木模板支承系统施工柱模板荷载验算计算书.doc

木模板支承系统施工柱模板荷载验算计算书柱模板的计算依据建筑施工手册第四版、建筑施工计算手册江正荣著、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、混凝土结构设计规范GB50010-2002、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等规范编制。柱模板的背部支撑由两层（木楞或钢楞）组成，第一层为直接支撑模板的竖楞，用以支撑混凝土对模板的侧压力；第二层为支撑竖楞的柱箍，用以支撑竖楞所受的压力；柱箍之间用对拉螺栓相互拉接，形成一个完整的柱模板支撑体系。柱截面宽度B(mm):700.00；柱截面高度H(mm):400.00；柱模板的总计算高度:H = 3.00m；根据规范，当采用溜槽、串筒或导管时，倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2；（一、参数信息1.基本参数柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:1；柱截面宽度B方向竖楞数目:3；柱截面高度H方向对拉螺栓数目:1；柱截面高度H方向竖楞数目:3；对拉螺栓直径(mm):M12；2.柱箍信息柱箍材料:木楞；宽度(mm):80.00；高度(mm):100.00；柱箍的间距(mm):450；柱箍肢数:1；3.竖楞信息竖楞材料:木楞；宽度(mm):60.00；高度(mm):80.00；竖楞肢数:2；4.面板参数面板类型：木、竹胶合板；面板厚度(mm):18.00；面板弹性模量(N/mm2):9500.00；面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00；面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50；5.木方参数方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00；方木弹性模量E(N/mm2):9500.00；方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):1.50； 柱模板设计示意图 计算简图（二）、柱模板荷载标准值计算按施工手册，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值: 其中 - 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3； t - 新浇混凝土的初凝时间，可按现场实际值取，输入0时系统按200/(T+15)计算，得5.714h； T - 混凝土的入模温度，取20.000； V - 混凝土的浇筑速度，取2.500m/h； H - 模板计算高度，取3.000m； 1- 外加剂影响修正系数，取1.000； 2- 混凝土坍落度影响修正系数，取1.000。根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；分别为 47.705 kN/m2、72.000 kN/m2，取较小值47.705 kN/m2作为本工程计算荷载。计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=47.705kN/m2；倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2.000 kN/m2。(三)、柱模板面板的计算模板结构构件中的面板属于受弯构件，按简支梁或连续梁计算。本工程中取柱截面宽度B方向和H方向中竖楞间距最大的面板作为验算对象，进行强度、刚度计算。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。由前述参数信息可知，柱截面宽度B方向竖楞间距最大，为l= 320 mm，且竖楞数为 3，面板为2 跨，因此对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的二跨连续梁进行计算。 面板计算简图1.面板抗弯强度验算对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的二跨连续梁用下式计算最大跨中弯距： 其中， M-面板计算最大弯距(N.mm)； l-计算跨度(竖楞间距): l =320.0mm； q-作用在模板上的侧压力线荷载，它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.45×0.90=23.185kN/m； 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m，式中，0.90为按施工手册取用的临时结构折减系数。 q = q1 + q2 =23.185+1.134=24.319 kN/m；面板的最大弯距：M =0.125 ×24.319×320×320= 2.49×105N.mm；面板最大应力按下式计算： 其中， -面板承受的应力(N/mm2)； M -面板计算最大弯距(N.mm)； W -面板的截面抵抗矩 : b:面板截面宽度，h:面板截面厚度； W= 450×18.0×18.0/6=2.43×104 mm3； f -面板的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=13.000N/mm2；面板的最大应力计算值： = M/W = 2.49×105 / 2.43×104 = 10.248N/mm2；面板的最大应力计算值 =10.248N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 =13.000N/mm2，满足要求！2.