剪力墙施工课程设计地大北京样本

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。中国地质大学(北京)课程设计课程名称土木工程施工学生姓名刘玉学号专业土木工程院(系)工程技术学院指导教师树玉秀年5月课程设计计算书1、设计任务1.1任务选取某现浇钢筋混凝土剪力墙,混凝土强度等级C30,墙体尺寸:高×宽×厚=3200×3000×200施工条件:坍落度80mm,0.6m3吊斗卸料浇筑速度2m/h,混凝土入模温度15℃,采用插入式振捣器振捣。试设计模板。钢筋混凝土框架柱,混凝土强度等级C30,柱尺寸:高×截面高×截面宽=4000×500×500施工条件:混凝土浇筑速度3m/h,导管下料,坍落度180mm,混凝土入模温度15℃,采用插入式振捣器振捣。试设计模板。1.2参考资料1)王军强.混凝土结构施工.北京:中国建筑工业出版社,.2)建筑施工模板安全技术规范(JGJI62-)3)混凝土结构工程施工规范(GB50666-)4)钢框胶合板模板技术规程(JGJ96-)5)组合式钢模板技术规程2、剪力墙模板计算2.1参数选取2.1.1基本参数主楞(外龙骨)间距(mm):400;穿墙螺栓竖向间距(mm):400;次楞(内龙骨)间距(mm):200;穿墙螺栓水平间距(mm):400;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;主楞肢数:2;直径(mm)48.00;壁厚(mm)3.0;2.1.3次楞信息龙骨材料:木楞;次楞肢数:1;宽度(mm):60;高度(mm):80;2.1.4面板参数面板类型: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;2.1.5木方和钢楞方木弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9500.00;方木抗剪强设计值ft(N/mm2):1.50;钢楞弹性模量E(N/mm2):210000.00;钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00;附图1剪力墙正视及侧视详图2.2墙模板荷载标准值计算其中γ--混凝土的重力密度,取24.0kN/m3;t--新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,计算,得6.67h;T--混凝土的入模温度,取15℃;V--混凝土的浇筑速度,取2.0m/h;H--模板计算高度,取3.2m;β--影响修正系数,取0.9;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;F1=0.28×24×6.67×0.9×=57.1kN/m2F11=3.2×24=76.8kN/m2取较小值57.1kN/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=57.1kN/m2;倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=4kN/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。2.3.1抗弯强度验算跨中弯矩计算公式如下:其中,M--面板计算最大弯距(N·mm);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q1:1.2×57.1×0.4×0.9=24.67kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×4.00×0.4×0.9=2.016kN/m;其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。面板的最大弯距:M=0.1×24.67×+0.117×2.016×=1.08×105;按以下公式进行面板抗弯强度验算:其中,σ--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=400×18.0×18.0/6=2.16×104mm3;f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.00N/mm2;面板截面的最大应力计算值:σ=M/W=1.08×105mm/2.16×104mm3=5.0N/mm2;面板截面的最大应力计算值σ=5.0N/mm2<[f]=13N/mm2,满足要求。2.3.2抗剪强度验算计算公式如下:其中,v--面板计算最大剪力(N);l--计算跨度(竖楞间距):l=200.0mm;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q1:1.2×57.1×0.4×0.9=24.67kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×4.00×0.4×0.9=2.016kN/m;面板的最大剪力:V=3209.2N;截面抗剪强度必须满足:其中,τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2);V--面板计算最大剪力(N):V=3209.2N;b--构件的截面宽度(mm):b=400mm;hn--面板厚度(mm):hn=18.00mm;fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv=13N/mm2;面板截面的最大受剪应力计算值:τ=3×3209.2/(2×400×18.0)=0.68N/mm2;面板截面抗剪强度设计值:[fv]=1.50N/mm2;面板截面的最大受剪应力计算值τ=0.68N/mm2<[τ]=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:其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