主体结构模板支架力学演算.docx

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主体结构模板支架力学演算

城市地铁车站主体结构模板支架力学演算

（1）

1.1墙体模板

1、模板配置

1）、墙体模板均采用（60×150）cm组合钢模板，顶部采用木胶板调节，模板配置高度以结构层高为准。

2）、外墙后背内大竖楞用10×10cm方木竖向放置，横向间距150cm，大竖楞间布置两排内小竖楞，用10×10cm方木竖向放置，横向间距50cm，外横楞用双排Φ48×3.5mm扣件式钢管横向放置，竖向间距60cm。

2、墙模板验算：

1）荷载验算：

新浇筑砼对模板侧面压力：

混凝土自重（γc）为24kN/m3，采用导管卸料，浇注速度v=2m/h，浇注入模温度T=22℃；β1=1.2；β2=1.15；t0=200/（T+15）；墙高H＝6.195m；

F1=0.22γct0β1β2v1/2=0.22×24×200/（22+15）×1.2×1.15×21/2=55.7KN/m2

F2=γcH=24×6.195=148.68KN/m2

取较小值F1=55.7KN/m2作为计算值，并考虑振动荷载，取F3==4KN/m2

总侧压力F=F1+F3=59.7KN/m2

2）强度演算：

①选用100×100mm方木作主背楞竖向布置，间距1.5m。

相邻主背楞间用100×100方木作次背楞竖向布置，间距取500mm。

背楞的最大跨度按三跨以上连续梁且只须按低限100×100方木作次背楞竖向布置，间距取500mm进行计算即可。

100×100mm方木次背楞强度验算（按多跨简支梁计算）

（1）强度计算

q1=17.7×0.2=3.54KN/mq2=2.5×0.2=0.5KN/m

KM1=0.107KM2=0.121

MMAX=0.107×4.04×（0.9）2＋0.121×0.5×（0.9）2=0.356KN.m

WN=bh2/6=100×1002／6=166666.7mm3（方木的截面抵抗矩）

σ=MMAX/WN=0.356×106/166666.7=2.136N/mm2<11N/mm2

（2）抗剪：

Kv1=0.607Kv2=0.62

Vmax＝0.607×3.54×0.9＋0.62×0.5×0.9＝2.213KN

S＝bh2/8=100×1002/8=125000mm3

I＝bh3/12=100×1003/12=8.33×106mm4

τ＝VmaxS/Ib=2.213×103×125000/8.33×106×100＝0.332N/mm2

强度满足要求

（3）挠度计算:

ω＝KW1ql4/（150EI）+KW2ql4/（150EI）＝0.632×4.04×9004/（150×9×103×8.33×106）＋0.967×0.5×9004/（150×9×103×8.33×106）＝0.13＋0.03＝0.16mm<[ω]=900／400=2.25mm

挠度满足要求

次背楞满足要求

②外钢横楞验算：

2Φ48×3.5mm扣件式钢管的截面特征为：

I=2×12.19×104=24.38×104mm4；W=2×5.08×103=10.16×103mm3

化为线性均布荷载：

q1=59.7×0.6=35.82KN/m

抗弯强度验算：

M=0.1ql2=0.1×35.82×0.62=1.290KN.m

σmax=M/ω=1.29×106/10.16×103=127.0N/mm2

挠度验算：

ω=35.82×6004/150EI=0.49mm<[ω]=L/400=1.5mm

满足要求

1.2中板、顶板模板

1、模板配置

1）中板和顶板的模板、方木、脚手架及支托配备按三套配置。

2）顶模用18mm厚覆膜木胶板，主龙骨间距600～900mm，采用120×120mm方木，次龙骨间距200mm，采用100×100mm方木。

3）支撑用2Φ48×3.5mm可调式DWJ碗口式支架，立杆间距600×900mm,最边立杆距墙体750mm，扫地横杆距地500mm，往上每步架高1200mm；各杆交叉点全部用扣件连接，支架钢管上口用调节螺丝进行调节顶板高度。

要求所有方木弹线找平后方可铺设多层板，以确保顶板模板平整。

4）立杆采用可调式DWJ碗口式支架，间距600×900mm。

2、中板、顶板模板演算：

因中楼板厚度为400mm，顶板板厚度700mm，取厚度为700mm的顶板进行验算。

本工程顶板模板采用δ=18mm高强度覆膜木胶板，次龙骨100×100木枋间距200mm，主龙骨120×120方木间距900mm，采用Φ48×3.5mm可调式DWJ碗口式钢管支架作为支撑。

