立柱模板计算书.docx

立柱模板计算书设计： 复核： 审核： 二一八年九月目 录1 工程简介11.1 工程概况11.2 模板结构形式12 设计相关参数选定32.1 计算目的32.2 计算范围32.3 参考资料32.4 主要控制参数42.5 设计技术参数及相关荷载大小选定42.5.1 荷载类型42.5.2 工况分析52.5.3 工况及荷载组合62.5.4 计算方法63 模板设计计算63.1 18002200mm方柱模板验算63.1.1 面板验算63.1.2 次楞方木验算73.1.3 长边柱箍验算83.1.4 短边柱箍验算93.1.5 对拉螺栓验算103.2 1200mm圆柱模板验算103.2.1 面板验算103.2.2 柱箍验算113.3 模板稳定性验算124 计算结果汇总135 结论131 立柱模板设计计算书立柱模板设计计算书1 工程简介1.1 工程概况根据现有设计图纸统计，共有926根立柱，柱高2.4m5.2m，混凝土等级为C50。本层立柱分两次浇筑，第一次浇筑1m，底板施工完成后，再浇筑剩余部分。立柱工程数量详见下表。表1.1-1立柱工程数量表序号区域立柱类型截面尺寸（mm）数量（个）C50砼(m3)模板(m2)11区方柱70070020198.49562.8029009002822.68100.8312001200145208.80696.004圆柱12002022.6075.4052区方柱70070014872.52414.406900900129.7243.20712001200100144.00480.00818001800619.4443.20918002200623.648.0010圆柱12001618.0860.32113区方柱7007004823.52134.40128008004025.60128.001312001200102146.88489.6014120014001830.2493.6015圆柱12003640.68135.72合计926907.013505.441.2 模板结构形式(1)方柱模板结构形式面板采用18mm厚木胶板，竖向次楞为50100mm方木，间距200mm；次楞方木外设横向双拼483mm钢管柱箍，上下间距300mm；对拉螺杆采用14mm全丝拉杆，用M14对拉螺栓固定，间距515715mm。模板立面图如下图1.2-1所示。图1.2-1 1800mm2200mm立柱模板左、正立面图(2)圆柱模板结构形式面板采用18mm厚弧形木胶板，内径1200mm；柱箍采用宽32mm、厚1.5mm钢带，用M14螺栓固定，柱箍间距250mm，上部间距500mm。模板立面图如下图1.2-2所示。图1.2-2 1200mm立柱模板立面图模板安装完成后，用钢丝绳作风缆对模板进行加固。钢丝绳与水平面夹角为45，两两呈90布置，每面设置一根。2 设计相关参数选定2.1 计算目的对立柱模板强度、刚度和稳定性进行计算，确保立柱施工时处在安全状态，混凝土施工质量符合要求，保证施工人员安全。2.2 计算范围本计算书适用于项目名称立柱混凝土浇筑施工。2.3 参考资料(1)现有设计图纸；(2)建筑结构荷载规范 GB 50009-2012；(3)建筑施工模板安全技术规范 JGJ 162-2008；(4)混凝土结构设计规范(2015年版)GB 50010-2010；(5)钢结构设计标准GB 50017-2017；(6)路桥施工计算手册；(7)建筑施工计算手册。2.4 主要控制参数(1)面板采用18mm厚木胶板，按照建筑施工模板安全技术规范表A.5.2进行取值，抗弯强度设计值fm=20MPa，抗剪强度设计值=1.4Mpa，弹性模量E=10103 MPa；(2)483mm扣件式钢管截面特性：W=4.493103mm3，I=1.078105mm4，E=2.06105MPa，抗弯强度设计值f=215MPa，抗剪强度设计值fv=125MPa；(3)次楞采用方木，按照路桥施工计算手册表8-6进行取值，抗弯强度设计值w=13MPa，抗剪强度设计值fv=1.4MPa，弹性模量E=10103 MPa；(4)圆柱柱箍钢带，按照钢结构设计标准表4.4.1进行取值，抗弯、抗拉强度设计值f=215MPa；(5)按照路桥施工计算手册表8-28，M14对拉螺栓许用拉力F=17.8kN；(6)按照建筑施工模板安全技术规范中4.4.1节变形值的规定；对于结构表面外露的模板，最大变形值为构件计算跨度的1/400。