柱計算方案書

2022-11-14 09:24:02 字數 4603 閱讀 1607

柱模板的計算依據《建築施工手冊》第四版、《建築施工計算手冊》江正榮著、《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)等規範編制。

柱模板的背部支撐由兩層組成,第一層為直接支撐模板的豎楞,用以支撐混凝土對模板的側壓力;第二層為支撐豎楞的柱箍,用以支撐豎楞所受的壓力;柱箍之間用對拉螺栓相互拉接,形成乙個完整的柱模板支撐體系。

柱模板設計示意圖

柱截面寬度b(mm):800.00;柱截面高度h(mm):500.00;柱模板的總計算高度:h = 3.30m;

計算簡圖

一、引數資訊

1.基本引數

柱截面寬度b方向對拉螺栓數目:0;柱截面寬度b方向豎楞數目:6;

柱截面高度h方向對拉螺栓數目:0;柱截面高度h方向豎楞數目:4;

2.柱箍資訊

柱箍材料:圓鋼管;

直徑(mm):48.00;壁厚(mm):3.50;

柱箍的間距(mm):450;柱箍合併根數:2;

3.豎楞資訊

豎楞材料:木方;豎楞合併根數:1;

寬度(mm):100.00;高度(mm):50.00;

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):210000.00;鋼楞抗彎強度設計值fc(n/mm2):205.00;

二、柱模板荷載標準值計算

按《施工手冊》,新澆混凝土作用於模板的最大側壓力,按下列公式計算,並取其中的較小值:

f=0.22γtβ1β2v1/2

f=γh

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20.000℃;

v -- 混凝土的澆築速度,取2.500m/h;

h -- 模板計算高度,取3.300m;

β1-- 外加劑影響修正係數,取1.200;

β2-- 混凝土坍落度影響修正係數,取1.000。

分別計算得 20.036 kn/m2、79.200 kn/m2,取較小值20.036 kn/m2作為本工程計算荷載。

計算中採用新澆混凝土側壓力標準值 q1=20.036kn/m2;

傾倒混凝土時產生的荷載標準值 q2= 6 kn/m2。

三、柱模板面板的計算

模板結構構件中的面板屬於受彎構件,按簡支梁或連續梁計算。分別取柱截面寬度b方向和h方向面板作為驗算物件,進行強度、剛度計算。強度驗算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。

由前述引數資訊可知,柱截面寬度b方向豎楞間距最大,為l= 140 mm,且豎楞數為 6,因此對柱截面寬度b方向面板按均布荷載作用下的三跨連續梁進行計算。

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三跨連續梁用下式計算最大跨中彎距:

m=0.1ql2

其中, m--面板計算最大彎矩(n·mm);

l--計算跨度(豎楞間距): l =140.0mm;

q--作用在模板上的側壓力線荷載,它包括:

新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×20.04×0.45=10.819kn/m;

傾倒混凝土側壓力設計值q2: 1.4×6.00×0.45=3.780kn/m;

q = q1 + q2 =10.819+3.780=14.599 kn/m;

面板的最大彎矩:m =0.1×14.599×140×140= 2.86×

面板最大應力按下式計算:

σ =m/w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

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 = 2.86×104 / 2.43×104 = 1.178n/mm2;

面板的最大應力計算值 σ =1.178n/mm2 小於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三跨連續梁計算,公式如下:

v=0.6ql

其中, v--面板計算最大剪力(n);

l--計算跨度(豎楞間距): l =140.0mm;

q--作用在模板上的側壓力線荷載,它包括:

新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×20.04×0.45=10.819kn/m;

傾倒混凝土側壓力設計值q2: 1.4×6.00×0.45=3.780kn/m;

q = q1 + q2 =10.819+3.780=14.599 kn/m;

面板的最大剪力:v = 0.6×14.599×140.0 = 1226.353n;

截面抗剪強度必須滿足下式:

τ = 3v/(2bhn)≤fv

其中, τ --面板承受的剪應力(n/mm2);

v--面板計算最大剪力(n):v = 1226.353n;

b--構件的截面寬度(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 =3×1226.353/(2×450×18.0)=0.227n/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 =0.227n/mm2 小於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三跨連續梁計算,撓度計算公式如下:

ν=0.677ql4/(100ei)

其中,q--作用在模板上的側壓力線荷載(kn/m): q = 20.04×0.45=9.02 kn/m;

面板最大撓度(mm);

l--計算跨度(豎楞間距): l =140.0mm ;

e--面板彈性模量(n/mm2):e = 6000.00 n/mm2 ;

i--面板截面的慣性矩(mm4);

i=bh3/12

i= 450×18.0×18.0×18.0/12 = 2.19×105 mm4;

面板最大容許撓度: [ν] = 140 / 250 = 0.56 mm;

面板的最大撓度計算值: ν= 0.677×9.02×140.04/(100×6000.0×2.19×105) = 0.018 mm;

面板的最大撓度計算值 ν =0.018mm 小於面板最大容許撓度設計值 [ν]= 0.56mm,滿足要求!

四、豎楞計算

模板結構構件中的豎楞(小楞)屬於受彎構件,按連續梁計算。

本工程柱高度為3.300m,柱箍間距為450mm,因此按均布荷載作用下的三跨連續梁計算。

本工程中,豎楞採用木方,寬度100mm,高度50mm,截面慣性矩i和截面抵抗矩w分別為:

w = 100×50×50/6×1 = 41.67cm3;

i = 100×50×50×50/12×1 = 104.17cm4;

豎楞計算簡圖

1.抗彎強度驗算

支座最大彎矩計算公式:

m=0.1ql2

其中, m--豎楞計算最大彎矩(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:

新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×20.036×0.140=3.366kn/m;

傾倒混凝土側壓力設計值q2:1.4×6.000×0.140=1.000kn/m;

q = 3.366+1.176=4.542 kn/m;

豎楞的最大彎距:m =0.1×4.542×450.0×450.0= 9.20×104n·mm;

σ =m/w其中, σ --豎楞承受的應力(n/mm2);

m --豎楞計算最大彎矩(n·mm);

w --豎楞的截面抵抗矩(mm3),w=4.17×104;

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 = 9.20×104/4.17×104 = 2.207n/mm2;

豎楞的最大應力計算值 σ =2.207n/mm2 小於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梁計算,公式如下:

v=0.6ql

其中, v--豎楞計算最大剪力(n);

l--計算跨度(柱箍間距): l =450.0mm;

q--作用在模板上的側壓力線荷載,它包括:

新澆混凝土側壓力設計值q1: 1.2×20.036×0.140=3.366kn/m;

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