土木工程施工计算书

1、设计任务1.1设计背景墙模版的背部支撑由两层龙骨（木楞或钢楞）组成：直接支撑模版的为次龙骨，即内龙骨；用以支撑内内层龙骨的为主龙骨，即外龙骨。组装墙体模版时，通过穿墙螺栓将墙体两侧模版拉结，每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。柱模版的背部支撑由两层（木楞或钢楞）组成，第一层为直接支撑模版的竖楞，用以支撑混凝土对模版的侧压力；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湘湖拉结，形成一个完整的柱模版支撑体系。1.2任务选取剪力墙：高宽 厚 33003100200框架柱：高截面高 截面宽 44004007002、剪力墙模板计算2.1参数选取2.1.1基本参数次楞(内龙骨 )间距(mm):200；穿墙螺栓水平间距(mm):600 ；主楞(外龙骨 )间距(mm):500；穿墙螺栓竖向间距(mm):500 ；对拉螺栓直径(mm):M12；2.1.2主楞信息龙骨材料:钢楞；截面类型:圆钢管； 直径（mm）48.00； 壁厚(mm)3.50；主楞肢数:7；2.1.3次楞信息龙骨材料:木楞； 次楞肢数:16；宽度(mm):100.00； 高度(mm):50.00；2.1.4面板参数面板类型:胶合面板；面板厚度(mm):18.00；面板弹性模量(N/mm 2):6000.00；面板抗弯强度设计值 fc(N/mm2):13.00；面板抗剪强度设计值(N/mm 2):1.50；2.1.5木方和钢楞方木抗弯强度设计值f c(N/mm2):13.00；方木弹性模量 E(N/mm2):9000.00；方木抗剪强度设计值f t(N/mm2):1.50；钢楞弹性模量E(N/mm 2):206000.00；钢楞抗弯强度设计值f c(N/mm2):205.00；图1-1 墙模板设计简图2.2墙模板荷载标准值计算（2-1）VtF21.0（2-2）H其中 - 混凝土的重力密度，取24.0kN/m 3；t - 新浇混凝土的初凝时间，取5.0h；T - 混凝土的入模温度，取 25.0；V - 混凝土的浇筑速度，取2.0m/h；H - 模板计算高度，取3.4m；1- 外加剂影响修正系数，取1.2；2- 混凝土坍落度影响修正系数，取1.0。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；分别计算得 44.80 kN/m2、81.6 kN/m 2，取较小值44.80 kN/m 2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=44.80kN/m2；倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 4.00 kN/m2。2.3墙模板面板的计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。根据建筑施工手册，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。 计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。图3-1 面板计算简图2.3.1抗弯强度验算跨中弯矩计算公式如下:(3-1)21.0qlM其中， M-面板计算最大弯距(Nmm) ；l-计算跨度 (内楞间距 ): l =200.00mm；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q 1: 1.244.8020.50=26.88kN/m；其中0.90为按施工手册取的临时结构折减系数。倾倒混凝土侧压力设计值q 2: 1.44.000.50=2.80kN/m；面板的最大弯距：M =0.1(26.88+2.8)200200= 118724N.mm；按以下公式进行面板抗弯强度验算：(3-2)fW其中， -面板承受的应力(N/mm 2)；M -面板计算最大弯距(Nmm) ；W -面板的截面抵抗矩 :(3-3)62bhb:面板截面宽度，h:面板截面厚度；W= 50018.018.0/6=27000 mm3；f -面板截面的抗弯强度设计值(N/mm 2)； f=13.00N/mm2；面板截面的最大应力计算值： = M/W =80200 / 27000 = 4.40N/mm 2；面板截面的最大应力计算值 =4.40N/mm2 小于面板截面的抗弯强度设计值 f=13N/mm2，满足要求。2.3.2抗剪强度验算计算公式如下:(3-4)lqlV2167.0.其中，v-面板计算最大剪力(N) ；l-计算跨度 (竖楞间距 ): l =250.0mm；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q 1: 1.244.8020.50=26.88kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q 2: 1.44.000.50=2.80kN/m；面板的最大剪力：V = 0.626.88200+0.6172.8200 = 3571.12N；截面抗剪强度必须满足:（3-5）vnfbh23其中， -面板截面的最大受剪应力(N/mm 2)；V-面板计算最大剪力(N) ：V = 3517.12N；b-构件的截面宽度(mm) ：b = 500mm ；hn-面板厚度 (mm)：h n = 18.00mm ；fv-面板抗剪强度设计值(N/mm 2)：f v = 1.500 N/mm2；面板截面的最大受剪应力计算值: T =33517.12/(250018.0)=0.198N/mm2；面板截面抗剪强度设计值: f v=1.50N/mm2；面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.198N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 T=1.5N/mm2，满足要求！2.3.3挠度验算根据规范，刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。挠度计算公式如下:(3-6)2501067.4lvEIqlv其中，q-作用在模板上的侧压力线荷载: q = 44.8020.5 = 22.40N/mm；l-计算跨度 (内楞间距 ): l = 200mm；E-面板的弹性模量 : E =6000N/mm2；I-面板的截面惯性矩: I = 501.81.81.8/12=24.30cm4；面板的最大允许挠度值: = 0.80mm；面板的最大挠度计算值: = 0.67722.401200 4/(10060002.43105) = 0.12 mm；面板的最大挠度计算值: =0.12mm 小于等于面板的最大允许挠度值 =0.80mm，满足要求！2.4墙模板内外楞的计算(一).