鋁合金模板計(jì)算書

1、'.鋁合金模板受力計(jì)算書開啟 -建筑低碳環(huán)保新時(shí)代陜西天利成建筑科技有限公司2016 年 10 月目錄;.'.1.0設(shè)計(jì)大綱2.0編制依據(jù)3.0材料性能4.0設(shè)計(jì)和計(jì)算4.1.樓面模板結(jié)構(gòu)計(jì)算A.樓面板計(jì)算B.樓面龍骨計(jì)算C.樓面支撐立桿計(jì)算D.轉(zhuǎn)角連接計(jì)算E.龍骨拉桿計(jì)算4.2.墻模板結(jié)構(gòu)計(jì)算A. 墻板計(jì)算B. 鐵威令計(jì)算C. 穿墻拉桿計(jì)算1.0設(shè)計(jì)大綱樓面模板的主要組成構(gòu)件有樓面板，樓面龍骨，樓面支撐，轉(zhuǎn)角及;.'.龍骨拉桿。由于豎向受力，這些原件均需經(jīng)過強(qiáng)度和撓度的驗(yàn)算。墻身模板的主要組成原件有墻板，穿墻絲桿，鐵威令，踢腳擋板，墊腳板。由于承受水平方向混凝土的壓力

2、負(fù)載，這些構(gòu)件均需經(jīng)過強(qiáng)度和撓度的驗(yàn)算。2.0編制依據(jù)本工程設(shè)計(jì)圖紙公司質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全一體化管理文件省廳及地方關(guān)于模板支撐架相關(guān)文件要求建筑施工手冊(cè) ( 第五版 )建筑施工簡易計(jì)算（江正榮等編著）建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ 130-2011)鋁合金模板系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工程施工現(xiàn)場管理規(guī)定建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例 （國務(wù)院第 393 號(hào)令）建筑工程預(yù)防坍塌事故若干規(guī)定 （建設(shè)部建質(zhì) 200382 號(hào)）建筑施工安全檢查評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) （JGJ59-2011）建設(shè)工程施工安全技術(shù)操作規(guī)程建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范 （JGJ 162-2008 ）鋁擠壓型材標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)： 6061

3、T6;.'.彈性系數(shù) , E68900 N/mm2屈服強(qiáng)度 , F y200 N/mm2允許彎曲應(yīng)力 (0.8 F y)160 N/mm2鋁平板標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)： 6061 T6彈性系數(shù) , E68900 N/mm2屈服強(qiáng)度 , F y135 N/mm2允許彎曲應(yīng)力 (0.7 F y)95 N/mm2低碳鋼威令標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)： 43A 到 BS 4360 及鐵 -1987彈性系數(shù) , E206000 N/mm2屈服強(qiáng)度 , F y250 N/mm2允許軸向拉伸應(yīng)力 (0.66 F y)165 N/mm允許彎曲應(yīng)力 (0.6 F y)150 N/mm4.0設(shè)計(jì)及計(jì)算·荷載 :模板自重（25K

4、G/m2）= 25 ×10×10-3 = 0.25 KN/m2;.'.施工荷載2.5 KN/m2鋼筋混凝土重度25 .1KN/m3·單件模板允許的撓度不超過跨徑的1/250 。4.1樓面模板結(jié)構(gòu)計(jì)算a) 樓面板計(jì)算b) 樓面龍骨計(jì)算c) 樓面支撐計(jì)算d) 轉(zhuǎn)角計(jì)算e) 龍骨拉桿計(jì)算樓板建筑負(fù)荷路徑樓板混凝土 鋁板 加勁構(gòu)件 (DRX, PRDX) 樓面板 龍骨拉桿 樓面支撐A. 樓面板計(jì)算假定所有構(gòu)件是單純支撐，然而此非實(shí)際，確有作出最壞情況的假定。在混凝土結(jié)構(gòu)區(qū)大塊使用 TLD模板系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)樓面尺寸是 450x900mm.(1). 幾何及物理性能樓板厚度