钢管架间距600×900mm。

1）18mm木胶合板演算：

（1）荷载计算

取1m板带作为计算单元。

底模自重力10×0.02×1=0.2KN/m（木胶合板自重取10KN/m3）

砼重力24×0.7×1=16.8KN/m

钢筋重力0.7×1=0.7KN/m

振动荷载2.5×1=2.5KN/m

总竖向静荷载q1=0.2+16.8+0.7=17.7KN/m

总竖向动荷载q2=2.5KN/m

2）模板验算（按多跨简支梁）

强度计算：

Km1＝0.107Km2＝0.121

Mmax＝0.107×17.7×（0.2）2＋0.121×2.5×（0.2）2＝0.088KN.m

WX=bh2/6=200×182/6=10800mm3

σ=MMAX/WX=0.088×106/10800=8.15N/mm2＜15N/mm2

抗剪：

KV1=0.607KV2=0.62

Vmax＝0.607×17.7×0.2＋0.62×2.5×0.2＝2.46KN

S=bh2/8=200×182/8=8100mm3

I＝bh3/12=200×183/12=97200mm4

τ=VmaxS/Ib=2.46×103×8100/97200×200=1.025N/mm2

强度满足要求

挠度计算：

Kw1=0.632Kw2=0.967

E=10×103N/mm2

ω＝KW1ql4/（150EI）+KW2ql4/（150EI）＝0.632×17.7×2004/（150×10×103×97200）＋0.967×2.5×2004/（150×10×103×97200）＝0.123＋0.027＝0.15mm<[ω]=L／400=0.5mm

挠度满足要求

模板满足要求

3）100×100次背楞强度验算（按多跨简支梁计算）

（1）强度计算

q1=17.7×0.2=3.54KN/mq2=2.5×0.2=0.5KN/m

KM1=0.107KM2=0.121

MMAX=0.107×4.04×（0.9）2＋0.121×0.5×（0.9）2=0.356KN.m

WN=bh2/6=100×1002／6=166666.7mm3（方木的截面抵抗矩）

σ=MMAX/WN=0.356×106/166666.7=2.136N/mm2<11N/mm2

（2）抗剪：

Kv1=0.607Kv2=0.62

Vmax＝0.607×3.54×0.9＋0.62×0.5×0.9＝2.213KN

S＝bh2/8=100×1002/8=125000mm3

I＝bh3/12=100×1003/12=8.33×106mm4

τ＝VmaxS/Ib=2.213×103×125000/8.33×106×100＝0.332N/mm2

强度满足要求

（3）挠度计算:

ω＝KW1ql4/（150EI）+KW2ql4/（150EI）＝0.632×4.04×9004/（150×9×103×8.33×106）＋0.967×0.5×9004/（150×9×103×8.33×106）＝0.13＋0.03＝0.16mm<[ω]=900／400=2.25mm

挠度满足要求

次背楞满足要求

4）120×120主背楞强度验算（按多跨简支梁计算）

（1）强度计算:

Km1＝0.107Km2＝0.121

F1＝17.7×0.9＝15.93KN

F2＝2.5×0.9＝2.25KN

Mmax＝0.107×15.93×（0.9）2＋0.121×2.25×（0.9）2＝1.602KN.m

WN=bh2/6=120×1202／6=288×103mm3（方木的截面抵抗矩）

σ＝MMAX/WX=1.796×106/288×103=5.6N/mm2<11N/mm2

（2）抗剪:

Kv1=0.607Kv2=0.62

Vmax＝0.607×15.93＋0.62×2.25＝11.06KN

S＝bh2/8=120×1202/8=216000mm3

I＝bh3/12=120×1203/12=17.28×106mm4

τ＝VmaxS/Ib=11.06×103×216000/17.28×106×900＝0.15N/mm2

满足强度要求。

（3）挠度计算:

Kw1=0.632Kw2=0.967

E=9×103N/mm2

I=17.28×106mm4

ω＝KW1ql4/（150EI）+KW2ql4/（150EI）＝0.632×15.93×9004/（150×9×103×17.28×106）＋0.967×2.25×9004/（150×9×103×17.28×106）＝0.28＋0.06＝0.34mm<[ω]=900／400=2.25mm