载:q=57.1×0.4=22.84N/mm;l--计算跨度(内楞间距):l=200mm;E--面板的弹性模量:E=9500N/mm2;I--面板的截面惯性矩:I=40×1.8×1.8×1.8/12=19.44cm4;面板的最大允许挠度值:[w]=0.8mm;面板的最大挠度计算值:w=0.677×22.84×/(100×9500×19.44×104)=0.137mm面板的最大挠度计算值:ν=0.137mm<[w]=0.8mm,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=60×80×80/6=64cm3;I=60×80×80×80/12=256cm4;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:其中,M--内楞跨中计算最大弯距(N·mm);l--计算跨度(外楞间距):l=400.00mm;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q1:1.2×57.1×0.2×0.9=12.33kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×4.0×0.2×0.9=1.008kN/m,其中,0.90为折减系数。内楞的最大弯距:M=2.16×105N.mm;内楞的抗弯强度应满足下式:其中,σ--内楞承受的应力(N/mm2);M--内楞计算最大弯距(N·mm);W--内楞的截面抵抗矩(mm3),W=6.4×104;f--内楞的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.00N/mm2;内楞的最大应力计算值:σ=2.16×105/6.4×104=3.375N/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σ=3.375N/mm2<[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:其中,V－内楞承受的最大剪力;l--计算跨度(外楞间距):l=400.00mm;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q1:1.2×57.1×0.2×0.9=12.33kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×4.0×0.2×0.9=1.008kN/m,楞的最大剪力:V=3209.2N;截面抗剪强度必须满足下式:其中,τ--内楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);V--内楞计算最大剪力(N):V=3209.2N;b--内楞的截面宽度(mm):b=60mm;hn--内楞的截面高度(mm):hn=80mm;fv--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv=1.50N/mm2;内楞截面的受剪应力计算值:τ=3×3209.2/(2×60×80)=1.003N/mm2;内楞截面的受剪应力计算值τ=1.003N/mm2<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:其中,w--内楞的最大挠度(mm);q--作用在内楞上的线荷载(kN/m):q=57.1×0.2=11.42kN/m;L--计算跨度(外楞间距):l=400.0mm;E--内楞弹性模量(N/mm2):E=9500.00N/mm2;I--内楞截面惯性矩(mm4),I=2.56×106;内楞的最大挠度:ν=0.677×11.42×5004/(100×9500×2.56×106)=0.199mm;内楞的最大容许挠度值:[w]=1.6mm;内楞的最大挠度计算值w=0.199mm<[w]=1.6mm,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48×3.0;外钢楞截面抵抗矩W=4.49cm3;外钢楞截面惯性矩I=10.78cm4;2.4.4外楞的抗弯强度验算外楞跨中弯矩计算公式:作用在外楞的荷载:P=1.2×57.1×0.2×0.4+1.4×4×0.2×0.4=5.929kN;外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):l=400mm;外楞最大弯矩:M=0.175×5929×400.00=4.15×105N·mm;强度验算公式:其中,σ--外楞的最大应力计算值(N/mm2)M--外楞的最大弯距(N·mm);M=4.15×105N·mmW--外楞的净截面抵抗矩;W=4.49×103mm3;[f]--外楞的强度设计值(N/mm2),[f]=205.00N/mm2;外楞的最大应力计算值:σ=4.15×105/4.49×103=92.4N/mm2;外楞的最大应力计算值σ=92.4N/mm2<[f]=205N/mm2,满足要求。2.4.5外楞的抗剪强度验算公式如下:其中,V--外楞计算最大剪力(N);L—计算跨度(水平螺栓间距):L=400mmP--作用在楞的荷载:P=1.2×57.1×0.2×0.4+1.4×4×0.2×0.4=5.929kN;外楞的最大剪力:V=0.65×5929=3.85×103N;外楞截面抗剪强度必须满足:其中,τ--外楞截面的受剪应力计算值(N/mm2);V--外楞计算最大剪力(N):V=3.85×103N;A--钢管的截面面积(mm2):A=848mm2;fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2):[fv]=120N/mm2;外楞截面的受剪应力计算值:τ=2×3.85×103/848=9.08N/mm2;外楞截面的受剪应力计算值τ=9.08N/mm2<[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:其中,w--外楞最大挠度(mm);P--内楞作用在支座上的荷载(kN/m):P=57.1×0.2×0.4＝4.568kN/m;l--计算跨度(水平螺栓间距):l=400.00mm;E--外楞弹性模量(N/mm2):E=210000.00N/mm2;I--外楞截面惯性矩(mm4),I=1.078×105;外楞的最大挠度计算值:w=1.14×4.568×4003/(100×210000×1.078×105)=0.014mm;外楞的最大容许挠度值:[w]=1mm;外楞的最大挠度计算值w=0.014mm<[w]=1mm,满足要求。