5、（最大板厚計(jì)算）120mm彈性系數(shù) (鋁平板 )68,900 N/mm2鋁平板厚度4mm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (I)PRDX ( 邊框 )=214,409mm 4;.'.DRX (加勁)=69,595mm 4承重力矩 (W)PRDX (邊框 )=6,557 mmDRX( 加勁 )=3,479 mm33屈服強(qiáng)度(F y )PRDX / DRX200 N/mm鋁平板135 N/mm允許應(yīng)力(0.2%彈性極限應(yīng)力 )22PRDX / DRX (0.8F y)160 N/mm 2鋁平板 (0.7F y )95 N/mm2(2). 負(fù)荷 .a.模板自重0.25KN/ m2b. 鋼筋混凝土 (樓面板 ) (2

6、5.1 KN/ m 3 )= 3.012KN/ m2c.施工活荷載2.5 KN/ m2合計(jì) F =1.2 ×3.262+1.4 ×2.5= 7.414 KN/ m2(3). PRDX邊框彎曲度PRDX邊框必須支撐模板負(fù)荷的一半。假定PRDX只是單純支撐，因此受到嚴(yán)重彎曲應(yīng)力。最大力矩在跨度中部，公式如下：;.'.2qLM max .KNm8邊框最大力矩是：2qLM max .KNm8邊框最大力矩是：1.6681.22M max .0.30KN m8單純彎曲狀況建筑理論：彎曲應(yīng)力 =M * y N / mm2I簡化為 :彎曲應(yīng)力 = M N / mm2W因此 :PRD

7、X邊框彎曲應(yīng)力 = 22300042.7 N / mm2160N / mm26557所以 , PRDX 彎曲度合格。(4) 邊框撓度（ PRDX）經(jīng)驗(yàn)顯示，單件模板從支撐點(diǎn)中心線起的撓度不超過跨度的1/270 所產(chǎn)生的表面是可接受的。負(fù)載條件下的單純支撐梁的最大撓度由以下公式計(jì)算：5qL4d384EI撓度 (d) =51.6681200438468900=3.43mm<1200/250=4.8mm214409因此 ,邊框的撓度合格 .;.'.(5) 加勁彎曲度（ DRX）DRX加勁長 450mm,支撐區(qū)域 450/2+400/2=425mm 寬.加勁上的負(fù)載是=3.15 KN/m

8、最大力矩是 :qL23.15 0.4252M max .80.071 KN m8彎曲應(yīng)力 = M7100020.44N / mm2160N / mm2W3479因此 ,加勁的彎曲度合格。(6) 加勁撓度（ DRX）撓度由以下公式計(jì)算出：5qL453.154254d384689000.279mm384EI69595允許撓度 = 400/250 = 1.6mm > d=0.279mm因此 ,加勁的撓度合格。(7).鋁平板的彎曲度和撓度平板四邊被環(huán)包，其最大面積是450x400mm。其彎曲應(yīng)力其撓度的計(jì)算公式如下：;.'.BPb 2Fb2tAPb 4D3Et其中Fb由于彎曲引起的應(yīng)力B

9、源自于以下表格P壓力b平板的最短尺寸t平板的厚度A源自于以下表格E彈性系數(shù)D撓度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平板的最大彎曲應(yīng)力由以下公式計(jì)算出：0.3830.00741450235.92 N / mm2160 N / mm2Fb4 2因此，平板的彎曲度合格。平板的撓度計(jì)算公式：0.01880.007414504D4

