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挡土墙检算书
重力式挡土墙模板检算书
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审核
审批
中铁一局集团有限公司赤峰至喀左客运专线
CFSG-4标项目经理部
二零一七年三月
重力式挡土墙模板检算书
根据标段内各段落挡土墙设计参数,选择DK82+269.13~DK82+279.13、DK82+574.88~DK82+680.88挡土墙为例进行模板及支撑系统计算。
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1、参数信息
1.1基本参数
次楞(内龙骨)间距(mm):
300;穿墙螺栓水平间距(mm):
600;
主楞(外龙骨)间距(mm):
600;穿墙螺栓竖向间距(mm):
600;
对拉螺栓直径(mm):
M18;
1.2主楞信息
龙骨材料:
钢楞;截面类型:
圆钢管Φ48×3.5
钢楞截面惯性矩I(cm4):
12.2
钢楞截面抵抗矩W(cm3):
5.08
主楞肢数:
2
间距:
60cm
1.3次楞信息
龙骨材料:
东北落叶松木楞;次楞肢数:
1;宽度(mm):
100.00;高度(mm):
100.00,间距30cm。
1.4面板参数
面板类型:
Q235钢模板,面板弹性模量E(N/mm2):
2.06×105;面板抗剪强度设计值fv(N/mm2):
125;面板抗弯强度设计值f(N/mm2):
215;面板长度取板长1200mm,板宽度b=1500mm,面板为6mm厚冷轧钢板。
1.5木方和钢楞
方木弹性模量E(N/mm2):
11×103;方木抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.50;方木抗弯强度设计值f(N/mm2):
14.5。
钢楞弹性模量E(N/mm2):
2.06×105;钢楞抗剪强度设计值fv(N/mm2):
120;钢楞抗弯强度设计值f(N/mm2):
205。
墙模板设计简图
2、墙模板荷载标准值计算
式中F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2);
γ------混凝土的重力密度(kN/m3),此处取24kN/m3
t------新浇混凝土的初凝时间(h),可按实测确定。
当缺乏实验资料时,可采用t=200/(T+15)计算;假设混凝土入模温度为15℃,即T=15℃,t=6.67;
V------混凝土的浇灌速度(m/h);
H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m),取5m;
β1------外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1;掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2。
β2------混凝土塌落度影响系数,当塌落度小于30mm时,取0.85;50—90mm时,取1.0;110—150mm时,取1.15。
汽车泵送,混凝土的浇筑速度假设V=2m/h;混凝土坍落度110~150mm,取施工温度T=15℃;掺具缓凝剂β1=1.2;坍落度系数β2=1.15;
(1)最大新浇混凝土侧压力计算(作用在模板下部)
F=0.22×24×6.67×1.2×1.15×21/2
=68.72kN/m2
F=24×5=120kN/m2
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68.72kN/m2、120kN/m2,取较小值68.72kN/m2作为本工程计算荷载。
h=F/γ=68.72/24=2.86m,即最大侧压力在距混凝土上表面2.86m以下处。
(2)与倾倒混凝时产生的荷载(作用在有效压头)
振捣混凝土模板采用4kN/m2,倾倒混凝土模板采用2kN/m2。
3、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。
根据《建筑施工手册》,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
3.1抗弯强度验算跨中弯矩计算公式如下:
M=0.1ql2
其中,M--面板计算最大弯距(N·mm);
l--计算跨度(内楞间距):
l=300mm;
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:
68.72×1.2×0.9×1.5=
111.33kN/m2;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6×0.9×1.5=11.34kN/m2;
q=q1+q2=111.33+11.34=122.67kN/m2;
综上,大模板混凝土侧压力标准值为68.72kN/m2,设计值为122.67kN/m2。
面板的最大弯距:
M=0.1×122.67×300×300=11.04×105N.mm;
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
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:
W=bh2/6
b:
面板截面宽度1500mm,h:
面板截面厚度6mm;
W=1500×6×6/6=9×103mm3;
σ=M/W=11.04×105/9×103=122.7N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:
σ=122.7N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=215N/mm2,满足要求。
f-钢材抗弯强度设计值,取215N/mm2,E-弹性模量,钢材取2.06×105N/mm2面板截面的最大应力计算值。
3.2抗剪强度验算计算公式如下:
其中,V--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(竖楞间距):
l=300mm;
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:
68.72×1.2×0.9×1.5=
111.33kN/m2;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6×0.9×1.5=11.34kN/m2;
q=q1+q2=111.33+11.34=122.67kN/m2;
面板的最大剪力:
V=0.6×122.67×300=22080N;
截面抗剪强度必须满足:
τ=3v/2bh≤?
