牆模板的計算參照《建築結構荷載規範》(gb 50009-2001)、《混凝土結構設計規範》(gb50010-2002)、《鋼結構設計規範》(gb 50017-2003)等規範。
牆模板的背部支撐由兩層龍骨(木楞或鋼楞)組成:直接支撐模板的為次龍骨,即內龍骨;用以支撐內層龍骨的為主龍骨,即外龍骨。組裝牆體模板時,通過穿牆螺栓將牆體兩側模板拉結,每個穿牆螺栓成為主龍骨的支點。
根據《建築施工手冊》,當採用溜槽、串筒或導管時,傾倒混凝土產生的荷載標準值為2.00kn/m2;
一、引數資訊
1.基本引數
次楞間距(mm):250;穿牆螺栓水平間距(mm):500;主楞間距(mm):700;穿牆螺栓豎向間距(mm):700;對拉螺栓直徑(mm):m12;
2.主楞資訊
主楞材料:圓鋼管;主楞合併根數:2;直徑(mm):48.00;壁厚(mm):3.50;
3.次楞資訊
次楞材料:木方;次楞合併根數:1;寬度(mm):50.00;高度(mm):80.00;
4.面板引數
面板型別:膠合面板;面板厚度(mm):18.
00;面板彈性模量(n/mm2):6000.00;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.木方和鋼楞
方木抗彎強度設計值fc(n/mm2):13.00;方木彈性模量e(n/mm2):
9000.00;方木抗剪強度設計值ft(n/mm2):1.
50;鋼楞彈性模量e(n/mm2):206000.00;鋼楞抗彎強度設計值fc(n/mm2):
205.00;
牆模板設計簡圖
二、牆模板荷載標準值計算
新澆混凝土側壓力標準值 f1=32.422kn/m2;
傾倒混凝土時產生的荷載標準值 f2= 2 kn/m2。
三、牆模板面板的計算
面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。根據《建築施工手冊》,強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和傾倒混凝土時產生的荷載;撓度驗算只考慮新澆混凝土側壓力。 計算的原則是按照龍骨的間距和模板面的大小,按支撐在次楞上的三跨連續梁計算
1.抗彎強度驗算
彎矩計算公式如下:m=0.1q1l2+0.117q2l2
其中, m--面板計算最大彎矩(n·mm);
l--計算跨度(次楞間距): l =250.0mm;
新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×32.422×0.700×0.900=24.511kn/m;
傾倒混凝土側壓力設計值q2: 1.4×2.00×0.70×0.90=1.764kn/m;
其中0.90為按《施工手冊》取的臨時結構折減係數。
面板的最大彎矩:m =0.1×24.511×250.02+0.117×1.764×250.02= 1.66×105n·mm;
按以下公式進行面板抗彎強度驗算:σ = m/w< f
其中, σ --面板承受的應力(n/mm2);
m --面板計算最大彎矩(n·mm);
w --面板的截面抵抗矩 :
w = bh2/6 = 700×18.0×18.0/6=3.78×104 mm3;
f --面板截面的抗彎強度設計值(n/mm2); f=13.000n/mm2;
面板截面的最大應力計算值:σ = m/w = 1.66×105 / 3.78×104 = 4.4n/mm2;
面板截面的最大應力計算值 σ =4.4n/mm2 小於面板截面的抗彎強度設計值 [f]=13n/mm2,滿足要求!
2.抗剪強度驗算
計算公式如下:v=0.6q1l+0.617q2l
其中,v--面板計算最大剪力(n);
l--計算跨度(次楞間距): l =250.0mm;
新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×32.422×0.700×0.900=24.511kn/m;
傾倒混凝土側壓力設計值q2: 1.4×2.00×0.70×0.90=1.764kn/m;
面板的最大剪力:v = 0.6×24.511×250.0 + 0.617×1.764×250.0 = 3948.8n;
截面抗剪強度必須滿足:τ= 3v/(2bhn)≤fv
其中, τ--面板截面的最大受剪應力(n/mm2);
v--面板計算最大剪力(n):v = 3948.8n;
b--構件的截面寬度(mm):b = 700mm ;
hn--面板厚度(mm):hn = 18.0mm ;
fv--面板抗剪強度設計值(n/mm2):fv = 1.500 n/mm2;
面板截面的最大受剪應力計算值: τ =3×3948.8/(2×700×18.0)=0.470n/mm2;
面板截面抗剪強度設計值: [fv]=1.500n/mm2;
面板截面的最大受剪應力計算值 τ=0.47n/mm2 小於面板截面抗剪強度設計值 [τ]=1.5n/mm2,滿足要求!
