铝合金模板计算书(版本3).doc

.铝合金模板 受力计算书 开启-建筑低碳环保新时代陕西天利成建筑科技有限公司2016年10月目 录1.0 设计大纲2.0 编制依据3.0 材料性能4.0 设计和计算4.1. 楼面模板结构计算A. 楼面板计算B. 楼面龙骨计算C. 楼面支撑立杆计算D. 转角连接计算E. 龙骨拉杆计算4.2. 墙模板结构计算A. 墙板计算B. 铁威令计算C. 穿墙拉杆计算1.0 设计大纲 楼面模板的主要组成构件有楼面板，楼面龙骨，楼面支撑，转角及龙骨拉杆。由于竖向受力，这些原件均需经过强度和挠度的验算。墙身模板的主要组成原件有墙板，穿墙丝杆，铁威令，踢脚挡板，垫脚板。由于承受水平方向混凝土的压力负载，这些构件均需经过强度和挠度的验算。2.0 编制依据本工程设计图纸公司质量、环境和职业健康安全一体化管理文件省厅及地方关于模板支撑架相关文件要求建筑施工手册(第五版)建筑施工简易计算（江正荣等编著）建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 130-2011)铝合金模板系统应用技术标准建设工程施工现场管理规定建设工程安全生产管理条例（国务院第393号令）建筑工程预防坍塌事故若干规定（建设部建质200382号）建筑施工安全检查评分标准（JGJ59-2011）建设工程施工安全技术操作规程建筑施工模板安全技术规范（JGJ 162-2008）铝挤压型材标准等级：6061 T6弹性系数, E 68900 N/mm2屈服强度, F y 200 N/mm2允许弯曲应力 (0.8 F y) 160 N/mm2铝平板标准等级：6061 T6弹性系数, E 68900 N/mm2屈服强度, F y 135 N/mm2允许弯曲应力 (0.7 F y) 95 N/mm2低碳钢威令标准等级：43A 到BS 4360 及铁-1987弹性系数, E 206000 N/mm2 屈服强度, F y 250 N/mm2允许轴向拉伸应力(0.66 F y) 165 N/mm允许弯曲应力(0.6 F y) 150 N/mm4.0 设计及计算 荷载: 模板自重 （25KG/m2）= 251010-3 = 0.25 KN/m2 施工荷载 2.5 KN/m2 钢筋混凝土重度 25 .1KN/m3单件模板允许的挠度不超过跨径的1/250。4.1 楼面模板结构计算a) 楼面板计算b) 楼面龙骨计算c) 楼面支撑计算d) 转角计算e) 龙骨拉杆计算楼板建筑负荷路径楼板混凝土 铝板 加劲构件(DRX, PRDX) 楼面板 龙骨拉杆 楼面支撑 A. 楼面板计算假定所有构件是单纯支撑，然而此非实际，确有作出最坏情况的假定。在混凝土结构区大块使用TLD模板系统，标准楼面尺寸是450x900mm.(1). 几何及物理性能 楼板厚度（最大板厚计算） 120mm 弹性系数(铝平板) 68,900 N/mm2铝平板厚度 4mm 转动惯量(I) PRDX (边框) =214,409mm4 DRX (加劲) =69,595mm4 承重力矩(W) PRDX (边框) =6,557 mm3 DRX(加劲) =3,479 mm3 屈服强度 (F y) PRDX / DRX 200 N/mm2 铝平板 135 N/mm2 允许应力(0.2% 弹性极限应力) PRDX / DRX (0.8F y) 160 N/mm2 铝平板(0.7F y) 95 N/mm2 (2).负荷.a.模板自重 0.25KN/ m2b.钢筋混凝土 (楼面板) (25.1 KN/ m3) = 3.012KN/ m2c.施工活荷载 2.5 KN/ m2 合计 F =1.23.262+1.42.5= 7.414 KN/ m2 (3). PRDX 边框弯曲度PRDX 边框必须支撑模板负荷的一半。假定PRDX只是单纯支撑，因此受到严重弯曲应力。最大力矩在跨度中部，公式如下：q =7.414*0.45/2=1.668 KN/m 边框最大力矩是： 边框最大力矩是：单纯弯曲状况建筑理论：弯曲应力 = 简化为: 弯曲应力 =因此:PRDX 边框弯曲应力=所以, PRDX 弯曲度合格。(4) 边框挠度（PRDX）经验显示，单件模板从支撑点中心线起的挠度不超过跨度的1/270所产生的表面是可接受的。负载条件下的单纯支撑梁的最大挠度由以下公式计算： 挠度(d) =3.43mm d=0.279mm因此, 加劲的挠度合格。(7). 铝平板的弯曲度和挠度平板四边被环包，其最大面积是450x400mm。