(一) 墙模板计算示例【例】某工程墙体模板采用组合钢模板组拼,墙高3m ,厚200mm 。
钢模板采用P6015(1500mm ×600mm )和P1015(1500mm ×100mm )组拼,分两行竖排拼成。
内钢楞采用2根φ48×3.5钢管,间距600mm ,外钢楞采用同一规格钢管,间距700mm ,对拉螺栓采用M16,间距600mm ×700mm 。
混凝土自重为24kN/m 3,强度等级为C30,坍落度为160mm ,采用泵送混凝土浇筑,浇筑速度为1.5m/h ,混凝土温度为20℃,用插入式振捣器振捣。
钢材抗拉强度设计值:Q235钢为215N/mm 2,普通螺栓为170N/mm 2。
(对拉螺栓轴向拉力设计值查表5.2.3 P53)钢模板的允许挠度:面板为1.5mm ,钢楞为L/500mm 。
(表4.4.2 P22)试验算:钢模板、钢楞和对拉螺栓是否满足设计要求。
【解】 1. 荷载(1) 新浇筑的混凝土对模板侧压力标准值G 4k混凝土侧压力标准值:71.51520200152000=+=+=T t 221212101/95.505.115.12.171.52422.022.0m kN Vt F c =⨯⨯⨯⨯⨯==ββγ22/72324m kN H F c =⨯==γ取两者中小值,即F 1=50.95kN/m 2。
(2) 振捣混凝土时产生的水平荷载标准值:(Q 2k )垂直于模板为4kN/m 2。
(3) 荷载组合()()2i i i 0/07.6044.195.502.19.0G m kN Q F k Q k =⨯+⨯⨯=+='γγ 使用组合钢模板应乘以折减系数0.95。
2/07.5795.007.60m kN F =⨯=' 2. 钢模板验算P6015钢模板(δ=2.5mm )截面特征,I xj =54.30×104mm 4,W xj =11.98×103mm 3。
(1) 计算简图:化为线均布荷载:mm N F q /24.34100060007.571000600'1=⨯=⨯=(用于计算承载力); mm N F q /57.30100060095.5010006.02=⨯=⨯=(用于验算挠度)。
(2) 抗弯强度验算: 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 M max =mm N ⋅⨯61054.1 抗弯计算强度2236/215/5.1281098.111054.1mm N f mm N W M =<=⨯⨯==σ(可) (3) 挠度验算:经过连续梁的计算得到最大变形 v max =0.60mm []()可mm 5.1=<ω 3. 内钢楞验算2根φ48×3.5mm 钢管的截面特征(计算时按钢管壁厚3.0mm 计算),I=2×10.78×104mm 4,W=2×4.49×103mm 3。
(1) 计算简图:化为线荷载:21/24.34100060007.571000600'mm N F q =⨯=⨯=(用于计算承载力); 22/57.30100060095.501000600mm N F q =⨯=⨯=(用于验算挠度)。
(2) 抗弯强度验算:按近似三跨连续梁计算。
mm N l q M ⋅⨯=⨯⨯==42211016870024.3410.010.02234/215/1.1871049.4210168mm N f mm N W M =<=⨯⨯⨯==σ(可) (3) 挠度验算:[]mmL mm Il q 4.15002.11078.1021006.210070024.34677.0E 100677.045442==<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ωω(可) (4) 主楞计算主、次楞交叉点上均有对拉螺栓,主楞可不计算。
4. 对拉螺栓验算M U 16螺栓净载面面积A =144mm 2 (1) 对拉螺栓的拉力:kN N 39.217.06.095.50=⨯⨯=(2) 对拉螺栓的应力:223/170/5.1481441039.21A N mm N mm N <=⨯==σ(可)(二) 柱模板计算示例【例】框架柱截面尺寸为800rnm ×800mm ,柱高4m ,混凝土温度20℃,未掺加外加剂,混凝土坍落度150mm ,浇筑速度2m/h ,倾倒混凝土产生的水平荷载标准值为4kN/m 2,采用18mm 厚木胶合板模板,次龙骨50mm ×100mm 木方,间距250mm 。
选用[ 80×43×5槽钢作柱箍,柱箍间距(l 1)为600mm ,试验算其强度和刚度。
【解】 1. 荷载(1) 混凝土侧压力混凝土侧压力标准值:71.51520200152000=+=+=T t 221212101/8.48215.1171.52422.022.0m kN Vt F c =⨯⨯⨯⨯⨯==ββγ22/96424m kN H F c =⨯==γ取两者中小值,即F 1=48.8kN/m 2。
(2) 倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值:查表为4kN/m 2。
