鋁合金模板計算書(版本2).doc

.鋁合金模板 受力計算書 開啟-建筑低碳環(huán)保新時代陜西天利成建筑科技有限公司2016年10月第一章 鋁合金模板及支撐體系計算書一、 鋁合金模板計算書編制、設(shè)計計算依據(jù)GB50009-2012 建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范GB50010-2010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50666-2011 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范GB50429-2007 鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 JGJ59-2011 建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)JGJ81-2002 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程JGJ162-2008 建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2011 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范關(guān)于印發(fā)建設(shè)工程高大模板支撐系統(tǒng)施工安全監(jiān)督管理導(dǎo)則建質(zhì)2009254號文；二、 鋁合金模板體系簡介2.1、標(biāo)準(zhǔn)模板單元體系2.2、樓面處鋁合金模板固定體系2.3、墻、柱處鋁合金模板固定體系對拉螺桿為T18的高強螺桿，背楞上下間距從下往上200mm、600mm、650mm、650mm、550，對拉螺桿水平最大間距800mm。三、 鋁合金模板標(biāo)準(zhǔn)單元鋁合金模板體系類似于組合鋼模板體系，都是由標(biāo)準(zhǔn)單元組合拼裝而成。利于工廠標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、制作。鋁合金模板標(biāo)準(zhǔn)單元均為鋁合金擠壓型材，根據(jù)模板寬度分為100mm400mm不等的標(biāo)準(zhǔn)型材。實際設(shè)計制作時樓面板的通用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為400mm1100mm,墻、柱模板的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為400mm2600mm(標(biāo)準(zhǔn)長度根據(jù)建筑岑高的差異，略有不同)。下圖為鋁合金模板的標(biāo)準(zhǔn)單元示意圖 標(biāo)準(zhǔn)墻、柱模板 標(biāo)準(zhǔn)樓面板四、 鋁合金模板體系材料說明4.1、“天利成”鋁合金模板材質(zhì)成分應(yīng)符合GB/T3190-2008變形鋁及鋁合金化學(xué)成分中6061的要求：牌號化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)）/%SiFeCuMnMgCrZnTi其他Al單個合計60610.400.80.70.150.40.150.81.20.040.350.250.150.050.15余量4.2、“天利成”鋁合金模板材質(zhì)力學(xué)性能應(yīng)符合GB5237.1-2008鋁合金建筑型材中6061-T6的要求牌號狀態(tài)抗拉強度(N/mm2)規(guī)定非比例延伸強度(Rp0.2)/(N/mm2)斷后伸長率/%6061T626524584.3、“天利成”鋁合金模板設(shè)計計算應(yīng)符合GB50249-2008鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中6061-T6的要求牌號狀態(tài)抗拉強度(N/mm2)彈性模量(N/mm2)6061T620071044.4、“天利成”鋁合金模板系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)模板寬度規(guī)格有400mm、350mm、300mm、250mm、200mm、150mm、100mm等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，模板帶邊框高度均為65mm，模板面板高度4mm。