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax = 0.0749×67.550×4.0002 = 80.955 kN.m;
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因平均气温为20℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到6天龄期混凝土强度达到53.77%,C35混凝土强度在6天龄期近似等效为C18.820。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=9.034N/mm2; 则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( b × ho × fcm ) = 1440.000×360.000 / ( 4000.000×80.000×9.034 )= 0.179
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 αs = 0.163
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M1 = αs× b× ho2×fcm = 0.163×4000.000×80.0002×9.034×10-6 = 37.692 kN.m;
结论:由于 ∑Mi = M1+M2=37.692 <= Mmax= 80.955
所以第6天楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。 第2层以下的模板支撑必须保留。
3.验算楼板混凝土12天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边5.9m,短边为4.0 m;
q = 3× 1.2 × ( 0.350 + 25.000×0.100 ) + 2× 1.2 × ( 0.336×6×4/5.900/4.000 ) + 1.4 ×(1.000 + 2.000) = 15.280 kN/m2;
单元板带所承受均布荷载 q = 5.900×15.279 = 90.148 kN/m; 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax = 0.0749×90.150×4.0002 = 108.033 kN.m;
因平均气温为20℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到12天龄期混凝土强度达到74.57%,C35混凝土强度在12天龄期近似等效为C26.100。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=12.428N/mm2;
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则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( b × ho × fcm ) = 1440.000×360.000 / ( 4000.000×80.000×12.428 )= 0.130
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 αs = 0.122
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M2 = αs× b× ho2×fcm = 0.122×4000.000×80.0002×12.428×10-6 = 38.672 kN.m;
结论:由于 ∑Mi = M1+M2=76.364 <= Mmax= 108.033
所以第12天楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。 第3层以下的模板支撑必须保留。
4.验算楼板混凝土18天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边5.9m,短边为4.0 m;
q = 4× 1.2 × ( 0.350 + 25.000×0.100 ) + 3× 1.2 × ( 0.336×6×4/5.900/4.000 ) + 1.4 ×(1.000 + 2.000) = 19.110 kN/m2;
单元板带所承受均布荷载 q = 5.900×19.109 = 112.742 kN/m; 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax = 0.0749×112.740×4.0002 = 135.110 kN.m;
因平均气温为20℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到18天龄期混凝土强度达到86.74%,C35混凝土强度在18天龄期近似等效为C30.360。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=14.473N/mm2; 则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( b × ho × fcm ) = 1440.000×360.000 / ( 4000.000×80.000×14.473 )= 0.112
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 αs = 0.106
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此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M3 = αs× b× ho2×fcm = 0.106×4000.000×80.0002×14.473×10-6 = 39.173 kN.m;
结论:由于 ∑Mi = M1+M2=115.537 <= Mmax= 135.110
5.验算楼板混凝土24天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边5.9m,短边为4.0 m;
q = 5× 1.2 × ( 0.350 + 25.000×0.100 ) + 4× 1.2 × ( 0.336×6×4/5.900/4.000 ) + 1.4 ×(1.000 + 2.000) = 22.940 kN/m2;
单元板带所承受均布荷载 q = 5.900×22.938 = 135.337 kN/m; 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax = 0.0749×135.340×4.0002 = 162.188 kN.m;
因平均气温为20℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到24天龄期混凝土强度达到95.37%,C35混凝土强度在24天龄期近似等效为C33.380。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=15.922N/mm2; 则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( b × ho × fcm ) = 1440.000×360.000 / ( 4000.000×80.000×15.922 )= 0.102
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 αs = 0.097
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M4 = αs× b× ho2×fcm = 0.097×4000.000×80.0002×15.922×10-6 = 39.455 kN.m;