其弯曲应力其挠度的计算公式如下： 其中Fb 由于弯曲引起的应力B 源自于以下表格P 压力b 平板的最短尺寸t 平板的厚度A 源自于以下表格E 弹性系数D 挠度Table 1 a/b11.21.41.61.8234A0.01380.01880.02260.02510.02680.02770.02840.0284B0.3080.3830.4360.4680.4870.4970.4990.5a/b = 450/400=1.125 因此 A=0.0188 and B=0.383 平板的最大弯曲应力由以下公式计算出： 因此，平板的弯曲度合格。平板的挠度计算公式： 允许挠度= 450/250 = 1.8mm D=1.29mm因此，平板的挠度合格。楼面之间的固定销子没有检查，因为销子不用于负载传递。B. 楼面龙骨计算假定楼面龙骨是单纯支撑，然而此非实际，确有给出最坏情况的假定。并假定最大楼面龙骨长1050mm, 所支撑的最长楼面板是1350mm长。(1). 几何物理性能：. 楼板厚度 120 mm弹性系数(铝平板) 68,900 N/mm2 转动惯量 (I) 2494044 mm4 承受力矩 (W) 58822 mm3 屈服强度 (Fy) 200 N/mm2 允许应力(0.8Fy) 160N/mm2(2). 负载.a. 模板自重 0.25 KN/ m2b. 钢筋混凝土楼板 (25.1 KN/ m3) =3.012 KN/ m2c. 施工活荷载 2.50 KN/ m2 共计 F1 =1.23.262+1.42.5= 7.414 KN/ m2 (3). 楼面龙骨弯曲度假定梁是单纯支撑，因此经受严重弯曲应力。楼面龙骨承受来自于两边各0.6米的负载。跨度中部最大力矩由以下公式计算出：q =5.5*1.35=10.27KN/m 梁上最大力矩是:单纯挠度状态下的建筑理论： 弯曲应力 = 简化为: 弯曲应力 =因此， 楼面龙骨上的弯曲应力 所以，楼面龙骨的弯曲度合格 (4). 楼面龙骨挠度承载负荷的情况下，单纯支撑的梁的最大挠度由以下公式计算出：挠度允许挠度= 1050/250 = 4.2mm d=0.69mm因此，DBX 的挠度合格。C. 楼面支撑计算假定所使用的最长中部梁和尾部梁是1050mm.所支撑的楼面最大长度是1050mm.举例说明，所支撑的一个标准面积是：所支撑的一个标准面积= (1.05+0.15) x (1.05+0.15) =1.44 SQM (1). 几何和物理性能： 楼板厚度 120mm 楼板至楼板的高度 2900mm 支撑的长度 (L) 2780mm (2900-120) 保守的 内管 (483) 支撑横截面积 (A) 424mm2 弹性系数 (E) 206000 N/mm2 转动惯量 (I) 92756mm4承受力矩 (W) 4493mm3、7293mm3屈服强度 (Fy) 235 N/mm2(2) 负载和稳定性转为轴向荷载:1.447.414=10.68KN支撑的自重约 0.12KN极限载荷约 24KN10.68KN N=10.68+0.12=10.8KN因此，合格。工具式钢管立杆受压稳定性计算（参JGJ162-2008中式5.2.5-9）按其中欧拉临界力 查表JGJ162-2008附录D，得欧拉临界力 所以，立杆受压稳定性合格！ (4). 检查由于支撑负载引起的混凝土层的直接压应力 支撑的底面为D=60mm的圆 Figure 1根据混凝土结构工程质量验收规范（GB850204-2002）混凝土强度达到1.2N/mm2才能在楼面作业，根据经验值，24小时C25混凝土能达到1.2KN/mm2以上，对于快拆体系能满足要求！另外拟在同条件砼试块达到拆模条件要求时，拆除梁、板底模板，保留梁、板与立杆相连接部分的铝梁，作为梁板的支撑。(5). 检查支撑的稳定性 Figure 2支撑上的最大力矩是： =0.263KN.m单纯弯曲状态下建筑理论： 弯曲应力 = 支撑上的最大挠度是：挠度 =10.38mm 但支撑的底座是 6X120X120 因此，取允许的挠度=60mm d=10.38mm所以合格。 (D) 转角计算(在楼面四周提供支撑) 墙板转角楼面板Figure 3Figure 4最大支撑间距：1300mm回转处最大厚度=9mm弯曲应力 回转处最大M max =1.24x0.065x2.4 =0.193KN.m弯曲应力 =挠度(d) =允许的挠度 = 2400/270 = 8.89mm d=5.64mm因此，挠度合格。转角之间的固定销子和楼面假定每块楼面用2个销子。