铝合金模板计算书

1、'.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

2、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

3、T6;.'.弹性系数 , E68900 N/mm2屈服强度 , F y200 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 , E68900 N/mm2屈服强度 , F y135 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 , E206000 N/mm2屈服强度 , F y250 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（25K

4、G/m2）= 25 ×10×10-3 = 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

5、（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 )=214,409mm 4;.'.DRX (加劲)=69,595mm 4承重力矩 (W)PRDX (边框 )=6,557 mmDRX( 加劲 )=3,479 mm33屈服强度(F y )PRDX / DRX200 N/mm铝平板135 N/mm允许应力(0.2%弹性极限应力 )22PRDX / DRX (0.8F y)160 N/mm 2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 ) (2

6、5.1 KN/ m 3 )= 3.012KN/ m2c.施工活荷载2.5 KN/ m2合计 F =1.2 ×3.262+1.4 ×2.5= 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：;.'.2qLM max .KNm8边框最大力矩是：2qLM max .KNm8边框最大力矩是：1.6681.22M max .0.30KN m8单纯弯曲状况建筑理论：弯曲应力 =M * y N / mm2I简化为 :弯曲应力 = M N / mm2W因此 :PRD

7、X边框弯曲应力 = 22300042.7 N / mm2160N / mm26557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：5qL4d384EI挠度 (d) =51.6681200438468900=3.43mm<1200/250=4.8mm214409因此 ,边框的挠度合格 .;.'.(5) 加劲弯曲度（ DRX）DRX加劲长 450mm,支撑区域 450/2+400/2=425mm 宽.加劲上的负载是=3.15 KN/m

8、最大力矩是 :qL23.15 0.4252M max .80.071 KN m8弯曲应力 = M7100020.44N / mm2160N / mm2W3479因此 ,加劲的弯曲度合格。(6) 加劲挠度（ DRX）挠度由以下公式计算出：5qL453.154254d384689000.279mm384EI69595允许挠度 = 400/250 = 1.6mm > 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：;.'.BPb 2Fb2tAPb 4D3Et其中Fb由于弯曲引起的应力B

9、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 1a/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：0.3830.00741450235.92 N / mm2160 N / mm2Fb4 2因此，平板的弯曲度合格。平板的挠度计算公式：0.01880.007414504D4

10、31.29mm68900;.'.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 (0.8F y)160N/mm2(2). 负载

11、.a. 模板自重0.25 KN/ m 2b. 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 =1.2 ×3.262+1.4×2.5= 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：MqL2KN m8梁上最大力矩是 :10.271.052M max .1.412KN m8单纯挠度状态下的建筑理论：弯曲应力 = M * y N / mm2弯曲应力 = M N / mm2I简化为

12、:W因此，楼面龙骨上的弯曲应力 DBX142100024.00 N / mm2160N / mm258822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：d5qL4384EI;.'.挠度57.4110504d689000.69mm3842494044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)

13、 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 (48 ×3)支撑横截面积 (A)424mm 2弹性系数 (E)206000 N/mm2转动惯量 (I)92756mm4承受力矩 (W)4493mm 3、7293mm 3屈服强度 (Fy)235 N/mm2(2)负载和稳定性转为轴向荷载 :1.44 ×7.414=10.68KN;.'.支撑的自重约 0.12KN极限载荷约 24KN>10.68KNN=10.68+0.12=10.8K

14、N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NMXMXfX W1(1 0.8 N )N EX其中欧拉临界力N EX2 EA2xN 10.680.1210.8KNI(484424 )64i1(482422)16 mmA4I(60 454.54 ) 64i2(60220.26mmA54.52 ) 4I 1( 484424)64107831mm4I 2(60454.54 )64 203105mm412031051 n107831 1.20122xli01.2012.7510320.261632查表 JGJ162-2008 附录 D，得 x0.267欧

15、拉临界力N EX2 EA22.06105(60254.52 )4KN2237.849x163NMXMX10.810 31.010.8 3081.9 N / mm2N0.267(60254.52 )410.8103XW1(10.8)6770 (10.837.849103 )N EX81.9N / mm20.91.288.5N / mm2235N / mm2;.'.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F0.7 f t m h0f t1.27 N / mm2 (C 25),3天时，取 f t 0.36N / mm2h120mm ， h 0取 100mm

16、支撑的底面为 D=60mm的圆F10.680.1210.8KNW1灌浆 8天后的混泥土楼面051支撑以下Figure 1d602100260mmdm60120180mmm 180 565mm直接应力 F10.8KN0.70.3656510014.24KN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/mm 2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