结论:由于 ∑Mi = M1+M2=154.993 <= Mmax= 162.188
6.验算楼板混凝土30天的强度是否满足承载力要求
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楼板计算长边5.9m,短边为4.0 m;
q = 6× 1.2 × ( 0.350 + 25.000×0.100 ) + 5× 1.2 × ( 0.336×6×4/5.900/4.000 ) + 1.4 ×(1.000 + 2.000) = 26.770 kN/m2;
单元板带所承受均布荷载 q = 5.900×26.768 = 157.932 kN/m; 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax = 0.0749×157.930×4.0002 = 189.265 kN.m;
因平均气温为20℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到30天龄期混凝土强度达到102.07%,C35混凝土强度在30天龄期近似等效为C35.720。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=17.046N/mm2; 则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( b × ho × fcm ) = 1440.000×360.000 / ( 4000.000×80.000×17.046 )= 0.095
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 αs = 0.090
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M5 = αs× b× ho2×fcm = 0.090×4000.000×80.0002×17.046×10-6 = 39.487 kN.m;
结论:由于 ∑Mi =M1+M2= 194.479 > Mmax= 189.265 所以第30天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。 模板支持可以拆除。
第三节 墙模板
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;
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一、参数信息
1.基本参数
次楞(内龙骨)间距(mm):200;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:矩形;
宽度(mm):48.00;高度(mm):100.00;壁厚(mm):3.50;
钢楞截面惯性矩I(cm4):125.18;钢楞截面抵抗矩W(cm3):25.04; 主楞肢数:2;
3.次楞信息
龙骨材料:木楞;
宽度(mm):40.00;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):15.00; 面板弹性模量(N/mm2):9500.00; 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f2c(N/mm):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9500.00;方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):1.50; 钢楞弹性模量E(N/mm2):210000.00; 钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00;
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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1.150。
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;
分别为 54.861 kN/m2、72.000 kN/m2,取较小值54.861 kN/m2作为本工程计算荷载。
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计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=54.861kN/m; 倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2.000 kN/m2。
2
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 =200.0mm; 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: 1.2×54.86×0.50×0.90=29.625kN/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q2: 1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m; q = q1 + q2 =29.625+1.260=30.885 kN/m;
面板的最大弯距:M =0.1×30.885×200.0×200.0= 1.24×105N.mm; 按以下公式进行面板抗弯强度验算:
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其中, σ --面板承受的应力(N/mm); M --面板计算最大弯距(N.mm); W --面板的截面抵抗矩 :
2
b:面板截面宽度,h:面板截面厚度; W= 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 = 1.24×105 / 1.88×104 = 6.589N/mm2; 面板截面的最大应力计算值 σ =6.589N/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 =200.0mm; 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: 1.2×54.86×0.50×0.90=29.625kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m; q = q1 + q2 =29.625+1.260=30.885 kN/m; 面板的最大剪力:∨ = 0.6×30.885×200.0 = 3706.193N; 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):∨ = 3706.193N; b--构件的截面宽度(mm):b = 500mm ; hn--面板厚度(mm):hn = 15.0mm ;
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fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 13.000 N/mm; 面板截面的最大受剪应力计算值: T =3×3706.193/(2×500×15.0)=0.741N/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 T=0.741N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [T]=1.500N/mm2,满足要求!