3.撓度驗算
根據《建築施工手冊》,剛度驗算採用標準荷載,同時不考慮振動荷載作用。
撓度計算公式如下:ν=0.677ql4/(100ei)≤[ν]=l/250
其中,q--作用在模板上的側壓力線荷載: q = 32.42×0.7 = 22.695n/mm;
l--計算跨度(次楞間距): l = 250mm;
e--面板的彈性模量: e = 6000n/mm2;
i--面板的截面慣性矩: i = 70×1.8×1.8×1.8/12=34.02cm4;
面板的最大允許撓度值:[ν] = 1mm;
面板的最大撓度計算: ν= 0.677×22.7×2504/(100×6000×3.40×105) = 0.294 mm;
面板的最大撓度計算: ν=0.294mm 小於等於面板的最大允許撓度值 [ν]=1mm,滿足要求!
四、牆模板主次楞的計算
(一).次楞直接承受模板的荷載,按照均布荷載作用下的三跨連續梁計算。
本工程中,次楞採用木方,寬度50mm,高度80mm,截面慣性矩i和截面抵抗矩w分別為:w = 5×8×8/6×1= 53.333cm3;
i = 5×8×8×8/12×1= 213.333cm4;
次楞計算簡圖
1.次楞的抗彎強度驗算
次楞最大彎矩按下式計算:
m = 0.1q1l2+0.117q2l2
其中, m--次楞計算最大彎矩(n·mm);
l--計算跨度(主楞間距): l =700.0mm;
新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×32.422×0.250×0.900=8.754kn/m;
傾倒混凝土側壓力設計值q2: 1.4×2.00×0.25×0.90=0.630kn/m,其中,0.90為折減係數。
次楞的最大彎矩:m =0.1×8.754×700.02+0.117×0.630×700.02= 4.65×105n·mm;
次楞的抗彎強度應滿足下式:σ = m/w< f
其中, σ --次楞承受的應力(n/mm2);
m --次楞計算最大彎矩(n·mm);
w --次楞的截面抵抗矩,w=5.33×104mm3;
f --次楞的抗彎強度設計值; f=13.000n/mm2;
次楞的最大應力計算值:σ = 4.65×105/5.33×104 = 8.7 n/mm2;
次楞的抗彎強度設計值: [f] = 13n/mm2;
次楞的最大應力計算值 σ = 8.7 n/mm2 小於次楞的抗彎強度設計值 [f]=13n/mm2,滿足要求!
2.次楞的抗剪強度驗算
最大剪力按均布荷載作用下的三跨連續梁計算,公式如下:v=0.6q1l+0.617q2l
其中, v-次楞承受的最大剪力;
l--計算跨度(主楞間距): l =700.0mm;
新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×32.422×0.250×0.900/1=8.754kn/m;
傾倒混凝土側壓力設計值q2: 1.4×2.00×0.25×0.90/1=0.630kn/m,其中,0.90為折減係數。
次楞的最大剪力:v = 0.6×8.754×700.0+ 0.617×0.630×700.0 = 3948.8n;
截面抗剪強度必須滿足下式:τ=3v/(2bh0)
其中, τ--次楞的截面的最大受剪應力(n/mm2);
v--次楞計算最大剪力(n):v = 3948.8n;
b--次楞的截面寬度(mm):b = 50.0mm ;
hn--次楞的截面高度(mm):h0 = 80.0mm ;
fv--次楞的抗剪強度設計值(n/mm2):fv = 1.500 n/mm2;
次楞截面的受剪應力計算值: τ =3×3948.8/(2×50.0×80.0×1)=1.481n/mm2;
次楞截面的受剪應力計算值 τ =1.481n/mm2 小於次楞截面的抗剪強度設計值 fv=1.5n/mm2,滿足要求!
3.次楞的撓度驗算
根據《建築施工計算手冊》,剛度驗算採用荷載標準值,同時不考慮振動荷載作用。 撓度驗算公式如下:
ν=0.677ql4/(100ei)≤[ν]=l/250
其中, ν--次楞的最大撓度(mm);
q--作用在次楞上的線荷載(kn/m): q = 32.42×0.25=8.11 kn/m;
l--計算跨度(主楞間距): l =700.0mm ;
e--次楞彈性模量(n/mm2):e = 9000.00 n/mm2 ;
i--次楞截面慣性矩(mm4),i=2.13×106mm4;
次楞的最大撓度計算值: ν= 0.677×8.11/1×7004/(100×9000×2.13×106) = 0.686 mm;
次楞的最大容許撓度值: [ν] = 2.8mm;
次楞的最大撓度計算值 ν=0.686mm 小於次楞的最大容許撓度值 [ν]=2.8mm,滿足要求!
(二).主楞承受次楞傳遞的荷載,按照集中荷載作用下的三跨連續梁計算。
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