因此，每个销子的剪应力直径16mm固定销子的允许剪应力(E) 楼面龙骨拉杆计算楼面支撑楼面龙骨固定销子龙骨拉杆（2件）Figure 5来自楼面龙骨的剪应每根龙骨拉杆分摊的剪应 =3.03/2 =1.52KN龙骨拉杆的有效剪力区 = 500 m/m2剪应力允许的剪应力= 0.6Pt = 0.6x160=96 N/ mm23.04N/mm2 龙骨拉杆固定销子 (16mm )固定销子上的剪应力允许的销子剪应力= 102 N/mm2 30.25N/mm因此，合格。 4.2 标准墙板模板的结构计算A. 墙板计算B. 穿墙丝杆计算C. 铁威令计算A. 墙板计算墙建筑的负载路径: 混凝土 铝板 加劲构件 背楞 螺杆以下计算是基于最大楼层高度2900mm. 因此，墙板的高度是 2900-120=2780mm.根据建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008 4.1.1-1 4.1.1-2 取其中较小值混凝土重力密度取25KN/m新浇混凝土初凝时间取200/（25+15）=5外加剂影响修正因素取1.0混凝土坍落度影响修正因素取1.15混凝土浇筑速度V取1m/h新浇混凝土侧压力=31.63KN(1). 几何及物理性能. 灌浆高度 2900mm 弹力系数(铝平板) 68,900 N/mm2 平板厚度 4 mm 惯性矩 (I) PRWX (边框) =214,409 mm4 HRX (加劲) =69595mm4 承重力矩(W) PRWX (边框) =6557 mm3 HRX (加劲) =3479 mm3屈服强度 (Fy) PRWX/HRX 200 N/ mm2面板 135 N/ mm2允许应力 (0.2%弹性极限应力) PRWX/ HRX (0.80Fy) 160 N/ mm2 面板(0.7Fy) 95 N/ mm2 (2). HRX加劲弯曲度最危险的加劲支撑着混凝土墙板最大是200mm宽，200/2+300/2 = 250mm 深。因此，边框的负荷为31.63x0.25=7.9KN/m.含有销子尾端的加劲构件最大力矩由以下公式计算出： HRX加劲最大力矩如下： 单纯弯曲状态下的建筑理论：弯曲应力 =简化为: 弯曲应力 =因此，加劲边框的弯曲应力（HRX Rail） 因此，加劲的弯曲度合格。(3). HRX加劲挠度经验显示，单件模板从支撑点中心线起的挠度不超过跨度的1/270所产生的表面是可接受的。由于加劲是焊接于竖向边框，而加劲由平板加固，因此，基于固定端来估计挠度是合理的：因此，挠度（d） 所以，加劲的挠度合格(4). 面板弯曲度/挠度面板四周有边框，最大面积为450300.弯曲应力及挠度公式如下：WhereFb 弯曲引起的压力B 源自以下Table 2P 压力b 平板的最短尺寸t 平板的厚度A 源自于以下表格E 弹性系数D 挠度Table 2a/b11.21.41.61.8234A0.01380.01880.02260.02510.02680.02770.02840.0284B0.3080.3830.4360.4680.4870.4970.4990.5 a/b =450/300 = 1.5, 使用插入方法，所以 A =0.0239 and B = 0.452 因此，面板的弯曲度合格。面板的挠度允许挠度=450/270 = 1.67mm D=1.19mm因此，面板的挠度合格。(5). 检查转角和墙板之间固定销子每块墙板的转角与墙板之间假定使用2件销子。请参照 figure6. 假定负载接近：W=31.6KN/21.080m=17.06KN/m.因此，每个销子的剪应力直径16mm固定销子的允许剪应力所以销子合格。 (6). PRWX长边框弯曲度PRWX长边框某种程度像连续梁，因而有三角负载，为简化分析，取单一最大跨度900mm, 最大负载31.6 KN/m2 分析，假定跨度有固定端。威令位置Figure 7PRWX边框荷载:31.6 KN/ m2x0.45/2 =7.11 KN/m因此，PRWX长边框弯曲度合格。(7). PRWX长边框挠度挠度 （d）允许挠度为: 900/270 =3.33mm d=0.82mm因此，PRWX长边框挠度合格。 (8). 房间的周边楼面边缘的垂直载荷所施加于墙板的压缩效应楼面的负载由长边框和4毫米厚的铝板传递到楼面。事实上，长边框和4毫米厚的铝板的强度是由水平方向的加劲所形成的一个坚固的隔段，从而能抵抗垂直压力荷载。从建筑学角度判断，楼面的负载形式不会对墙板的结构性产生影响。B. 穿墙丝杆计算 以900(H)