2
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 = 54.86×0.50 = 27.43N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 200.00mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.00N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.50×1.50×1.50/12=14.06cm4; 面板的最大允许挠度值:[ω] = 0.800mm;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×27.43×200.004/(100×9500.00×1.41×105) = 0.222 mm;
面板的最大挠度计算值: ω =0.222mm 小于等于面板的最大允许挠度值 [ω]=0.800mm,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40mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 40×80×80/6 = 42.67cm3; I = 40×80×80×80/12 = 170.67cm4;
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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:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×54.86×0.20×0.90=11.850kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.20×0.90=0.504kN/m,其中,0.90为折减系数。
q =(11.850+0.504)/2=6.177 kN/m;
内楞的最大弯距:M =0.1×6.177×500.0×500.0= 1.54×105N.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=4.27×104;
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 = 1.54×105/4.27×104 = 3.619 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2;
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内楞的最大应力计算值 σ = 3.619 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:
新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×54.86×0.20×0.90=11.850kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.20×0.90=0.504kN/m,其中,0.90为折减系数。
q = (q1 + q2)/2 =(11.850+0.504)/2=6.177 kN/m; 内楞的最大剪力:∨ = 0.6×6.177×500.0 = 1853.096N; 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):∨ = 1853.096N; b--内楞的截面宽度(mm):b = 40.0mm ; hn--内楞的截面高度(mm):hn = 80.0mm ;
fv--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: fv =3×1853.096/(2×40.0×80.0)=0.869N/mm2; 内楞截面的抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值 τ =0.869N/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
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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 = 54.86×0.20/2=5.49 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=1.71×106;
内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×10.97/2×500.004/(100×9500.00×1.71×106) = 0.143 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=0.143mm 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: 截面类型为钢管,宽度48mm×壁厚为3.50mm; 外钢楞截面抵抗矩 W = 25.04cm3; 外钢楞截面惯性矩 I = 125.18cm4;
外楞计算简图
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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 = (1.2×54.86+1.4×2.00)×0.20×0.50/2=3.09kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 600mm; 外楞最大弯矩:M = 0.175×3088.49×600.00= 3.24×105 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 = 3.24×105 N/mm W -- 外楞的净截面抵抗矩; W = 2.50×104 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 = 3.24×105/2.50×104 = 12.951 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 =12.951N/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 = (1.2×54.86+1.4×2.00)×0.20×0.50/2=3.088kN;
外楞的最大剪力:∨ = 0.65×3088.494 = 1.20×103N; 外楞截面抗剪强度必须满足:
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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):∨ = 1.20×103N; b--外楞的截面宽度(mm):b = 48.0mm ; hn--外楞的截面高度(mm):hn = 100.0mm ;
fv--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 =3×1.20×103/(2×48.0×100.0)=0.376N/mm2; 外楞的截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2; 外楞截面的抗剪强度设计值: [fv]=1.50N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值 τ =0.376N/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 = 54.86×0.20×0.50/2=2.74 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=1.25×106; 外楞的最大挠度计算值: ω =
1.146×5.49×100/2×600.003/(100×210000.00×1.25×106) = 0.026mm; 外楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.400mm;
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外楞的最大挠度计算值 ω =0.026mm 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 =54.861×0.600×0.500 = 16.458 kN。 穿墙螺栓所受的最大拉力 N=16.458kN 小于 穿墙螺栓最大容许拉力值 [N]=17.850kN,满足要求!
第四节 梁模板
梁段:L1。
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一、参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度 B(m):0.30; 梁截面高度 D(m):0.70 混凝土板厚度(mm):0.10;
立杆纵距(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):0.10; 脚手架步距(m):1.50; 梁支撑架搭设高度H(m):2.90; 梁两侧立柱间距(m):0.70;
承重架支设:多根承重立杆,木方支撑垂直梁截面; 梁底增加承重立杆根数:2; 立杆横向间距或排距Lb(m):1.00;
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采用的钢管类型为Φ48×3.50;
扣件连接方式:双扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:0.80;
2.荷载参数
模板自重(kN/m2):0.35; 钢筋自重(kN/m3):1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.5; 新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):18.0;倾倒混凝土侧压力(kN/m2):2.0; 振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0
3.材料参数
木材品种:长叶松;
木材弹性模量E(N/mm2):10000.0; 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; 面板类型:胶合面板;
钢材弹性模量E(N/mm2):210000.0; 钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):205.0;面板弹性模量E(N/mm2):9500.0; 面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0;4.梁底模板参数
梁底模板支撑的间距(mm):300.0; 面板厚度(mm):15.0;
5.梁侧模板参数
主楞间距(mm):500; 次楞间距(mm):300; 穿梁螺栓水平间距(mm):500;
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穿梁螺栓竖向间距(mm):300; 穿梁螺栓直径(mm):M14; 主楞龙骨材料:钢楞;
截面类型为圆形,直径48mm,壁厚3.50mm; 主楞合并根数:2;
主楞龙骨材料:木楞,,宽度40mm,高度80mm;
二、梁模板荷载标准值计算 1.梁侧模板荷载
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:
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1.000。
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 44.343 kN/m2、18.000 kN/m2,取较小值18.000 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倾
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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.抗弯验算
其中, σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2); M -- 面板的最大弯距(N.mm);
W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 50.00×1.5×1.5/6=18.75cm3; [f] -- 面板的抗弯强度设计值(N/mm); 按以下公式计算面板跨中弯矩:
2
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= 1.2×0.50×18.00×0.90=9.72kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.50×2.00×0.90=1.26kN/m; q = q1+q2 = 9.720+1.260 = 10.980 kN/m; 计算跨度(内楞间距): l = 300.00mm;
面板的最大弯距 M= 0.1×10.98×300.002 = 9.88×104N.mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 9.88×104 / 1.88×104=5.270N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f] = 13.000N/mm2;
面板的受弯应力计算值 σ =5.270N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/mm2,满足要求!