(7)钢丝绳采用619+1型，直径7.7mm，公称抗拉强度1400MPa，最小破断拉力总和31.3kN。2.5 设计技术参数及相关荷载大小选定2.5.1 荷载类型(1)新浇混凝土侧压力计算按照建筑施工模板安全技术规范4.1.1节的内容，新浇筑混凝土作用于模板的最大侧压力标准值（G4k），可按下列公式计算，并取其中的较小值： 式1 式2式中：混凝土的重力密度，取24kN/m3；V混凝土的浇注速度，取1.5m/h；t0新浇混凝土的初凝时间，取5h；1外加剂影响修正系数，混凝土不掺缓凝剂，取值1.0；2混凝土坍落度影响修正系数，参照规范取值1.15；H混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度，取4.5m；因此，式1结果为F=0.222451.01.151.51/2=37.18kN/m2;式2结果为F=244.5=108kN/m2。故G4k=37.18kN/m2，则有效压头高度h=F/C=1.55m。可变荷载：按照建筑施工模板安全技术规范 JGJ 162-2008中表4.1.2的要求，计算过程中只需考虑倾倒混凝土对垂直面模板产生的水平荷载标准值，由于采用泵送浇筑混凝土，故。(2)风荷载标准值计算根据建筑结构荷载规范，风荷载标准值计算公式为：式中：风荷载标准值(kN/m2)； 高度z处的阵风系数，取1.7； 风荷载局部体型系数，取1.0； 风压高度变化系数，取1.0； 基本风压(kN/m2)，取0.5。则=1.71.01.00.5=0.85kN/m2。2.5.2 工况分析当模板及加固支撑体系安装完成且未浇筑混凝土时，在风荷载作用下易发生倾覆，所以此时须进行抗风稳定性验算。风压力为作用于截面形心的集中荷载。立柱浇筑高度4.5m，最快完成时间为3h，即混凝土浇筑完成后首批料仍未进入初凝阶段，此时的结构为最不利工况，计算该工况下对模板强度、刚度进行计算。2.5.3 工况及荷载组合(1)模板水平荷载由于立柱长边大于300mm，则承载力极限状态设计值：S=0.9max1.2G4k+1.4Q3k，1.35G4k+1.40.7Q3k =0.9max(1.237.18+1.42,1.3537.18+1.40.72) =0.9max(47.42,52.15) =46.94kN/m2正常使用极限状态设计值Sk=G4k=37.18kN/m2。(2)风压力1)18002200mm方柱模板最大风压力为：Fw=0.852.24.5=8.42kN2)1200mm圆柱模板最大风压力为：Fw=0.851.24.5=4.59kN以Fw=8.42kN进行模板稳定性验算。2.5.4 计算方法本次计算采用手算和Midas计算，主要对18002200mm方柱和1200mm圆柱进行计算。3 模板设计计算3.1 18002200mm方柱模板验算3.1.1 面板验算立柱模板面板采用=15mm木胶板，按支撑于竖向次楞方木的三跨连续梁计算。模板体系竖楞采用50mm100mm的方木，方木中心间距198mm，模板宽度取柱箍间距300mm，作用于模板的线荷载为：q=bS=0.346.94=14.08kN/m截面抵抗矩：W=bh2=300182/6=16200mm3；惯性矩I=bh3=300183/12=145800mm4；(1)模板强度验算：Mmax=0.1ql2=0.114.081982=55199Nmm=Mmax/W=55199/16200=3.41MPafm=20MPa，符合要求。(2)抗剪强度验算： =3V/2bhV=0.6ql=0.614.08198=1672.7N=31676.7(230018)=0.46MPa=1.4MPa，符合要求。(3)模板挠度验算：，符合要求。3.1.2 次楞方木验算次楞方木承受模板传递的荷载，按照均布荷载下的三跨连续梁计算，计算宽度区198mm。作用于方木的线荷载：q=BS=46.940.198=9.29kN/m。方木截面特性：截面抵抗矩：W=bh2=501002/6=83333.3mm3；惯性矩：I=bh3=100503/12=1041666.7mm4；外楞采用双排钢管横向布设，间距按照最大间距300mm计算。(1)次楞方木强度验算：Mmax=0.1ql2=0.19.293002=83610Nmm=Mmax/W=83610/83333.3=1.00MPaw=13MPa，符合要求。