挠度满足要求

主背楞满足要求

5）钢管支撑计算

q=总竖向静何载+总竖向动何载=17.7+2.5=20.2KN=20200N

100×100木方自重：

q100=0.6×4.5×0.1×0.1×6000=162N

120×120主背楞自重：

q120=0.9×0.12×0.12×6000=77.8N

U托重量：

qU＝50N

Ф48×3.5钢管自重：

q10＝4×3.84×10+（0.9+0.6）×5×3.84×10=441.6N

每根钢管受力：

N=q+q100+q10+qU+q120=20200+162+441.6+50+77.8＝20931.4N

Ф48（t=3.5mm）钢管600×900mm

A=489mm2i=（D2+d2）1/2/4=（482+412）1/2/4=15.8mmfc=200N/mm2

λ=1200/15.8=75.95，ψ=0.744（钢结构设计规范附录）

σ=N/ψA=20931.4/（0.744×489）=57.5N/mm2

通过以上计算可以得知，本顶板模板配置符合要求可以采用。

中楼板模板配置采用常规做法，经计算立杆间距900×900mm，水平大楞采用120×120方木，次背楞采用100×100mm木方间距300mm，楼板底模采用18mm厚木胶板可以满足要求。

1.4中间柱模板与支架

本车站主体结构立柱施工结构尺寸有1200×900mm、1000×700mm、900×700、600×750、600×700mm五种。

其中以1000×700mm、900×700、600×700mm为主，按此三种规格分别准备三套立柱模板。

采用C50混凝土。

柱模板验算：

1）荷载验算：

柱模受到的混凝土侧压力：

混凝土自重（γc）为24kN/m3，采用导管卸料，浇注速度v=2m/h，浇注入模温度T=25℃；β1=1.2；β2=1.0；t0=200/（T+15）；柱高H＝5.22m；

F1=0.22γct0β1β2v1/2=0.22×24×200/（25+15）×1.2×1.0×21/2=44.8KN/m2

F2=γcH=24×5.35=128.4KN/m2

取较小值F1=44.8KN/m2作为计算值，并考虑振动荷载，取F3=4KN/m2

总侧压力F=F1+F3=48.8KN/m2

2）模板验算（按多跨简支梁）

强度计算：

Km1＝0.107Km2＝0.121

Mmax＝0.107×44.8×（0.2）2＋0.121×4×（0.2）2＝0.211KN.m

WX=bh2/6=200×252/6=20833.3mm3

σ=MMAX/WX=0.211×106/22083.3=10.13N/mm2＜15N/mm2

强度满足要求

挠度计算：

Kw1=0.632Kw2=0.967

E=10×103N/mm2

I＝bh3/12=200×253/12=260417mm4

ω＝5l4/384EI=5×2004/384×10×103×200×253/12＝0.01mm<[ω]=L／400=0.5mm

挠度满足要求

模板满足要求

3）背木强度演算：

①背木选用10×10cm方木间距20cm竖向布置，按三跨以上连续梁计算。

（1）强度计算

q1=44.8×0.2=8.96KN/mq2=4×0.2=0.8KN/m

KM1=0.107KM2=0.121

MMAX=0.107×8.96×（0.6）2＋0.121×0.8×（0.6）2=0.380KN.m

WN=bh2/6=100×1002／6=166666.7mm3（方木的截面抵抗矩）

σ=MMAX/WN=0.380×106/166666.7=2.3N/mm2<11N/mm2

强度满足要求

（3）挠度计算:

Kw1=0.632Kw2=0.967

E=9×103N/mm2

I＝bh3/12=100×1003/12=8.33×106mm4

ω＝Kw1ql4/（150EI）+Kw2ql4/（150EI）＝0.632×8.96×6004/（150×9×103×8.33×106）＋0.967×0.8×6004/（150×9×103×8.33×106）＝0.07＋0.01＝0.08mm<[ω]=600／400=1.5mm

挠度满足要求

背木满足要求

②外钢楞验算：

双48×3.5钢管的截面特征为：

I=2×12.19×104=24.38×104mm4；W=2×5.08×103=10.16×103mm3

化为线性均布荷载：

q1=48.8×0.6=29.28KN/m

抗弯强度验算：

M=0.1ql2=0.1×29.28×0.62=1.054KN.m

σmax=M/ω=1.054×106/10.16×103=103.7N/mm2

挠度验算：

ω=29.28×6004/150EI=0.40mm<[ω]=L/400=1.5mm

满足要求