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2.挠度验算
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q = 18.00×0.50 = 9.00N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 300.00mm; E--面板材质的弹性模量: E = 9500.00N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.50×1.50×1.50/12=14.06cm4; 面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×9.00×300.004/(100×9500.00×1.41×105) = 0.369 mm;
面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =300.000/250 = 1.200mm; 面板的最大挠度计算值 ω =0.369mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ω]=1.200mm,满足要求!
四、梁侧模板内外楞的计算
1.内楞计算
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,龙骨采用木楞,截面宽度40mm,截面高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 40×80×80/6 = 42.67cm3; I = 40×80×80×80/12 = 170.67cm4;
内楞计算简图
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(1).内楞强度验算
强度验算计算公式如下:
其中, σ -- 内楞弯曲应力计算值(N/mm2); M -- 内楞的最大弯距(N.mm); W -- 内楞的净截面抵抗矩; [f] -- 内楞的强度设计值(N/mm2)。 按以下公式计算内楞跨中弯矩:
其中,作用在内楞的荷载,q = (1.2×18.000×0.90+1.4×2.000×0.90)×0.300/1=6.59kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距): l = 500mm;
内楞的最大弯距: M=0.1×6.59×500.002= 1.65×105N.mm; 经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 1.65×105/4.27×104 = 3.860 N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17.000N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值 σ = 3.860 N/mm2 内楞的抗弯强度设计值 小于 [f]=17.000N/mm2,满足要求!
(2).内楞的挠度验算
其中 E -- 面板材质的弹性模量: 10000.00N/mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =18.00×0.30/1= 5.40 N/mm; l--计算跨度(外楞间距):l = 500.00mm; I--面板的截面惯性矩:E = 1.71×106N/mm2;
内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×5.40×500.004/(100×10000.00×1.71×106) = 0.134 mm;
2
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内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000mm;
内楞的最大挠度计算值 ω=0.134mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm,满足要求!
2.外楞计算
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: 截面类型为圆形,直径48mm,壁厚3.50mm; 外钢楞截面抵抗矩 W = 5.08cm3; 外钢楞截面惯性矩 I = 12.18cm4;
外楞计算简图
(1).外楞抗弯强度验算
其中 σ -- 外楞受弯应力计算值(N/mm2) M -- 外楞的最大弯距(N.mm); W -- 外楞的净截面抵抗矩; [f] --外楞的强度设计值(N/mm2)。 最大弯矩M按下式计算:
其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×18.00×0.90+1.4×2.00×0.90)×0.50
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×0.30/2=1.65kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距): l = 300mm;
外楞的最大弯距:M = 0.175×1647.000×300.000 = 8.65×104N.mm 经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 8.65×104/5.08×103 = 17.021 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205.000N/mm2;
外楞的受弯应力计算值 σ =17.021N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205.000N/mm2,满足要求!
(2).外楞的挠度验算
其中 E -- 外楞的弹性模量,其值为 210000.00N/mm2;
p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: p =18.00×0.50×0.30/1= 1.35 KN;
l--计算跨度(拉螺栓间距):l = 300.00mm; I--面板的截面惯性矩:I = 1.22×105mm4; 外楞的最大挠度计算值: ω =
1.146×1.35×103×300.003/(100×210000.00×1.22×105) = 0.016mm; 外楞的最大容许挠度值: [ω] = 0.750mm;
外楞的最大挠度计算值 ω =0.016mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=0.750mm,满足要求!