主要型材截面參數(shù)如下表所示：模板寬度（mm）截面積A(mm2)X軸截面慣性矩Ix(mm4)截面最小抵抗矩Wx(mm3)截面簡圖4002544.21031495.220406.93502344.2997563.620159.43002144.2957351.919852.5五、 鋁合金模板體系施工載荷概述5.1、施工載荷取值混凝土結(jié)構(gòu)載荷按照GB50666-2011混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范取值。1、鋁模板自重標(biāo)準(zhǔn)值:0.25KN/m22、混凝土自重密度:24KN/m33、鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值1.1KN/m34、施工活載標(biāo)準(zhǔn)值:2.5KN/m2混凝土澆筑速度1.8m/h；混凝土塌落度160mm180mm;混凝土施工溫度25C；混凝土施工時外加減水劑。本工程標(biāo)準(zhǔn)層高2900mm,最大板厚130mm。5.2、混凝土側(cè)壓力荷載混凝土側(cè)壓力根據(jù)最新版的混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范GB50666-2011要求，按以下公式計算取較小值： （1） （2）其中：混凝土的重力密度：=24kN/m3混凝土的澆筑速度：=1.8m/h新澆混凝土的初凝時間：=5h（為混凝土的溫度C，取25C）；混凝土塌落度影響修正系數(shù)：=1（坍落度為160180mm）混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度：3.0m則有: =0.2824kN/m35h1(1.8)0.5m/h=45KN/m2 24kN/m33m72KN/m2本工程計算取兩者較小值F=45KN/m2，考慮到混凝土振搗產(chǎn)生的水平分力，按規(guī)范取2KN/m2，則本工程混凝土側(cè)壓力F=45KN/m2+2KN/m2=47KN/m2，5.3、樓面板荷載5.3.1、模板及支架的變形驗算時的載荷取值根據(jù)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范GB50666-2011，在計算模板及支架的變形驗算時按最不利的作用效應(yīng)組合（模板自重+新澆混凝土自重+鋼筋自重），本工程樓面最大厚度130mm，樓面處最大施工載荷P=1.2(0.25KN/m2+24KN/m30.13m+1.1KN/m30.13m)=4.22KN/m25.3.2、模板及支架的強度驗算時的載荷取值根據(jù)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范GB50666-2011，在計算模板及支架的強度時按最不利的作用效應(yīng)組合（模板自重+新澆混凝土自重+鋼筋自重+施工活載荷），本工程樓面最大厚度130mm，樓面處最大施工載荷P=1.2(0.25KN/m2+24KN/m30.13m+1.1KN/m30.13m)+1.42.5KN/m2=7.72KN/m2六、 墻、柱處鋁合金模板設(shè)計計算校核6.1、墻、柱處鋁合金模板整體強度及剛度校核墻、柱處鋁合金模板所受載荷為受混凝土側(cè)壓力。墻、柱處鋁合金模板在模板水平方向以不超過800mm的間隔設(shè)置背楞。