v
其中,τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2);
V--面板计算最大剪力(N):
V=22080N;
b--面板的截面宽度(mm):
b=1500mm;
h--面板厚度(mm):
h=6mm;
fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=125N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值:
τ=3×22080/(2×1500×6)=3.68N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值:
[τ]=125N/mm2,满足要求。
3.3挠度验算计算公式如下:
V=0.667ql4/100EI≦[V]=l/250
其中,q1--作用在模板上的侧压力线荷载:
68.72×1.5=
103.08kN/m2;
l--计算跨度(内楞间距):
l=300mm;
E--面板的弹性模量:
E=2.06×105/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=bh3/12=1500×63/12=2.7×104mm4
面板的最大允许挠度值:
[ν]=300/250=1.2mm;
面板的最大挠度计算值:
v=0.667×103.08×3004/(100×2.06×105×2.7×104)=1mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=1mm小于等于面板的最大允许挠度值[ν]=1.2mm,满足要求。
4、墙模板内外楞的计算
4.1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,内龙骨采用木楞,宽度100mm,高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=100×1002/6=166.7cm3;I=100×1003/12=833.3cm4;
内楞计算简图
4.1.1内楞的抗弯强度验算内楞跨中最大弯矩按下式计算:
M=0.1ql2
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=600.0mm;
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:
1.2×68.72×0.3×0.90
=22.265kN/m2;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6×0.3×0.90=2.268kN/m2,
其中,0.90为折减系数。
q=(22.265+2.268)/2=12.266kN/m2;
内楞的最大弯距:
M=0.1×12.266×600×600=4.42×105N.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=1.667×105;
f--内楞的抗弯强度设计值(N/mm2);f=14.5N/mm2;
内楞的最大应力计算值:
σ=4.42×105/1.667×105=2.65N/mm2;
内楞的最大应力计算值:
σ=2.65N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=14.5N/mm2,满足要求。
4.1.2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=600.0mm;
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:
1.2×68.72×0.3×0.90
=22.265kN/m2;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×6×0.3×0.90=2.268kN/m2,
其中,0.90为折减系数。
q=(22.265+2.268)/2=12.266kN/m2;
内楞的最大剪力:
V=0.6×12.266×600.0=4415.76N;
截面抗剪强度必须满足下式:
τ=3v/2bhn≤?
v
其中,τ--内楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);
V--内楞计算最大剪力(N):
V=4415.76N;
b--内楞的截面宽度(mm):
b=100mm;
hn--内楞的截面高度(mm):
hn=100mm;
fv--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=1.500N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值:
τ=3×4415.76/(2×100×100)=0.662N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值:
τ=0.662N/mm2小于内楞截面的抗剪强度设计值fv=1.5N/mm2,满足要求。
4.1.3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用。
V=0.667ql4/100EI≦[V]=l/250
其中,ν--内楞的最大挠度(mm);
q--作用在内楞上的线荷载(kN/m):
q=68.72×0.3/2=10.308kN/m;
l--计算跨度(外楞间距):
l=600mm;
E--内楞弹性模量(N/mm2):
E=11000.00N/mm2;
I--内楞截面惯性矩(mm4):
I=8.33×106;
内楞的最大挠度计算值:
ν=0.667×10.308×6004/(100×11000×8.33×106)=0.1mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ν]=2.4mm;内楞的最大挠度计算值ν=0.1mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=2.4mm,满足要求。
4.2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:
截面类型为圆钢管48×3.5;
外钢楞截面抵抗矩W=5.08cm3;
外钢楞截面惯性矩I=12.2cm4;
外楞计算简图
4.2.1外楞的抗弯强度验算:
M=0.175ql2
其中,作用在外楞的荷载:
q=(1.2×68.72+1.4×6)×0.3×0.6/2=8.178kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):
l=600mm;
外楞最大弯矩:
M=0.175×8.178×6002=5.15×105N·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=5.15×105N·mm
W--外楞的净截面抵抗矩;W=5.08×103mm3;
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=5.15×105/5.08×103=101N/mm2;
外楞的最大应力计算值:
σ=101N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值f=205N/mm2,满足要求。
4.2.2外楞的抗剪强度验算:
其中,P--作用在外楞的荷载:
P=(1.2×68.72+1.4×6)×0.3×0.6/2=8.178kN;
V--外楞计算最大剪力(N),外楞的最大剪力:
V=0.65×8178=5.3×103N;
外楞截面抗剪强度必须满足:
其中,τ--外楞截面的受剪应力计算值(N/mm2);
V--外楞计算最大剪力(N):
V=5.3×103N;
A--钢管的截面面积(mm2):
A=500mm2;
fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=205N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值:
τ=2×5.3×103/500
=21.2N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值:
τ=21.2N/mm2小于外楞截面的抗剪强度设计值[fv]=120N/mm2,满足要求。
4.2.3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:
V=0.667ql4/100EI≦[V]=l/250
其中,q--内楞作用在支座上的荷载(kN/m):
q=68.72×0.3×0.60/2=6.18kN/m;
ν--外楞最大挠度(mm);
l--计算跨度(水平螺栓间距):
l=600mm;
E--外楞弹性模量(N/mm2):
E=2.06×105;
I--外楞截面惯性矩(mm4):
I=1.22×105;
外楞的最大挠度计算值:
ν=0.667×6.18×6004/(100×2.06×105×1.22×105)=0.212mm;外楞的最大容许挠度值:
[ν]=2.4mm,外楞的最大挠度计算值ν=0.212mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=1.5mm,满足要求。
5、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170N/mm2;
查表得:
穿墙螺栓的型号:
M18;穿墙螺栓有效直径:
14.93mm;穿墙螺栓有效面积:
A=174mm2;
穿墙螺栓最大容许拉力值:
[N]=1.70×105×1.74×10-4=29.58kN;
穿墙螺栓所受的最大拉力:
N=68.72×0.6×0.6=24.74kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力:
N=24.74kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=29.58kN,满足要求。