10、31.29mm68900;.'.允許撓度 = 450/250 = 1.8mm > D=1.29mm因此，平板的撓度合格。樓面之間的固定銷子沒有檢查，因?yàn)殇N子不用于負(fù)載傳遞。B. 樓面龍骨計(jì)算假定樓面龍骨是單純支撐，然而此非實(shí)際，確有給出最壞情況的假定。并假定最大樓面龍骨長1050mm, 所支撐的最長樓面板是1350mm長。(1). 幾何物理性能： .樓板厚度120 mm彈性系數(shù) (鋁平板 )68,900 N/mm2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (I)2494044 mm4承受力矩 (W)58822 mm3屈服強(qiáng)度 (Fy )200 N/mm2允許應(yīng)力 (0.8F y)160N/mm2(2). 負(fù)載

11、.a. 模板自重0.25 KN/ m 2b. 鋼筋混凝土樓板 (25.1 KN/ m3)=3.012 KN/ m2c. 施工活荷載2.50 KN/ m2共計(jì)F1 =1.2 ×3.262+1.4×2.5= 7.414 KN/ m2;.'.(3).樓面龍骨彎曲度假定梁是單純支撐，因此經(jīng)受嚴(yán)重彎曲應(yīng)力。樓面龍骨承受來自于兩邊各0.6 米的負(fù)載。跨度中部最大力矩由以下公式計(jì)算出：MqL2KN m8梁上最大力矩是 :10.271.052M max .1.412KN m8單純撓度狀態(tài)下的建筑理論：彎曲應(yīng)力 = M * y N / mm2彎曲應(yīng)力 = M N / mm2I簡化為

12、:W因此，樓面龍骨上的彎曲應(yīng)力 DBX142100024.00 N / mm2160N / mm258822所以，樓面龍骨的彎曲度合格(4).樓面龍骨撓度承載負(fù)荷的情況下，單純支撐的梁的最大撓度由以下公式計(jì)算出：d5qL4384EI;.'.撓度57.4110504d689000.69mm3842494044允許撓度 = 1050/250 = 4.2mm > d=0.69mm因此， DBX 的撓度合格。C. 樓面支撐計(jì)算假定所使用的最長中部梁和尾部梁是1050mm所.支撐的樓面最大長度是1050mm.舉例說明，所支撐的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面積是：所支撐的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面積 = (1.05+0.15)

13、 x (1.05+0.15) =1.44 SQM(1).幾何和物理性能：樓板厚度120mm樓板至樓板的高度2900mm支撐的長度 (L)2780mm (2900-120)保守的內(nèi)管 (48 ×3)支撐橫截面積 (A)424mm 2彈性系數(shù) (E)206000 N/mm2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (I)92756mm4承受力矩 (W)4493mm 3、7293mm 3屈服強(qiáng)度 (Fy)235 N/mm2(2)負(fù)載和穩(wěn)定性轉(zhuǎn)為軸向荷載 :1.44 ×7.414=10.68KN;.'.支撐的自重約 0.12KN極限載荷約 24KN>10.68KNN=10.68+0.12=10.8K

14、N因此，合格。工具式鋼管立桿受壓穩(wěn)定性計(jì)算（參JGJ162-2008 中式 5.2.5-9）按NMXMXfX W1(1 0.8 N )N EX其中歐拉臨界力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 附錄 D，得 x0.267歐

15、拉臨界力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，立桿受壓穩(wěn)定性合格！(4).檢查由于支撐負(fù)載引起的混凝土層的直接壓應(yīng)力F0.7 f t m h0f t1.27 N / mm2 (C 25),3天時(shí)，取 f t 0.36N / mm2h120mm ， h 0取 100mm

16、支撐的底面為 D=60mm的圓F10.680.1210.8KNW1灌漿 8天后的混泥土樓面051支撐以下Figure 1d602100260mmdm60120180mmm 180 565mm直接應(yīng)力 F10.8KN0.70.3656510014.24KN根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 （GB850204-2002）混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm 2才能在樓面作業(yè)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，24 小時(shí) C25 混凝土能達(dá)到 1.2KN/mm2 以上，對(duì)于快拆體系能滿足要求！另外擬在同條件砼試塊達(dá)到拆模條件要求時(shí)，拆除梁、板底模板，保留梁、板與立桿相連接部分的鋁梁，作為梁板的支撐。;.'.(5).檢查支撐