按最不利情況兩跨等跨連續(xù)梁計算（JGJ162-2008 附錄C表C.1-1）均布載荷下最大彎矩: 最大撓度: 式中 恒荷載均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值；按計算書5.2取值 （b取標(biāo)準(zhǔn)模板寬度400mm） 鋁合金彈性模量；E=7104N/m2, 400mm模板截面慣性矩；=1031495.2mm4 面板計算跨度；=0.9m則有：最大彎矩:最大撓度: 0.89mm校核墻、柱處鋁合金模板整體強度，則應(yīng)滿足墻、柱處鋁合金模板整體強度滿足設(shè)計要求校核墻、柱處鋁合金模板整體剛度，則應(yīng)滿足按規(guī)范取計算跨度的1/400，則墻、柱處鋁合金模板整體剛度滿足設(shè)計要求6.2、墻、柱處鋁合金模板標(biāo)準(zhǔn)單元局部強度及剛度校核6.2.1、鋁合金模板標(biāo)準(zhǔn)單元筋板局部強度及剛度校核標(biāo)準(zhǔn)模板背面焊接梯形筋板，如下圖所示，梯形筋板的最大間距400mm。在鋁合金模板整體強度及剛度均符合設(shè)計要求的前提下，需進一步校核此處梯形筋板的強度及剛度。梯形筋板受力截面簡化如下圖所示：（梯形筋及面板截面示意圖）此截面Ix=147876.3mm4,W=5298.7mm3,（b取最大梯形筋板間距400mm）按簡支梁計算， 在均布載荷下，梯形筋板受到的最大彎矩:最大撓度: 0.09mm校核墻、柱處鋁合金模板筋板強度，則應(yīng)滿足墻、柱處鋁合金模板筋板強度滿足設(shè)計要求校核墻、柱處鋁合金模板筋板剛度，則應(yīng)滿足按規(guī)范取計算跨度的1/400，則墻、柱處鋁合金模板筋板剛度滿足設(shè)計要求6.2.2、鋁合金模板標(biāo)準(zhǔn)單元局部面板強度校核鋁合金模板標(biāo)準(zhǔn)單元局部面板強度按照機械設(shè)計手冊第一卷，平板中的應(yīng)力部分的說明進行設(shè)計校核。鋁合金模板局部面板按周界固定，整個面板受均布載荷計算；面板中心應(yīng)力查表可知：；則有：面板中心應(yīng)力校核墻、柱處鋁合金模板面板強度，則應(yīng)滿足墻、柱處鋁合金模板面板強度滿足設(shè)計要求6.3、墻、柱處鋁合金模板配件強度校核6.3.1、墻、柱處鋁合金模板模板銷釘強度校核鋁合金模板標(biāo)準(zhǔn)單元之間通過模板銷釘連接，在混凝土側(cè)壓力的作用下，每個模板銷釘在0.4m(最大模板寬度)0.3m（模板銷釘間距）的范圍內(nèi)受到剪切力。模板銷釘直徑16mm,截面積,材質(zhì)Q235,抗剪設(shè)計強度,模板銷釘強度應(yīng)滿足：模板銷釘強度滿足設(shè)計要求。6.3.2、墻、柱處鋁合金模板背楞強度校核混凝土側(cè)壓力通過墻、柱處鋁合金模板傳遞給水平方向設(shè)置的背楞，背楞通過對拉螺桿連接。背楞最大設(shè)置間距900mm,對拉螺桿的最大設(shè)置間距800mm。背楞材質(zhì)為Q235，抗拉設(shè)計強度，由兩根80X40X2.5矩形管制作，其抗彎截面系數(shù)。其截面如下圖所示：均布載荷作用下，鋁合金模板背楞上等效線載荷:（b取背楞設(shè)置間距900mm）鋁合金模板背楞以對拉螺桿為支點，按簡支梁計算鋁合金模板背楞上最大彎矩校核墻、柱處鋁合金模板筋板強度，則應(yīng)滿足墻、柱處鋁合金模板筋板強度滿足設(shè)計要求6.3.3、墻、柱處鋁合金模板對拉螺桿強度校核墻、柱處鋁合金模板對拉螺桿，采用T18梯形牙的為高強螺桿，其抗拉設(shè)計強度，對拉螺桿截面面積。對拉螺桿承載0.9m0.8m范圍內(nèi)的集中載荷。校核墻、柱處鋁合金模板對拉螺桿強度，則應(yīng)滿足墻、柱處鋁合金模板對拉螺桿強度滿足設(shè)計要求七、 樓面、梁處鋁合金模板設(shè)計計算校核7.1、樓面、梁處鋁合金模板整體強度及剛度校核樓面、梁處鋁合金模板底部均設(shè)置有支撐立柱。支撐立柱最大設(shè)置間距1200mm。