清水大模板计算.docx

1、清水大模板计算清水大模板计算本工程剪力墙所使用的清水大模采用钢板面和钢支撑结构制作，清水大模板应按大模板多层住宅结构设计与施工规程（JGJ2084）、钢结构设计规范（GBJ1788）与混凝土结构工程施工及验收规范（GB5020492）的要求进行设计与计算。1. 大模板需计算的项目(1) 板面、与板面直接焊接的纵横肋、竖向主梁的强度与刚度计算。上述构件均为受弯构件，与板面直接焊接的纵横肋是板面的支承边。竖向主梁作为横向肋的支座，穿墙螺栓作为竖向主梁的支座。(2) 穿墙螺栓的强度。(3) 操作平台悬挑三角架、平台板及护身栏的强度与刚度。(4) 吊装大模板钢吊环的强度及焊缝强度。(5) 大模板自稳角

2、的计算。2. 钢面板计算公式(1) 面板计算强度验算max=Mmax/xWxfMama板面最大计算弯矩设计值（Nm）；x截面塑性发展系数x1；Wx弯矩平面内净截面抵抗矩（mm3）；max板面最大正应力。挠度计算Vmax=KfF14/B0=h/500式中 F新浇混凝土侧压力的标准值（Nmm2）； h计算面板的短边长(mm)； B0板的刚度，B0Eh /12(1-v2)；其中： E钢材的弹性模量取E=2.06105（N/mm2）； h2钢板厚度（mm）； v钢板的泊松系数，v=0.3； Kf挠度计算系数。 Vmax板的计算最大挠度。(2) 横肋计算 q=Fh（N/m）式中： F模板板面的侧压力，当

3、计算强度时，它是新浇混凝土的侧压力设计值与倾倒混凝土的荷载设计值之和；当计算刚度时，它只取新浇混凝土侧压力的标准值(Nmm2)； h横肋的间距（mm）。 强度验算max=Mmax/xWxf式中： Mama横肋最大计算弯矩设计值（Nmm）；x截面塑性发展系数，x1.0；Wx横肋在弯矩平面内净截面抵抗矩（mm3）。挠度验算悬臂部分挠度Vmax=q114/8E1x=a/500跨中部分挠度Vmax=q114/384E1x(5-242)1/500式中 q1横肋上的均布荷载标准值，q1=Fh（Nmm）； a悬臂部分的长度(mm)； E钢材的弹性模量(2.06105Nmm2)； Ix弯矩平面内横肋的惯性矩(

4、mm4)； 1竖向主梁间距(mm)； 悬臂部分长度与跨中部分长度之比，即a1。(3)竖向主梁计算q2=F1(Nmm2)式中1竖向主梁的间距(mm)；F模板板面的侧压力(Nmm2)。挠度验算 悬臂部分Vmax=q21 /8E1x13/500 跨中部分Vmax=q21 /384E1x(5-242)11/500(4)穿墙螺栓计算 NAnf式中N对拉螺栓所承受拉力的设计值。一般主要是混凝土的侧压力（kN/m2）；An对拉螺栓净截面面积(mm2)。f对拉螺栓抗拉强度设计值(穿墙螺栓f =170N/mm2，用扁钢带f=215N/mm2)。(5)吊环计算根据混凝土结构设计规范(GBJ1089)规定，吊环应采

5、用I级钢筋制作，严禁使用冷加工钢筋，吊环计算拉应力不应大于50Nmm2。所以吊环截面积计算见下式：An=Px/250=Px/100(mm2)式中An吊环净截面积(mm2)；Px吊装时吊环所承受的大模板自重荷截设计值，并乘以动载系数1.3。(6) 停放时风载作用下自稳角计算大模板面积较大，停放在现场时，在风载的作用下，可能被吹倒，因此停放时大模板的倾斜角度是保证不被刮倒的关键。大模板的稳定性以自稳角a来衡量，即对一定自重的大模板，在某一高度一定的风荷载作用下，能保持其不被吹倒的a角最小值。设模板宽度为B，其自稳角计算公式如下：GBHa=0.8KWhh2/2B即： GHa=0.8KWh2/2因为

6、h=Hcosa a=H/2sina 代入上式所以 GHH2sina=0.8KH2cos2a1/2即： Gsina=0.8KWcos2a=0.8KW（1sin2a） =0.8KW0.8KWsin2a则 0.8KWsin2a+Gsina-0.8KW=0解得： sina=-G G2-40.80.8K2W2/(20.8KW)式中 G大模板自重(KNm2)； W基本风压(kNm2)； K稳定安全系数K=1.5； 0.8基本风压值调整系数所以sina=-G G2-5.76W2 /2.4KW)在大模板实际支设时，a夹角大于上式计算的自稳角时，模板将是稳定的。3. 清水全钢大模板实际验算以6001为例：已知大

7、模板尺寸H=2780mm，L=6000mm，S=490，h=320mm，h1=350mm，1=900mm，a=300，111000mm，12=1050mm，13=360mm，面板采用6mm厚钢板，竖向主梁采用210槽钢，竖向小肋采用606钢板带，横肋采用8槽钢，穿墙螺栓采用M30。试全面验算此大模板的强度与刚度。(1) 荷载新浇混凝土侧压力最大值F=50kNm2。新浇混凝土侧压力设计值F1=501.2=60kN/m2。倾倒混凝土时荷载标准值6kNm2，其中设计值F2=61.4=8.4 kN/m2。(2) 面板验算选面板小方格中最不利情况计算，即三面固定，一面简支(短边)。由于Ly/Lx=h/S

