板模板(木支撑)计算书综合楼工程;属于框架;地上13层,地下2层;建筑高度:49.3m;标准层层高:3.4m;总建筑面积:46740.84平方米;总工期:360天;施工单位:华盛置业集团建设工程有限公司。
本工程由:市场建设营运有限公司投资建设;由建筑设计有限公司设计,工程勘察研究院地质勘察,工程管理有限公司监理,集团建设工程有限公司组织施工;由担任项目经理;担任技术负责人。
模板支架采用木顶支撑,计算根据《木结构设计规范》(GB50005-2003)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《建筑施工计算手册》江正荣著、建筑施工手册》(第四版)等编制。
一、参数信息1、模板支架参数横向间距或排距: 1m;纵距: 1m;立柱长度: 3.2m;立柱采用圆形;立杆圆木大头直径: 100mm;立杆圆木小头直径: 80mm;斜撑截面宽度:40mm;斜撑截面高度:60mm;帽木截面宽度:75mm;帽木截面高度:120mm;斜撑与立柱连接处到帽木的距离: 600mm;板底支撑形式:方木支撑;方木的间隔距离:600mm;方木的截面宽度:60mm;方木的截面高度:80mm;2、荷载参数模板与木板自重:0.35kN/m2;混凝土与钢筋自重:25kN/m3;施工均布荷载标准值:2.5kN/m2;3、楼板参数钢筋级别:Ⅲ级钢筋;楼板混凝土强度等级:C25;每层标准施工天数:8;每平米楼板截面的钢筋面积:1440mm2;楼板的计算跨度:4.5m;楼板的计算宽度:7.2m;楼板的计算厚度:120mm;施工期平均气温:250℃;4、板底方木参数板底方木选用木材:南方松;方木弹性模量E:10000N/mm2;方木抗弯强度设计值fm:15N/mm2;方木抗剪强度设计值fv:1.4N/mm2;5、帽木方木参数帽木方木选用木材:南方松;方木弹性模量E:10000N/mm2方木抗弯强度设计值fm:15N/mm2;方木抗剪强度设计值fv:1.6N/mm2;6、斜撑方木参数斜撑方木选用木材:南方松;方木弹性模量E:10000N/mm2;方木抗压强度设计值fv:13N/mm2;7、立柱方木参数立柱方木选用木材:南方松;方木弹性模量E:10000N/mm2;方木抗压强度设计值fv:13N/mm2;二、模板底支撑方木的验算:本工程模板板底采用方木作为支撑,方木按照简支梁计算;方木截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = b×h2/6 = 60×802/6 = 64.000cm3;I = b×h3/12 = 60×803/12 = 256.000cm4;木楞计算简图1、荷载的计算:(1)钢筋混凝土板自重线荷载(kN/m):q1 = 25×120/1000×600/1000 = 1.800 kN/m;(2)模板的自重线荷载(kN/m):q2 = 0.35×600/1000 = 0.210 kN/m;(3)活荷载为施工荷载标准值(kN):p1 = 2.5×1.000×600/1000 = 1.500 kN;2、抗弯强度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩之和,计算公式如下:均布荷载 q = 1.2×(q1+q2 ) = 1.2×(1.800+0.210) = 2.412 kN/m;集中荷载 P = 1.4×p1 = 1.4×1.500 = 2.100 kN;最大弯距 M = P×l/4+q×l2/8 = 2.10×1/4+2.41×12/8 = 0.83 kN;最大支座力 N = P/2+q×l/2 = 2.10+2.41×1/2 = 3.306kN ;截面应力σ = M/W = 0.827/0.064 = 12.914 N/mm2;方木的最大应力计算值为12.914N/mm2,小于方木抗弯强度设计值15.000N/mm2,满足要求!3、抗剪强度验算:最大剪力的计算公式如下:截面抗剪强度必须满足下式:其中最大剪力:V = 2.41×1/2+2.100/2 = 2.256 kN;截面受剪应力计算值:T = 3×2.256×103/(2×60×80) = 0.705 N/mm2;截面抗剪强度设计值:[f v] = 1.500 N/mm2;方木的最大受剪应力计算值为0.705N/mm2,小于方木抗剪强度设计值1.500N/mm2,满足要求!4、挠度验算:最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,按规范规定,挠度验算取荷载标准值,计算公式如下:均布荷载 q = q1+q2 = 1.800+0.210 = 2.010 kN/m;集中荷载 p = 1.500 kN最大变形ω = 5×2.010×1×1012/(384×10000.000×256.000×104)+1.500×1×109/(48×10000×256.000×104)= 1.022 mm;L/250 = 1000.000/250 = 4.000方木的最大挠度为1.022mm,小于最大容许挠度4.000mm,满足要求!