五、穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
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170.000 N/mm2; 查表得:
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穿梁螺栓的直径: 14 mm; 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 =18.000×0.500×0.300×2 =5.400 kN。 穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170.000×76/1000 = 12.920 kN; 穿梁螺栓所受的最大拉力 N=5.400kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=12.920kN,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 = 1000.00×15.00×15.00/6 = 3.75×104mm3;
I = 1000.00×15.00×15.00×15.00/12 = 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:
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);
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l--计算跨度(梁底支撑间距): l =100.00mm; 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×(24.00+1.50)×1.00×0.70×0.90=19.28kN/m; 模板结构自重荷载:
q2:1.2×0.35×1.00×0.90=0.38kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载设计值: q3: 1.4×2.00×1.00×0.90=2.52kN/m;
q = q1 + q2 + q3=19.28+0.38+2.52=22.18kN/m; 跨中弯矩计算公式如下:
Mmax = 0.10×22.176×0.100=0.022kN.m; σ =0.022×106/3.75×104=0.591N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =0.591 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 [f]=13.000N/mm2,满足要求!
2
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:
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:
q =((24.0+1.50)×0.700+0.35)×1.00= 18.20N/mm; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =100.00mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值:[ω] =100.00/250 = 0.400mm; 面板的最大挠度计算值: ω =
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0.677×18.200×100.04/(100×9500.0×2.81×105)=0.005mm;
面板的最大挠度计算值: ω =0.005mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 100.0 / 250 = 0.400mm,满足要求!
七、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:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1 = (24.000+1.500)×0.700×1.000=17.850 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2 = 0.350×1.000×(2×0.700+0.300)/ 0.300=1.983 kN/m; (3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.500+2.000)×0.300×1.000=1.350 kN;
2.方木的支撑力验算
均布荷载 q = 1.2×17.850+1.2×1.983=23.800 kN/m; 集中荷载 P = 1.4×1.350=1.890 kN;
方木计算简图
经过计算得到从左到右各方木传递集中力[即支座力]分别为: N1=0.801 kN; N2=3.465 kN;
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N3=3.933 kN; N4=0.801 kN;
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=4.000×8.000×8.000/6 = 42.67 cm3;
I=4.000×8.000×8.000×8.000/12 = 170.67 cm4;
方木强度验算:
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和,计算公式如下: 均布荷载 q = 3.933/1.000=3.933 kN/m;
最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×3.933×1.000×1.000= 0.393 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.393×106/42666.7 = 9.219 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm2;
方木的最大应力计算值 9.219 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!
方木抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力: V = 0.6×3.933×1.000 = 2.360 kN;
圆木的截面面积矩 S =0.785×50.00×50.00 = 1962.50 N/mm2;
圆木方受剪应力计算值 T =2.36×1962.50/(170.67×50.00) = 0.54 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.700 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.543 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.700 N/mm2,满足要求!
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方木挠度验算:
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,计算公式如下:
方木最大挠度计算值 ω= 0.677×3.278×1000.0004 /(100×10000.000×170.667×104)=1.300mm;
方木的最大允许挠度 [ω]=1.000×1000/250=4.000 mm;
方木的最大挠度计算值 ω= 1.300 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ω]=4.000 mm,满足要求!
3.支撑钢管的强度验算
支撑钢管按照连续梁的计算如下
计算简图(kN)
支撑钢管变形图(kN.m)
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支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到: 支座反力 RA = RB=0.168 kN; 最大弯矩 Mmax=0.034 kN.m; 最大挠度计算值 Vmax=0.009 mm;
支撑钢管的最大应力 σ=0.034×106/5080.0=6.641 N/mm2; 支撑钢管的抗压设计强度 [f]=205.0 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 6.641 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!