校核模板強度時，均布載荷按計算書5.3.2取值P=7.72KN/m2按1200mm跨度內(nèi)簡支梁計算標(biāo)準(zhǔn)模板受到的最大彎矩:400mm標(biāo)準(zhǔn)模板上受到的線載荷（b取標(biāo)準(zhǔn)板寬度400mm）校核模板剛度時，均布載荷按計算書5.3.1取值P=4.22KN/m2按1200mm跨度內(nèi)簡支梁計算標(biāo)準(zhǔn)模板受到的最大撓度,400mm標(biāo)準(zhǔn)模板上受到的線載荷（b取標(biāo)準(zhǔn)板寬度400mm）最大撓度:校核墻、柱處鋁合金模板整體強度，則應(yīng)滿足樓面、梁處鋁合金模板整體強度滿足設(shè)計要求校核墻、柱處鋁合金模板筋板剛度，則應(yīng)滿足按規(guī)范取計算跨度的1/400，則樓面、梁處鋁合金模板整體剛度滿足設(shè)計要求7.2、樓面、梁處鋁合金模板局部筋板、面板強度及剛度校核樓面、梁處鋁合金模板局部受力情況同墻、柱處鋁合金模板。因樓面、梁處鋁合金模板均布載荷遠小于墻、柱處。因此樓面、梁處鋁合金模板局部筋板、面板強度同樣滿足設(shè)計要求。此處不再重復(fù)計算。7.3、樓面主龍骨強度及剛度校核樓面主龍骨設(shè)置在兩根立柱之間，其最大長度1200mm。主龍骨最大設(shè)置間距同樣也為1200mm。主龍骨抗彎截面系數(shù)，轉(zhuǎn)動慣量。校核主龍骨強度時，均布載荷按計算書5.3.2取值P=7.72KN/m2按1200mm跨度內(nèi)簡支梁計算標(biāo)準(zhǔn)模板受到的最大彎矩:主龍骨上受到的線載荷（b取主龍骨設(shè)置間距1200mm）校核模板剛度時，均布載荷按計算書5.3.1取值P=4.22KN/m2按1200mm跨度內(nèi)簡支梁計算標(biāo)準(zhǔn)模板受到的最大撓度,400mm標(biāo)準(zhǔn)模板上受到的線載荷（b取標(biāo)準(zhǔn)板寬度400mm）最大撓度:校核墻、柱處鋁合金模板整體強度，則應(yīng)滿足鋁合金模板主龍骨強度滿足設(shè)計要求校核墻、柱處鋁合金模板筋板剛度，則應(yīng)滿足按規(guī)范取計算跨度的1/400，則鋁合金模板主龍骨剛度滿足設(shè)計要求7.4、樓面主龍骨拉桿強度校核樓面主龍骨之間通過龍骨欄桿相連接，其構(gòu)造如下圖所示：主龍骨拉桿承受來自主龍骨傳遞來的外力，作用在拉桿上為剪應(yīng)力。主龍骨拉桿雙面均安裝，因此每根拉桿上所受剪切力大小主龍骨拉桿截面如下圖所示：其截面面積， 校核主龍骨拉桿強度，則應(yīng)滿足主龍骨拉桿強度滿足設(shè)計要求八、 鋁合金模板支撐體系設(shè)計計算8.1、工具式鋼支柱的鋁合金模板體系整體穩(wěn)定性計算本工程標(biāo)準(zhǔn)層高2900mm,模板支撐高度最大只有2800mm,因此采用工具式鋼支柱作為鋁合金模板體系的支撐系統(tǒng)。工具式鋼支柱具有操作方便，安裝、拆卸快捷等特點。本工程工具式鋼立柱（單支撐）之間不需要設(shè)置拉結(jié)水平桿。工具式鋼支柱主要由兩節(jié)鋼管組成，底部鋼管直徑60mm,上方為直徑48mm鋼管。中間1.7m左右位置，在60鋼管頂部焊接有螺紋管用于高度微調(diào)。工具式鋼支柱最大設(shè)置間距1200mm。工具式鋼支柱的截面特征如下表所示：表 工具式鋼支柱截面參數(shù)表項目外徑（mm）內(nèi)徑（mm）壁厚（mm）截面積（mm2）截面慣性矩I（mm4）抗彎截面系數(shù)Wx（mm3）回轉(zhuǎn)半徑（mm）插管48423.0424.1107831449215.9套管60552.5451.6186992623320.3根據(jù)建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范JGJ162-2008,工具式鋼管立柱受壓穩(wěn)定性應(yīng)考慮插管與套管之間因松動而產(chǎn)生的偏心（按偏半個鋼管直徑計算），應(yīng)按下式的壓彎桿件計算：（不設(shè)置拉桿水平桿的情況下） 式