2.5穿墙螺栓的计算计算公式如下:其中N--穿墙螺栓所受的拉力;A--穿墙螺栓有效面积(mm2);f--穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;查表得:穿墙螺栓的型号:M12;穿墙螺栓有效直径:9.85mm;穿墙螺栓有效面积:A=76mm2;穿墙螺栓最大容许拉力值:[N]=1.70×105×7.6×10-5=12.92kN;穿墙螺栓所受的最大拉力:N=9.136kN。穿墙螺栓所受的最大拉力N=9.136kN<[N]=12.92kN,满足要求。柱模板计算3.1参数选取3.1.1基本参数柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:3;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:3;柱截面高度H方向竖楞数目:3;对拉螺栓直径(mm):M12;3.1.2.柱箍信息(同剪力墙材料)钢楞;截面类型:圆钢管;主楞肢数:2;直径(mm)48.00;壁厚(mm)3.0;;3.1.3.竖楞信息(同剪力墙材料)竖楞材料:木方;竖楞合并根数:1;宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00;3.1.4面板参数(同剪力墙材料)面板类型: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;3.1.5木方和钢楞(同剪力墙材料)方木弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9500.00;方木抗剪强设计值ft(N/mm2):1.50;钢楞弹性模量E(N/mm2):210000.00;钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00;附图2柱立面详图附图3柱截面详图3.2柱模板荷载标准值计算其中γ--混凝土的重力密度,取24.0kN/m3;t--新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,计算,得6.67h;T--混凝土的入模温度,取15℃;V--混凝土的浇筑速度,取3m/h;H--模板计算高度,取4m;β--影响修正系数,取0.9;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;F1=0.28×24×6.67×0.9×=69.9kN/m2F11=4×24=96kN/m2取较小值69.9kN/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=69.9kN/m2;倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/m2。3.3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。分别取柱截面宽度B方向和H方向面板作为验算对象,进行强度、刚度计算。强度验算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=220mm,且竖楞数为3,因此对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的两跨连续梁进行计算。3.3.1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两跨连续梁用下式计算最大跨中弯距:其中,M--面板计算最大弯矩(N·mm);l--计算跨度(竖楞间距):l=220.0mm;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q1:1.2×69.9×0.4×0.9=30.2kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.4×0.9=1.008kN/m;式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。面板的最大弯矩:M=1.5×105N.mm;面板最大应力按下式计算:σ=M/W<f其中,σ--面板承受的应力(N/mm2);M--面板计算最大弯矩(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=400×18.0×18.0/6=2.16×104mm3;f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.00N/mm2;面板截面的最大应力计算值:σ=M/W=1.5×105mm/2.16×104mm3=6.94N/mm2;面板截面的最大应力计算值σ=6.94N/mm2<[f]=13N/mm2,满足要求。