面板抗剪验算最大剪力按均布荷载作用下的二跨连续梁计算，公式如下: 其中， -面板计算最大剪力(N)； l-计算跨度(竖楞间距): l =320.0mm； q-作用在模板上的侧压力线荷载，它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.45×0.90=23.185kN/m； 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m，式中，0.90为按施工手册取用的临时结构折减系数。 q = q1 + q2 =23.185+1.134=24.319 kN/m；面板的最大剪力： = 0.625×24.319×320.0 = 4863.726N；截面抗剪强度必须满足下式: 其中， -面板承受的剪应力(N/mm2)； -面板计算最大剪力(N)： = 4863.726N； b-构件的截面宽度(mm)：b = 450mm ； hn-面板厚度(mm)：hn = 18.0mm ； fv-面板抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 13.000 N/mm2；面板截面受剪应力计算值: =3×4863.726/(2×450×18.0)=0.901N/mm2；面板截面抗剪强度设计值: fv=1.500N/mm2；面板截面的受剪应力 =0.901N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 fv=1.500N/mm2，满足要求！3.面板挠度验算最大挠度按均布荷载作用下的二跨连续梁计算，挠度计算公式如下: 其中， -面板最大挠度(mm)； q-作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m)： q = 47.71×0.4521.47 kN/m； l-计算跨度(竖楞间距): l =320.0mm ； E-面板弹性模量（N/mm2）：E = 9500.00 N/mm2 ； I-面板截面的惯性矩(mm4)； I= 450×18.0×18.0×18.0/12 = 2.19×105 mm4；面板最大容许挠度: = 320.0 / 250 = 1.280 mm；面板的最大挠度计算值: = 0.521×21.47×320.04/(100×9500.0×2.19×105) = 0.564 mm；面板的最大挠度计算值 =0.564mm 小于 面板最大容许挠度设计值 = 1.280mm,满足要求！(四)、竖楞方木的计算模板结构构件中的竖楞（小楞）属于受弯构件，按连续梁计算。本工程柱高度为3.0m,柱箍间距为450mm，竖楞为大于 3 跨，因此按均布荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，竖楞采用木楞，宽度60mm，高度80mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = 60×80×80/6 = 64.00cm3；I = 60×80×80×80/12 = 256.00cm4； 竖楞方木计算简图1.抗弯强度验算支座最大弯矩计算公式： 其中， M-竖楞计算最大弯距(N.mm)； l-计算跨度(柱箍间距): l =450.0mm； q-作用在竖楞上的线荷载，它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.32×0.90=16.487kN/m； 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.32×0.90=0.806kN/m； q = (16.487+0.806)/2=8.647 kN/m；竖楞的最大弯距：M =0.1×8.647×450.0×450.0= 1.75×105N.mm； 其中， -竖楞承受的应力(N/mm2)； M -竖楞计算最大弯距(N.mm)； W -竖楞的截面抵抗矩(mm3)，W=6.40×104； f -竖楞的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=13.000N/mm2；竖楞的最大应力计算值: = M/W = 1.75×105/6.40×104 = 2.736N/mm2；竖楞的最大应力计算值 =2.736N/mm2 小于 竖楞的抗弯强度设计值 =13.000N/mm2，满足要求！2.抗剪验算最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，公式如下: 其中， -竖楞计算最大剪力(N)； l-计算跨度(柱箍间距): l =450.0mm； q-作用在模板上的侧压力线荷载，它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×47.71×0.32×0.90=16.487kN/m； 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.32×0.90=0.806kN/m； q = (16.487+0.806)/2=8.647 kN/m；竖楞的最大剪力： = 0.6×8.647×450.0 = 2334.588N；截面抗剪强度必须满足下式: 其中， -竖楞截面最大受剪应力(N/mm2)； -竖楞计算最大剪力(N)： = 2334.588N； b-竖楞的截面宽度(mm)：b = 60.0mm ； hn-竖楞的截面高度(mm)：hn = 80.0mm ； fv-竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 1.500 N/mm2；竖楞截面最大受剪应力计算值: =3×2334.588/(2×60.0×80.0)=0.730N/mm2；竖楞截面抗剪强度设计值: fv=1.500N/mm2；竖楞截面最大受剪应力计算值 =0.730N/mm2 小于 竖楞截面抗剪强度设计值 fv=1.50N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度按三跨连续梁计算，公式如下: 其中， -竖楞最大挠度(mm)； q-作用在竖楞上的线荷载(kN/m)： q =47.71×0.32 = 15.27 kN/m； l-计算跨度(柱箍间距): l =450.0mm ； E-竖楞弹性模量（N/mm2）：E = 9500.00 N/mm2 ； I-竖楞截面的惯性矩(mm4)，I=2.56×106；竖楞最大容许挠度: = 450/250 = 1.800mm；竖楞的最大挠度计算值: = 0.677×15.27×450.04/(100×9500.0×2.56×106) = 0.174 mm；竖楞的最大挠度计算值 =0.174mm 小于 竖楞最大容许挠度 =1.800mm ，满足要求！(五)、B方向柱箍的计算本工程中，柱箍采用方木，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 8.00 ×10.00 ×10.00 / 6 = 133.33 cm3； I = 8.00 ×10.00 ×10.00 ×10.00 / 12 = 666.67 cm4；柱箍为2 跨，按集中荷载二跨连续梁计算（附计算简图）： B方向柱箍计算简图其中 P - -竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN)，竖楞距离取B方向的； P = (1.2 ×47.71×0.90 + 1.4 ×2.00×0.90)×0.320 × 0.45/1 = 7.78 kN； B方向柱箍剪力图(kN)最大支座力: N = 11.225 kN； B方向柱箍弯矩图(kN.m)最大弯矩: M = 0.304 kN.m； B方向柱箍变形图(mm)最大变形: V = 0.054 mm；1. 柱箍抗弯强度验算柱箍截面抗弯强度验算公式 其中 ，柱箍杆件的最大弯矩设计值: M = 0.30 kN.m； 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩: W = 133.33 cm3；B边柱箍的最大应力计算值: = 2.17 N/mm2；柱箍的抗弯强度设计值: f = 13.000 N/mm2；B边柱箍的最大应力计算值 =2.17N/mm2 小于 柱箍的抗弯强度设计值 f=13.000N/mm2，满足要求!2. 柱箍挠度验算经过计算得到: = 0.054 mm；柱箍最大容许挠度: = 350.0 / 250 = 1.400 mm；柱箍的最大挠度 =0.054mm 小于 柱箍最大容许挠度 =1.400mm，满足要求!(六)、B方向对拉螺栓的计算计算公式如下: 其中 N - 对拉螺栓所受的拉力； A - 对拉螺栓有效面积 (mm2)； f - 对拉螺栓的抗拉强度设计值，取170.000 N/mm2；查表得： 对拉螺栓的型号: M12 ； 对拉螺栓的有效直径: 9.85 mm； 对拉螺栓的有效面积: A= 76.00 mm2；对拉螺栓所受的最大拉力: N = 11.225 kN。对拉螺栓最大容许拉力值: N = 1.70×105×7.60×10-5 = 12.920 kN；对拉螺栓所受的最大拉力 N=11.225kN 小于 对拉螺栓最大容许拉力值 N=12.920kN，对拉螺栓强度验算满足要求!(七)、H方向柱箍的计算本工程中，柱箍采用木楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 8.00 ×10.00 ×10.00 / 6 = 133.33 cm3； I = 8.00 ×10.00 ×10.00 ×10.00 / 12 = 666.67 cm4；柱箍为2 跨，按二跨连续梁计算（附计算简图）： H方向柱箍计算简图其中 P - 竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN)，竖楞距离取H方向的； P = (1.2×47.71×0.90+1.4×2.00×0.90)×0.170 ×0.45/1 = 4.13 kN； H方向柱箍剪力图(kN)最大支座力: N = 6.744 kN； H方向柱箍弯矩图(kN.m)最大弯矩: M = 0.115 kN.m； H方向柱箍变形图(mm)最大变形: V = 0.009 mm；1.柱箍抗弯强度验算柱箍截面抗弯强度验算公式: 其中， 柱箍杆件的最大弯矩设计值: M = 0.12 kN.m； 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩: W = 133.33 cm3；H边柱箍的最大应力计算值: = 0.824 N/mm2；柱箍的抗弯强度设计值: f = 13.000 N/mm2；H边柱箍的最大应力计算值 =0.824N/mm2 小于 柱箍的抗弯强度设计值 f=13.000N/mm2，满足要求!2. 柱箍挠度验算经过计算得到: V = 0.009 mm；柱箍最大容许挠度: V = 200.000 / 250 = 0.800 mm；柱箍的最大挠度 V =0.009mm 小于 柱箍最大容许挠度 V=0.800mm，满足要求!(八)、H方向对拉螺栓的计算验算公式如下: 其中 N - 对拉螺栓所受的拉力； A - 对拉螺栓有效面积 (mm2)； f - 对拉螺栓的抗拉强度设计值，取170.000 N/mm2；查表得： 对拉螺栓的直径: M12 ； 对拉螺栓有效直径: 9.85 mm； 对拉螺栓有效面积: A= 76.00 mm2；对拉螺栓最大容许拉力值: N = 1.70×105×7.60×10-5 = 12.920 kN；对拉螺栓所受的最大拉力: N = 6.744 kN。对拉螺栓所受的最大拉力: N=6.744kN 小于 N=12.920kN，对拉螺栓强度验算满足要求!