17、的稳定性从楼面开始约束1.24 KPa撑支楼面Figure 2支撑上的最大力矩是：Flql 2M max.231.240.0651.22.42250.0601.242.4225223单纯弯曲状态下建筑理论：弯曲应力 =M * y N / mm2I0. 263 1063051. 43 /2153423Nmm;.'.235N / mm2支撑上的最大挠度是：挠度FL 33ql 412EI36EI1.240.0651.210002422.5331.240.062422.541220600015342336206000153423=10.38mm3410tan 1.5062.87 mm24011

18、0002560.025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 );.'.Soffit length 转Deck panel楼面板Wall panel墙板Figure 3W(来自楼面的负载)1.24KPa自楼面约束自墙板约束Figure 4最大支撑间距： 1300mmW5. 5KN / m21. 3 / 23. 575KN / mM max.回转处最大3. 5750. 152. 41. 287KN.m回转处最大厚度 =9mm弯曲应力M * y1.28710639.72N / mm2160

19、 N / mm2OKI24009 26;.'.回转处最大弯曲应力 = M0.193 10629.43N / mm2160N / mm2OKW6557挠度 (d) =50.193240045.64 mm38468900214409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3.575KN/m 0.40m(panel width)20.715KN直径 16mm固定销子的允许剪应力(E) 楼面龙骨拉杆计算102N / mm27153.55 N / mm282Beam Ba

20、r (2 Nos.)龙骨拉杆（2Deck BeamFixing pin楼面龙骨固定销子Deck prop楼面支撑Figure 5来自楼面龙骨的剪应(5.5KN / m21.05m) 1.05m3.03KN2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1.5210325003.04 N / mm允许的剪应力 = 0.6Pt = 0.6x160=96 N/ mm2>3.04N/mm2OK龙骨拉杆固定销子( 16mm )固定销子上的剪应力1.52 10330.25N / mm2824允许的销子剪应力 = 102 N/mm2

21、> 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JGJ162-200814.1.1-1F0.22 C t0 12V 2Fc H4.1.1-2取其中较小值混凝土重力密度C 取 25KN/m3新浇混凝土初凝时间t0 取 200/ （25+15）=5外加剂影响修正因素1取 1.0混凝土坍落度

22、影响修正因素2 取 1.15混凝土浇筑速度V 取 1m/h1F0.22 C t012V 20.22 25 5 1.0 1.15 1 31.63KNFc H252. 78 69. 50KN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 mm4HRX (加劲)=69595mm4;.'.承重力矩 (W)PRWX ( 边框 )=6557 mm3HRX (加劲)=3479 mm3屈服强度 (Fy)PRWX/HRX200 N/ mm2面板135 N/

23、mm2允许应力(0.2%弹性极限应力 )PRWX/ HRX (0.80F)160 N/ mm2y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，边框的负荷为含有销子尾端的加劲构件最大力矩由以下公式计算出：qL2M KN m8HRX加劲最大力矩如下：7.90.452Mmax0.2KN m8单纯弯曲状态下的建筑理论：;.'.弯曲应力 = M N / mm2W简化为 : 弯曲应力 = M N / mm2W因此，加劲边框的弯曲应力 （HRXRail ）0.2 10657.49 N

24、/ mm2160 N / mm23479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：dqL4384EI因此，挠度（ d）7.94504384689000.175mm 200 / 270 0.741mm69595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450×300.弯曲应力及挠度公式如下：BPb 2Fb2tAPb 4DEt 3;.'.WhereFb弯曲引起的压力B源自以下

25、 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/b11.21.41.61.8234A0.01380.01880.02260.02510.02680.02770.02840.0284B0.3080.3830.4360.4680.4870.4970.4990.5a/b =450/300 = 1.5,使用插入方法，所以 A =0.0239 and B = 0.4520.4520.027300222Fb4263.78 N / mm160 N / mm因此，面板的弯曲度合格。0.02390.0273004面板的挠度 D431.19mm68900允许挠度

26、 =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/2 ×1.080m=17.06KN/m.因此，每个销子的剪应力17.06 KN/m0.45m(panel wi dth)3.84 KN2直径 16mm固定销子的允许剪应力102N / mm2 384019.1N / mm282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/mqL27.11 0.92M max240.24KNm24因此，弯曲 应此M0.2410622W655736.6N / mm160N / mm;.'.因此， PRWX长边框弯曲度合格。(7). PRWX 长边框挠度挠度 （d）qL47.11 9004384EI0.82mm384 68900 214409允许挠度为 : 900/270 =3.33mm > d=0.82mm因