八、梁底纵向钢管计算
纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。
九、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
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12.80 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=0.17 kN; R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
十、立杆的稳定性计算:
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立杆的稳定性计算公式
其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括: 横杆的最大支座反力: N1 =0.168 kN ;
脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×2.600=0.403 kN; N =0.168+0.403=0.570 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 = 4.89; 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] =205.00 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh (1) k1 -- 计算长度附加系数,取值为:1.155 ;
u -- 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,u =1.700; 上式的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.700×1.500 = 2.945 m; Lo/i = 2945.250 / 15.800 = 186.000 ;
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=570.414/(0.207×489.000) = 5.635 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 5.635 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!
第五节 地下室车库框架柱模板
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
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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。 柱截面宽度B(mm):700.00;柱截面高度H(mm):700.00;柱模板的总计算高度:H = 3.00m;
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
柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:3;柱截面宽度B方向竖楞数目:3; 柱截面高度H方向对拉螺栓数目:3;柱截面高度H方向竖楞数目:3; 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48×3.5;
钢楞截面惯性矩I(cm4):12.19;钢楞截面抵抗矩W(cm3):5.08; 柱箍的间距(mm):450;柱箍肢数:2;
3.竖楞信息
竖楞材料:木楞;
宽度(mm):40.00;高度(mm):80.00; 竖楞肢数:2;
4.面板参数
面板类型:竹胶合板;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f2c(N/mm):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):9500.00;方木抗剪强度设计值f2t(N/mm):1.50;
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钢楞弹性模量E(N/mm):210000.00;钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm):205.00;
22
柱模板设计示意图
计算简图
二、柱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
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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、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= 305 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。
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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 =305.0mm; 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: 1.2×47.71×0.45×0.90=23.185kN/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 =23.185+1.134=24.319 kN/m;
面板的最大弯距:M =0.125 ×24.319×305×305= 2.83×105N.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;
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W= 450×20.0×20.0/6=3.00×10 mm;
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 = 2.83×105 / 3.00×104 = 9.426N/mm2; 面板的最大应力计算值 σ =9.426N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [σ]=13.000N/mm2,满足要求!
43
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 =305.0mm; 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: 1.2×47.71×0.45×0.90=23.185kN/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 =23.185+1.134=24.319 kN/m; 面板的最大剪力:∨ = 0.625×24.319×305.0 = 4635.739N; 截面抗剪强度必须满足下式:
其中, τ --面板承受的剪应力(N/mm);
∨--面板计算最大剪力(N):∨ = 4635.739N; b--构件的截面宽度(mm):b = 450mm ; hn--面板厚度(mm):hn = 20.0mm ;
fv---面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 13.000 N/mm2; 面板截面受剪应力计算值: τ =3×4635.739/(2×450×20.0)=0.773N/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 =0.773N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值
2
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[fv]=1.500N/mm,满足要求!
2
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, ω--面板最大挠度(mm);
q--作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m): q = 47.71×0.45=21.47 kN/m;
l--计算跨度(竖楞间距): l =305.0mm ;
E--面板弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ; I--面板截面的惯性矩(mm4);
I= 450×20.0×20.0×20.0/12 = 3.00×105 mm4; 面板最大容许挠度: [ω] = 305.0 / 250 = 1.220 mm;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.521×21.47×305.04/(100×9500.0×3.00×105) = 0.340 mm;
面板的最大挠度计算值 ω =0.340mm 小于 面板最大容许挠度设计值 [ω]= 1.220mm,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40mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 40×80×80/6 = 42.67cm3; I = 40×80×80×80/12 = 170.67cm4;
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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: 1.2×47.71×0.31×0.90=15.714kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.31×0.90=0.769kN/m; q = (15.714+0.769)/2=8.241 kN/m;
竖楞的最大弯距:M =0.1×8.241×450.0×450.0= 1.67×105N.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=4.27×104; 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 = 1.67×105/4.27×104 = 3.911N/mm2; 竖楞的最大应力计算值 σ =3.911N/mm2 小于 竖楞的抗弯强度设计值 [σ]=13.000N/mm2,满足要求!