三、帽木验算:支撑帽木按照集中以及均布荷载作用下的两跨连续梁计算;集中荷载P取纵向板底支撑传递力:P = 2.412×1+2.100 = 4.512 kN;均布荷载q取帽木自重:q = 1.00×75/1000×120/1000×3.870 = 0.035 kN/m;截面抵抗矩:W = b×h2/6 = 75/10×120/102/6 = 180.000 cm3;截面惯性矩:I = b×h3/12 = 75×120/103/12 = 1080.000 cm4;帽木受力计算简图经过连续梁的计算得到帽木剪力图(kN)帽木弯矩图(kN.m)帽木变形图(mm)经过连续梁的计算得到各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为: R[1] = 7.933 kN;R[2] = 12.734 kN;R[3] = 6.209 kN;最大弯矩 Mmax = 0.844 kN.m;最大变形ωmax = 0.0024 mm;最大剪力 Vmax = 6.232 kN;截面应力σ = 4.689 N/mm2。
帽木的最大应力为 4.689 N/mm2,小于帽木的抗弯强度设计值 15.000N/mm2,满足要求!帽木的最大挠度为 0.0024 mm,小于帽木的最大容许挠度 2.000 mm,满足要求!四、模板支架荷载标准值(轴力)计算:作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1、静荷载标准值包括以下内容:(1)木顶撑的自重(kN):N G1 = {1×75/1000×120/1000+[(1/2)2+600/10002]0.5×2×40/1000×60/1000+3.2×80/1000×3.14× 100/1000×100/1000}×3.870 = 0.080 kN(2)模板的自重(kN):N G2 = 0.35×1×1 = 0.350 kN;(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):N G3 = 25×120/1000×1×1 = 3.000 kN;经计算得到,静荷载标准值;N G = N G1+N G2+N G3 = 0.080+0.350+3.000 = 3.430 kN;2、活荷载为施工荷载标准值:经计算得到,活荷载标准值:NQ = 2.500×1×1 = 2.500 kN;3、不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式:N = 1.2NG+1.4NQ = 1.2×3.430+1.4×2.500 = 7.616 kN;五、立柱的稳定性验算:稳定性计算公式如下:其中,N -- 作用在立柱上的轴力σ-- 立柱受压应力计算值;fc-- 立柱抗压强度设计值;A0-- 立柱截面的计算面积;A0 = 3.14×40.002 = 5026.560 mm2φ-- 轴心受压构件的稳定系数,由长细比λ = l0/i结果确定;轴心受压稳定系数按下式计算:i -- 立杆的回转半径,i = 80/4 = 20.000 mm;i -- 立杆的回转半径,i = 80/4 = 20.000 mm;l0-- 立杆的计算长度,l0 = 3.2×1000-600 = 2600.000 mm;λ = 2600.000/20.000 = 130.000;φ = 0.166;经计算得到:σ = 7616.120/(0.166×5026.560) = 9.145 N/mm2;根据规范规定,用于施工和维修时木材的强度设计值应乘1.2调整系数:[f] = 1.2×13 = 15.600 N/mm2;木顶支撑立柱受压应力计算值为9.145N/mm2,小于木顶支撑立柱抗压强度设计值 15.600N/mm2,满足要求!六、斜撑(轴力)计算:木顶撑斜撑的轴力RDi按下式计算:RDi=RCi/sinαi其中 RCi - 斜撑对帽木的支座反力;RDi - 斜撑的轴力;αi - 斜撑与帽木的夹角。
sinαi = sin{90-arctan[(1/2)/0.600]} = 0.894;斜撑的轴力:R Di = R Ci/sinαi = 7.933/ 0.894 = 8.873 kN七、斜撑稳定性验算:稳定性计算公式如下:其中,N -- 作用在木斜撑的轴力,8.873 kNσ-- 木斜撑受压应力计算值;f c-- 木斜撑抗压强度设计值;11.000 N/mm2A0-- 木斜撑截面的计算面积;A0 = 40×60 = 2400.000 mm2;φ --轴心受压构件的稳定系数,由长细比λ = l0/i结果确定;轴心受压构件稳定系数按下式计算:i -- 木斜撑的回转半径,i = 0.289×60 = 17.340 mm;l0-- 木斜撑的计算长度,l0 = [(1×1000/2)2+6002]0.5 = 781.025 mm;λ = 781.025/17.340 = 45.042;φ = 0.759;经计算得到:σ = 8873.423/(0.759×2400.000) = 4.869N/mm2;根据规范规定,用于施工和维修时木材的强度设计值应乘1.2调整系数;[f] = 1.2×13 = 15.600 N/mm2;木顶支撑斜撑受压应力计算值为4.869 N/mm2,小于木顶支撑斜撑抗压强度设计值15.600N/mm2,满足要求!八、楼板强度的计算:1. 楼板强度计算说明验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板的跨度取4.5M,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。