(2)抗剪强度验算：V=0.6ql=0.69.29300=1672.2N=31672.2(250100)=0.50MPafv=1.4MPa，符合要求。(3)方木挠度验算：，符合要求。3.1.3 长边柱箍验算取一根钢管进行受力计算，计算跨度L=(2200+36+200+96+14)/4=636mm，次楞方木传递到柱箍的集中荷载P：P=9.290.30.5=1.39kN柱箍按照集中荷载下多跨连续梁计算，计算简图如下：图3.1.3-1 柱箍计算简图(尺寸单位：mm)(1)强度验算：图3.1.3-2 柱箍弯矩图(kNm)=Mmax/W=300000/4493=66.77MPaf=215MPa，符合要求。(2)抗剪验算：图3.1.3-3 柱箍剪应力图(MPa)=14.05MPafv=125MPa，符合要求。(3)挠度验算：图3.1.3-4 柱箍位移图(mm)=0.34mm636/400=1.59mm，符合要求。(4)支座反力计算：图3.1.3-5 支座反力图(kN)最大支座反力Fh=5.06kN。3.1.4 短边柱箍验算取一根钢管进行受力计算，计算跨度L=(1800+36+200+96+14)/4=715mm，次楞方木传递到柱箍的集中荷载P：P=9.290.30.5=1.39kN柱箍按照集中荷载下多跨连续梁计算，计算简图如下：图3.1.4-1 柱箍计算简图(尺寸单位：mm)(1)强度验算：图3.4-2 柱箍弯矩图(kNm)=Mmax/W=360000/4493=80.12MPaf=215MPa，符合要求。(2)抗剪验算：图3.1.4-3 柱箍剪应力图(MPa)=13.11MPafv=125MPa，符合要求。(3)挠度验算：图3.4-4 柱箍位移图(mm)=0.58mm715/400=1.79mm，符合要求。(4)支座反力计算：图3.1.4-5 支座反力图(kN)最大支座反力Fb=5.50kN。3.1.5 对拉螺栓验算最大拉力F=2Fb=25.50=11.00kNF=17.8kN，符合要求。3.2 1200mm圆柱模板验算3.2.1 面板验算计算宽度取1000mm，按三跨连续梁计算，计算跨度250mm。作用于面板的线荷载为：q=BS=146.94=46.94kN/m截面抵抗矩：W=1000182/6=54000mm3截面惯性矩：I=1000183/12=486000mm4(1)面板强度验算：Mmax=0.1ql2=0.146.942502=293375Nmm=Mmax/W=293375/54000=5.43MPafm=20MPa，符合要求。(2)抗剪强度验算：V=0.6ql=0.646.94250=7041N=37041(2100018)=0.59MPa=1.4MPa，符合要求。(3)挠度验算：，符合要求。(4)底部悬挑段强度验算：Mmax=0.5ql2=0.546.94502=58675Nmm=Mmax/W=58675/54000=1.09MPafm=20MPa，符合要求。(5)悬挑段抗剪强度验算：V=ql=46.9450=2347N=32347(2100018)=0.20MPa=1.4MPa，符合要求。(6)悬挑段挠度验算：，符合要求。(7)支座反力计算：最大支座反力F=1.1ql=1.146.940.25=12.91kN3.2.2 柱箍验算柱箍拉力T=FD/2=12.911.2/2=7.75kN(1)钢带强度验算：=7750(321.5)=161.46MPaf=215MPa，符合要求。(2)螺栓强度验算最大拉力T=7.75kNF=17.8kN，符合要求。3.3 模板稳定性验算图3.3-1 风缆设置图(立面，单位：mm)图3.3-2 风缆设置图(平面，单位：mm)由力矩平衡可得hFcos45=hFw/2，则：F=Fw/(2cos45)=8.42(2cos45)=5.95kN根据建筑施工计算手册，钢丝绳容许拉力计算公式为：式中：Fg钢丝绳的破断拉力总和，7.7mm钢丝绳取31.3kN；考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，取0.85；K钢丝绳使用安全系数，取3.5；Fg钢丝绳的容许拉力(kN)。钢丝绳容许拉力Fg=0.8531.3/3.5=7.60kNF=5.95kN，符合要求。4 计算结果汇总立柱模板计算结果汇总如表4-1所示。表4-1 立柱模板计算结果汇总表结构部位弯拉强度（MPa）抗剪