17、的穩(wěn)定性從樓面開始約束1.24 KPa撐支樓面Figure 2支撐上的最大力矩是：Flql 2M max.231.240.0651.22.42250.0601.242.4225223單純彎曲狀態(tài)下建筑理論：彎曲應(yīng)力 =M * y N / mm2I0. 263 1063051. 43 /2153423Nmm;.'.235N / mm2支撐上的最大撓度是：撓度FL 33ql 412EI36EI1.240.0651.210002422.5331.240.062422.541220600015342336206000153423=10.38mm3410tan 1.5062.87 mm24011

18、0002560.025但支撐的底座是6X120X120因此，取允許的撓度 =60mm > d=10.38mm所以合格。(D) 轉(zhuǎn)角計(jì)算( 在樓面四周提供支撐 );.'.Soffit length 轉(zhuǎn)Deck panel樓面板Wall panel墻板Figure 3W(來自樓面的負(fù)載)1.24KPa自樓面約束自墻板約束Figure 4最大支撐間距： 1300mmW5. 5KN / m21. 3 / 23. 575KN / mM max.回轉(zhuǎn)處最大3. 5750. 152. 41. 287KN.m回轉(zhuǎn)處最大厚度 =9mm彎曲應(yīng)力M * y1.28710639.72N / mm2160

19、 N / mm2OKI24009 26;.'.回轉(zhuǎn)處最大彎曲應(yīng)力 = M0.193 10629.43N / mm2160N / mm2OKW6557撓度 (d) =50.193240045.64 mm38468900214409允許的撓度 = 2400/270 = 8.89mm > d=5.64mm因此，撓度合格。轉(zhuǎn)角之間的固定銷子和樓面假定每塊樓面用2 個(gè)銷子。因此，每個(gè)銷子的剪應(yīng)力3.575KN/m 0.40m(panel width)20.715KN直徑 16mm固定銷子的允許剪應(yīng)力(E) 樓面龍骨拉桿計(jì)算102N / mm27153.55 N / mm282Beam Ba

20、r (2 Nos.)龍骨拉桿（2Deck BeamFixing pin樓面龍骨固定銷子Deck prop樓面支撐Figure 5來自樓面龍骨的剪應(yīng)(5.5KN / m21.05m) 1.05m3.03KN2每根龍骨拉桿分?jǐn)偟募魬?yīng)=3.03/2 =1.52KN龍骨拉桿的有效剪力區(qū)= 500 m/m2;.'.剪應(yīng)力1.5210325003.04 N / mm允許的剪應(yīng)力 = 0.6Pt = 0.6x160=96 N/ mm2>3.04N/mm2OK龍骨拉桿固定銷子( 16mm )固定銷子上的剪應(yīng)力1.52 10330.25N / mm2824允許的銷子剪應(yīng)力 = 102 N/mm2

21、> 30.25N/mm 因此，合格。4.2標(biāo)準(zhǔn)墻板模板的結(jié)構(gòu)計(jì)算A. 墻板計(jì)算B. 穿墻絲桿計(jì)算C. 鐵威令計(jì)算A. 墻板計(jì)算墻建筑的負(fù)載路徑 :混凝土 鋁板 加勁構(gòu)件 背楞 螺桿以 下 計(jì) 算 是 基 于 最 大 樓 層 高 度2900mm. 因 此 ， 墻 板 的 高 度 是;.'.2900-120=2780mm.根據(jù)建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范JGJ162-200814.1.1-1F0.22 C t0 12V 2Fc H4.1.1-2取其中較小值混凝土重力密度C 取 25KN/m3新澆混凝土初凝時(shí)間t0 取 200/ （25+15）=5外加劑影響修正因素1取 1.0混凝土坍落度