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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: 1.2×47.71×0.31×0.90=15.714kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.31×0.90=0.769kN/m; q = (15.714+0.769)/2=8.241 kN/m;
竖楞的最大剪力:∨ = 0.6×8.241×450.0 = 2225.155N; 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):∨ = 2225.155N; b--竖楞的截面宽度(mm):b = 40.0mm ; 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 =3×2225.155/(2×40.0×80.0)=1.043N/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 =1.043N/mm2 小于 竖楞截面抗剪强度设计值 [fv]=1.50N/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:
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其中, ω--竖楞最大挠度(mm);
q--作用在竖楞上的线荷载(kN/m): q =47.71×0.31 = 14.55 kN/m; l--计算跨度(柱箍间距): l =450.0mm ;
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=1.71×106; 竖楞最大容许挠度: [ω] = 450/250 = 1.800mm;
竖楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×14.55×450.04/(100×9500.0×1.71×106) = 0.249 mm;
竖楞的最大挠度计算值 ω=0.249mm 小于 竖楞最大容许挠度 [ω]=1.800mm ,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),竖楞距离取B方向的; P = (1.2 ×47.71×0.90 + 1.4 ×2.00×0.90)×0.305 × 0.45/2 = 3.71 kN;
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B方向柱箍剪力图(kN) 最大支座力: N = 5.322 kN;
B方向柱箍弯矩图(kN.m)
最大弯矩: M = 0.136 kN.m;
B方向柱箍变形图(kN.m)
最大变形: V = 0.053 mm;
1. 柱箍抗弯强度验算
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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 = 0.14 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 = 25.55 N/mm2; 柱箍的抗弯强度设计值: [f] = 205.000 N/mm2;
B边柱箍的最大应力计算值 σ =25.55N/mm2 小于 柱箍的抗弯强度设计值 [f]=205.000N/mm2,满足要求!
2. 柱箍挠度验算
经过计算得到: ω = 0.053 mm;
柱箍最大容许挠度:[ω] = 325.0 / 250 = 1.300 mm;
柱箍的最大挠度 ω =0.053mm 小于 柱箍最大容许挠度 [ω]=1.300mm,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170.000 N/mm2; 查表得:
对拉螺栓的型号: M14 ;
对拉螺栓的有效直径: 9.85 mm; 对拉螺栓的有效面积: A= 76.00 mm2; 对拉螺栓所受的最大拉力: N = 5.322 kN。
对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×7.60×10-5 = 12.920 kN; 对拉螺栓所受的最大拉力 N=5.322kN 小于 对拉螺栓最大容许拉力值
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[N]=12.920kN,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 = 121.90cm4;
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),竖楞距离取H方向的; P = (1.2×47.71×0.90+1.4×2.00×0.90)×0.305 ×0.45/2 = 3.71 kN;
H方向柱箍剪力图(kN) 最大支座力: N = 5.322 kN;
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H方向柱箍弯矩图(kN.m) 最大弯矩: M = 0.136 kN.m;
H方向柱箍变形图(kN.m) 最大变形: V = 0.053 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 = 0.14 kN.m; 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩: W = 5.08 cm3; H边柱箍的最大应力计算值: σ = 25.547 N/mm2; 柱箍的抗弯强度设计值: [f] = 205.000 N/mm2;
H边柱箍的最大应力计算值 σ =25.547N/mm2 小于 柱箍的抗弯强度设计值 [f]=205.000N/mm2,满足要求!
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2. 柱箍挠度验算
经过计算得到: V = 0.053 mm;
柱箍最大容许挠度: [V] = 325.000 / 250 = 1.300 mm;
柱箍的最大挠度 V =0.053mm 小于 柱箍最大容许挠度 [V]=1.300mm,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 -- 对拉螺栓有效面积 (mm2);
f -- 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170.000 N/mm2; 查表得:
对拉螺栓的直径: M14 ; 对拉螺栓有效直径: 9.85 mm; 对拉螺栓有效面积: A= 76.00 mm2;
对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×10×7.60×10 = 12.920 kN; 对拉螺栓所受的最大拉力: N = 5.322 kN。
对拉螺栓所受的最大拉力: N=5.322kN 小于 [N]=12.920kN,对拉螺栓强度验算满足要求!
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