内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，内龙骨采用木楞，宽度60mm，高度80mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W =1055/6 = 41.66cm3；I = 10555/12 =104.16cm4；图4-1 内楞计算简图2.4.1内楞的抗弯强度验算内楞跨中最大弯矩按下式计算：（4-1）21.0qlM其中， M-内楞跨中计算最大弯距(Nmm) ；l-计算跨度 (外楞间距 ): l =500.00mm；q-作用在内楞上的线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值q 1: 1.244.8020.2=10.75kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q 2: 1.44.000.2=1.12kN/m，其中，0.90为折减系数。内楞的最大弯距：M =0.1(10.752+1.12)500.0500.0= 296800N.mm；内楞的抗弯强度应满足下式：（4-2）fW其中， -内楞承受的应力(N/mm 2)；M -内楞计算最大弯距(Nmm) ；W -内楞的截面抵抗矩(mm 3)，W=4.1710 4；f -内楞的抗弯强度设计值(N/mm 2)； f=13.00N/mm2；内楞的最大应力计算值： = 296800/4.1710 4 = 7.12 N/mm2；内楞的抗弯强度设计值: f = 13.00N/mm2；内楞的最大应力计算值 = 7.12 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值 f=13N/mm2，满足要求。2.4.2内楞的抗剪强度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:（4-3）lqlV2167.0.其中， V内楞承受的最大剪力；l-计算跨度 (外楞间距 ): l =500.0mm；q-作用在内楞上的线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值q 1: 1.244.8020.2=10.75kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q 2: 1.44.000.2=1.12kN/m，楞的最大剪力：V = 0.61.752500.0+0.6171.2500 = 3595.80N；截面抗剪强度必须满足下式:（4-4） vnfbhV23其中， -内楞的截面的最大受剪应力(N/mm 2)；V-内楞计算最大剪力(N) ：V =3595.80N ；b-内楞的截面宽度(mm) ：b = 100.00mm ；hn-内楞的截面高度(mm) ：h n = 50.00mm ；fv-内楞的抗剪强度设计值(N/mm 2)：f v = 1.50 N/mm2；内楞截面的受剪应力计算值: =33595.8/(210050)=1.08N/mm2；内楞截面的受剪应力计算值 =1.08N/mm2 小于 内楞截面的抗剪强度设计值 fv=1.50N/mm2，满足要求。2.4.3内楞的挠度验算根据建筑施工计算手册，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。挠度验算公式如下：（4-5）2501067.4lvEIqlv其中， -内楞的最大挠度(mm)；q-作用在内楞上的线荷载(kN/m) ： q = 44.8020.2/1=8.96 kN/m；l-计算跨度 (外楞间距 ): l =500.0mm ；E-内楞弹性模量（ N/mm2）：E = 9000.00 N/mm2 ；I-内楞截面惯性矩(mm 4)，I=1.0410 6；内楞的最大挠度计算值: = 0.6778.96/1500 4/(10090001.04106) = 0.41 mm；内楞的最大容许挠度值: = 2mm；内楞的最大挠度计算值 =0.41mm 小于 内楞的最大容许挠度值 =2mm，满足要求。(二).外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，外龙骨采用钢楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:截面类型为圆钢管483.5；外钢楞截面抵抗矩W = 5.0782=10.156cm3；外钢楞截面惯性矩 I = 12.1872=24.374cm4；图4-2 外楞计算简图2.4.4外楞的抗弯强度验算外楞跨中弯矩计算公式：（4-6）PLM0175其中，作用在外楞的荷载: P = (1.244.802+1.44)0.20.5=5.94kN；外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 600mm；外楞最大弯矩:M = 0.1755936600.00= 6.23105 Nmm；强度验算公式：（4-7）fWM其中， - 外楞的最大应力计算值(N/mm 2)M - 外楞的最大弯距(Nmm) ；M = 6.23105 NmmW - 外楞的净截面抵抗矩； W = 1.017104 mm3；f -外楞的强度设计值(N/mm 2)，f =205.00N/mm 2；外楞的最大应力计算值: = 6.2310 5/1.017104 = 61.29 N/mm2；外楞的最大应力计算值 =61.29N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 f=205N/mm2,满足要求。2.4.5外楞的抗剪强度验算公式如下:（4-8）lqlV2167.0.其中，P-作用在外楞的荷载: P = (1.244.802+1.44)0.20.5=5.94kN； V-外楞计算最大剪力(N) ；外楞的最大剪力：V = 0.655936 = 3858.40N；外楞截面抗剪强度必须满足:（4-9）vfA2其中， -外楞截面的受剪应力计算值(N/mm 2)；V-外楞计算最大剪力(N) ：V =3858.40N ；A -钢管的截面面积(mm 2)：A = 978.61mm 2；fv-外楞的抗剪强度设计值(N/mm 2)：f v = 205N/mm2；外楞截面的受剪应力计算值: =23858.4/978.606.000=7.89N/mm 2；外楞截面的受剪应力计算值 =7.89N/mm2 小于 外楞截面的抗剪强度设计值 fv=120N/mm2，满足要求。2.4.6外楞的挠度验算根据建筑施工计算手册，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。挠度验算公式如下：（4-10）401046.3lvEIPlv其中，P-内楞作用在支座上的荷载(kN/m)：P = 44.8020.20.504.48 kN/m；-外楞最大挠度(mm)；l-计算跨度 (水平螺栓间距 ): l =500.00mm ；E-外楞弹性模量（ N/mm2）：E = 206000.00 N/mm2 ；I-外楞截面惯性矩(mm 4)，I=2.43710 5；外楞的最大挠度计算值: = 1.1464.48500 3/(1002060002.437105) = 1.29mm；外楞的最大容许挠度值: = 2mm；外楞的最大挠度计算值 =1.29mm 小于 外楞的最大容许挠度值 =2mm，满足要求。2.5穿墙螺栓的计算计算公式如下:（5-1）AfNW其中 N - 穿墙螺栓所受的拉力；A - 穿墙螺栓有效面积 (mm2)；f -