22、影響修正因素2 取 1.15混凝土澆筑速度V 取 1m/h1F0.22 C t012V 20.22 25 5 1.0 1.15 1 31.63KNFc H252. 78 69. 50KN新澆混凝土側(cè)壓力 =31.63KN(1). 幾何及物理性能 .灌漿高度2900mm彈力系數(shù)(鋁平板 )68,900 N/mm2平板厚度4 mm慣性矩 (I)PRWX ( 邊框 )=214,409 mm4HRX (加勁)=69595mm4;.'.承重力矩 (W)PRWX ( 邊框 )=6557 mm3HRX (加勁)=3479 mm3屈服強(qiáng)度 (Fy)PRWX/HRX200 N/ mm2面板135 N/

23、mm2允許應(yīng)力(0.2%彈性極限應(yīng)力 )PRWX/ HRX (0.80F)160 N/ mm2y面板 (0.7Fy)95 N/ mm2(2). HRX 加勁彎曲度最危險(xiǎn)的加勁支撐著混凝土墻板最大是200mm寬，200/2+300/2 = 250mm深。因此，邊框的負(fù)荷為含有銷子尾端的加勁構(gòu)件最大力矩由以下公式計(jì)算出：qL2M KN m8HRX加勁最大力矩如下：7.90.452Mmax0.2KN m8單純彎曲狀態(tài)下的建筑理論：;.'.彎曲應(yīng)力 = M N / mm2W簡化為 : 彎曲應(yīng)力 = M N / mm2W因此，加勁邊框的彎曲應(yīng)力 （HRXRail ）0.2 10657.49 N

24、/ mm2160 N / mm23479因此，加勁的彎曲度合格。(3). HRX 加勁撓度經(jīng)驗(yàn)顯示，單件模板從支撐點(diǎn)中心線起的撓度不超過跨度的1/270 所產(chǎn)生的表面是可接受的。由于加勁是焊接于豎向邊框，而加勁由平板加固，因此，基于固定端來估計(jì)撓度是合理的：dqL4384EI因此，撓度（ d）7.94504384689000.175mm 200 / 270 0.741mm69595所以，加勁的撓度合格(4).面板彎曲度 / 撓度面板四周有邊框，最大面積為450×300.彎曲應(yīng)力及撓度公式如下：BPb 2Fb2tAPb 4DEt 3;.'.WhereFb彎曲引起的壓力B源自以下

25、 Table 2P壓力b平板的最短尺寸t平板的厚度A源自于以下表格E彈性系數(shù)D撓度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，面板的彎曲度合格。0.02390.0273004面板的撓度 D431.19mm68900允許撓度

26、 =450/270 = 1.67mm > D=1.19mm因此，面板的撓度合格。(5).檢查轉(zhuǎn)角和墻板之間固定銷子;.'.每塊墻板的轉(zhuǎn)角與墻板之間假定使用2 件銷子。請(qǐng)參照 figure6.假定負(fù)載接近：W=31.6KN/2 ×1.080m=17.06KN/m.因此，每個(gè)銷子的剪應(yīng)力17.06 KN/m0.45m(panel wi dth)3.84 KN2直徑 16mm固定銷子的允許剪應(yīng)力102N / mm2 384019.1N / mm282所以銷子合格。(6). PRWX 長邊框彎曲度PRWX長邊框某種程度像連續(xù)梁，因而有三角負(fù)載，為簡化分析，取單一最大跨度 900mm, 最大負(fù)載 31.6 KN/m2分析，假定跨度有固定端。威令位置Figure 7PRWX邊框荷載 :31.6 KN/ m2x0.45/2 =7.11 KN/mqL27.11 0.92M max240.24KNm24因此，彎曲 應(yīng)此M0.2410622W655736.6N / mm160N / mm;.'.因此， PRWX長邊框彎曲度合格。(7). PRWX 長邊框撓度撓度 （d）qL47.11 9004384EI0.82mm384 68900 214409允許撓度為 : 900/270 =3.33mm > d=0.82mm因