8、=320/490=0.65，得最大弯矩系数：Km =-0.0796，最大挠度系数：Kf=0.00240。强度验算取1mm宽的板条为计算单元，荷载为：F3=F1+F2=60+8.4=68.4kN/m2=0.0684N/mm2q=0.06841=0.0684N/mm，但应乘0.85荷载调整系数，故：q=0.850.0684=0.058N/mmMmax=Km q1 =0.7960.0583202=472NmmWx=1/6162=6mm3由公式max=Mmax/xWx=472/(16)=78.67N/mm20.308mmVmax，挠度满足要求。(3)横肋计算荷载 q=F3h=0.0684320=21.

9、88N/mm强度验算根据型钢截面特征80435：Wx=25.3103mm3Ix=101104mm4max=Mmax/xWx=(0.12521.889002)/(1.025.3103)=87.56N/mm2f=215N/mm2挠度验算a.悬臂部分挠度 q2=Fh=0.05320=16N/mmVmax=q2a4/9Elx=(163004)(92.06105101104)=0.0692mm=a/500=300500=0.6mmVmaxb.跨中部分挠度=a/1=300/900=0.33Vmax=q214/384EI(5-242)Vmax=(169004)(3842.06105101104) (5-24

10、0.332) =0.313mm1/500=900/500=1.8mm(4)竖向主梁计算荷载q1=F31=0.0684900=61.56N/mmq2=61.561.4/2.1=41.04N/mm强度验算用弯矩分配法及叠加法求得：Mmax=M =9.15106Nmm其它 M =5.73106NmmMAB=4.27106NmmMBC=8.34106Nmm210槽钢 Wx=79.4103mm3，Ix396.6104mm4max=Mmax/xWx=(9.15106)/(1.079.4103)=115.23N/mm2f=215N/mm2挠度验算a.悬臂部分挠度max=q11 /9EIx =(453204)

11、/(92.06105396.6104)=0.064320/500=0.64mmb.跨中部分AB跨max=q11 /384EIx(5-242)=(4510004)/(3842.06105396.6104)5-24(300/1000)2=0.407mm=11/500=1000/500=2mmBC跨 近似地按一端固定，一端简支的三角形分布荷载计算，查静力计算图表得：max=0.00239q21 /EIx=0.00239(3010504)/(2.06105396.6104)=0.106mm85960N强度满足要求。(6)外跨架勾头螺栓受剪力计算Nbv=nv(d2)/4fbv=1(302)4130918

12、45N荷载分析：按6m长模板，板及配件等自重2吨，施工荷载按1500Nm2，则操作平台施工荷载61.21500=10800N。总荷载：20000+10800=30800N。6m长模板按5个外跨架5条勾头螺栓计，其承剪力为：591845=459225N，即NbvNbv,故满足要求。安全系数：K459225N30800N14.91(7)操作平台三角架及外跨架强度验算计算简图及规格操作平台其中：、号杆件均为636；外跨架其中：、号件均为2636，号件为636。各杆件计算长度及受力类型名 称受力种类计算长度承受最大荷载操作平台拉弯840轴压127586.2KN外 跨 架零杆1900拉弯1260轴压11

13、40274.1KN轴压1140274.1KN外跨架验算其中：F1：大模板荷载（最不利情况）， F2：施工活荷（其不利位置分别为AB杆中点）， F3：脚手架荷载， 10承受最大轴向力F=274.1KNa. 第一种情况F2在AB杆中点M1=F10.3=0.9KNmM2=F20.63=0.63 KNmMmax=0.63/0.960.9+0.63=1.22 KNm支座B处反力：F=F10.3/1.26+F2/2+F3=2.1KNAB杆拉力：Nab=F12601900=1.39KN。BC杆压力：NBC F(12602+19002)/1900 =2.52KNAn=12.75cm2 Wx=7.8cm3由NA

14、nMWx= 1.3910312.751041.221031.027.810-6=162f=215安全系数 K=1.33b. 第二种情况F2在B点：M1=F10.30.9KNmM2=M3=0支座B处反力：F=1.4+30.3/1.26=2.11KNAB杆抗力：NAB=2.111.261.9=1.5KNBCs杆压力NBC=2.11 (1.262+1.92)/1.9 =2.53KN所以由NAnM/Wx=1.4103/12.751040.91031.027.810-6=116.5f=215安全系数K1.85操作平台三角架强度验算操作平台施工荷载简化为集中力P=2KN三角架最不利荷载有两种情况(636承受最大轴向力荷载为86.2KN)a. NAB2KN8409351.8KN(受拉)NBC2KN840293529352.69KN(受压)NAB、NBC远远小于636最大荷载86.2KNb. MAB=qL4=20.844=0.42KNNAB=P/2840/935=0.9NBC=P/2 8402+9352/935 =1.4KNAB=杆拉弯强度验算 NAnMWnf636 An=7.29cm2 Wn=15.2cm3 NAn+M/Wn=0.91037.291040.2410315.210-6=28.87106Nmf=215106Nm安全系数K7.5NBC远远小于636，承受最大轴向力86.2KN