(3) 荷载组合()()20/74.5744.18.482.19.0m kN S S F Qk Qk Gk G =⨯+⨯⨯=+='γγγ 2. 柱模板面板验算 (1) 强度验算按三跨连续梁计算,其最大弯矩Mmax 按下式计算: 取1m 宽的板条作为计算单元,线荷载为:mm N F q /74.571000100074.5710001000'1=⨯=⨯=(用于计算承载力); mm N F q /8.48100010008.48100010002=⨯=⨯=(用于验算挠度)。
计算简图:mm N ql M ⋅⨯=⨯⨯==522max 1061.325074.5710.010.0其截面强度:3422104.561810006mm bh W ⨯=⨯==2245max /5.11/69.6104.51061.3mm N f mm N W M m=≤=⨯⨯==σ(可) (2) 刚度验算 板的挠度按下式验算:45331086.41218100012mm bh I ⨯=⨯==[]mm lmm EI ql 125066.01086.4100.41502508.481505344==<=⨯⨯⨯⨯⨯==ωω 3. 柱内楞验算 (1) 强度验算内楞承受柱模板作用的荷载按三跨连续梁计算,其强度按下式验算: 线荷载为:mm N F q /44.14100025074.571000250'1=⨯=⨯=(用于计算承载力); mm N F q /2.1210002508.4810002502=⨯=⨯=(用于验算挠度)。
计算简图:mm N ql M ⋅⨯=⨯⨯==522max 102.560044.1410.010.0其截面强度:3422103.86100506mm bh W ⨯=⨯==2245max /13/27.6103.8102.5mm N f mm N W M m=<=⨯⨯==σ(可) (2) 刚度验算 内楞挠度按下式计算:4533107.41121005012mm bh I ⨯=⨯==[]mm lmm EI ql 4.225012.1107.41100.91506008.481505344==<=⨯⨯⨯⨯⨯==ωω(可) 4. 柱箍验算 (1) 柱箍强度验算 线荷载为:mm N F q /64.34100060074.571000600'1=⨯=⨯=(用于计算承载力); mm N F q /28.2910006008.4810006002=⨯=⨯=(用于验算挠度)。
计算简图:柱箍计算长度为()mm l 10361810028001=+⨯+=mm N l q M ⋅⨯=⨯⨯==62211max 1065.4103664.3481812236max /215/117107.391065.4mm N f mm N W M nx =<=⨯⨯==σ(可) (2) 柱箍挠度验算[]mmlmm EI l q 07.250008.1103.1981006.2384103628.295384545442==≤=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ωω(可)5. 对拉螺栓验算螺栓所受拉力:N l q N 411039.1280064.342⨯=⨯==Φ14螺栓净截面面积为105mm 2224n /170/4.1321051039.1A N mm N f mm N b t =<=⨯==σ(可)(三) 楼板模板计算示例【例】浇筑200mm 厚的钢筋混凝土楼板,采用12mm 厚的竹胶合板模板,次龙骨50×100mm 木方,间距300mm ,主龙骨100×100mm 木方,间距1200mm ,支撑系统采用碗扣式脚手架,立杆间距1200×1200mm ,横杆间距最大1.8m ,验算模板及支撑的强度与刚度。
【解】 1. 荷载(1) 模板结构的自重标准值(G 1k ) 模板及小楞的自重标准值:0.3kN/m 2 (2) 新浇混凝土自重标准值(G 2k )200mm 厚新浇混凝土自重标准值:24×0.20=4.8kN/m 2 (3) 钢筋自重标准值(G 3k )200mm 厚楼板自重标准值:1.1×0.2=0.224.8kN/m 2 (4) 施工人员及施工设备荷载标准值(Q 1k )计算模板及直接支承模板的小楞时,均布活荷载取2.5kN/m 2,再以集中荷载2.5kN 进行验算。
比较两者所得的弯矩值,取其中大者采用; (5) 荷载组合 施工荷载为均布荷载:()()[]20/9.85.24.122.08.43.02.19.0mkN S S F Qk Qk Gk G =⨯+++⨯⨯=+='γγγ()[]210/95.75.27.04.122.08.43.035.19.0m kN S S F ni QiK ci Qi GK G =⨯⨯+++⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+='∑=ψγγγ 两者取大值,应取8.9kN/m 2作为计算依据。
取1m 宽板条为计算单元,化为均布线荷载:m kN q /9.819.81=⨯= 施工荷载为集中荷载时:()[]m kN q /75.5122.08.43.02.19.02=⨯++⨯⨯=m kN P /15.35.24.19.0=⨯⨯= 2. 模板面板验算 (1) 强度验算施工荷载为均布荷载时,按四跨连续梁计算: 计算简图:m kN l q M ⋅=⨯⨯=⨯=06.03.09.8077.0077.02211施工荷载为集中荷载时:计算简图:m kN Pl l q M ⋅=⨯⨯+⨯⨯=+⨯=2.03.015.3169.03.075.5077.0169.0077.02222 由于M 2>M 1,故应按M 2验算强度。