3.3.2抗剪强度验算计算公式如下:其中,v--面板计算最大剪力(N);l--计算跨度(竖楞间距):l=220.0mm;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q1:1.2×69.9×0.4×0.9=30.2kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.4×0.9=1.008kN/m;面板的最大剪力:V=4123.2N;截面抗剪强度必须满足:其中,τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2);V--面板计算最大剪力(N):V=4123.2N;b--构件的截面宽度(mm):b=400mm;hn--面板厚度(mm):hn=18.00mm;fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv=13N/mm2;面板截面的最大受剪应力计算值:τ=3×4123.2/(2×400×18.0)=0.859N/mm2;面板截面抗剪强度设计值:[fv]=1.50N/mm2;面板截面的最大受剪应力计算值τ=0.859N/mm2<[τ]=1.5N/mm2,满足要求!3.3.3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:其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载:q=69.9×0.4=27.96N/mm;l--计算跨度:l=220mm;E--面板的弹性模量:E=9500N/mm2;I--面板的截面惯性矩:I=40×1.8×1.8×1.8/12=19.44cm4;面板的最大允许挠度值:[w]=0.88mm;面板的最大挠度计算值:w=0.677×27.96×2204/(100×9500×19.44×104)=0.240mm面板的最大挠度计算值:ν=0.240mm<[w]=0.8mm,满足要求!3.4竖楞的计算.竖楞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,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=64cm3;I=60×80×80×80/12=256cm4;3.4.1竖楞的抗弯强度验算竖楞跨中最大弯矩按下式计算:其中,M--竖楞跨中计算最大弯距(N·mm);l--计算跨度l=400.00mm;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q1:1.2×69.9×0.22×0.9=16.61kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2×0.22×0.9=0.55kN/m,其中,0.90为折减系数。竖楞的最大弯距:M=2.76×105N.mm;竖楞的抗弯强度应满足下式:其中,σ--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=6.4×104;f--竖楞的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.00N/mm2;竖楞的最大应力计算值:σ=2.76×105/6.4×104=4.31N/mm2;竖楞的抗弯强度设计值:[f]=13.00N/mm2;竖楞的最大应力计算值σ=4.31N/mm2<[f]=13N/mm2,满足要求。3.4.2竖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:其中,V－竖楞承受的最大剪力;l--计算跨度:l=400.00mm;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q1:1.2×69.9×0.22×0.9=16.61kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2×0.22×0.9=0.55kN/m,楞的最大剪力:V=4122.14N;截面抗剪强度必须满足下式:其中,τ--竖楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);V--竖楞计算最大剪力(N):V=4122.14N;b--竖楞的截面宽度(mm):b=60mm;hn--竖楞的截面高度(mm):hn=80mm;fv--竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv=1.50N/mm2;竖楞截面的受剪应力计算值:τ=3×4122.14/(2×60×80)=1.288N/mm2;竖楞截面的受剪应力计算值τ=1.288N/mm2<fv=1.50N/mm2,满足要求。3.4.3竖楞的挠度验算根据《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:其中,w--竖楞的最大挠度(mm);q--作用在竖楞上的线荷载(kN/m):q=69.9×0.22=15.378kN/m;L--计算跨度:l=400.0mm;E--竖楞弹性模量(N/mm2):E=9500.00N/mm2;I--竖楞截面惯性矩(mm4),I=2.56×106;竖楞的最大挠度:ν=0.677×15.378×5004/(100×9500×2.56×106)=0.268mm;竖楞的最大容许挠度值:[w]=1.6mm;竖楞的最大挠度计算值w=0.268mm<[w]=1.6mm,满足要求。3.5.B方向柱箍的计算本工程中,柱箍采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:截面类型为圆钢管48×3.0;外钢楞截面抵抗矩W=4.49cm3;外钢楞截面惯性矩I=10.78cm4;3.5.1钢楞的抗弯强度验算钢楞跨中弯矩计算公式:作用在钢楞的荷载:P=1.2×69.9×0.22×0.4+1.4×2×0.22×0.4=7.627kN;钢楞计算跨度:l=400mm;钢楞最大弯矩:M=0.175×7627×400.00=5.33×105N·mm;强度验算公式:其中,σ--钢楞的最大应力计算值(N/mm2)M--钢楞的最大弯距(N·mm);M=5.33×105N·mmW--钢楞的净截面抵抗矩;W=4.49×103mm3;[f]--钢楞的强度设计值(N/mm2),[f]=205.00N/mm2;钢楞的最大应力计算值:σ=4.15×105/4.49×103=128.4N/mm2;