86系列全钢大模板设计计算书.docx

86 系 列 全 钢 大 模 板 设 计

计
算
书

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2006年7月20日

大钢模板设计计算书
大模板一般采用钢板面和钢支撑结构制作，钢大模板应按《钢结构设计规范》(GBJ 17-88)、《建筑施工手册》、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)《大模板多层住宅结构设计与施工规程》(JGJ 20-84)的要求进行设计和计算。
大模板需计算的项目
（1） 板面、与板面直接焊接的纵横肋、竖向主梁的强度与刚度计算。上述构件均为受弯构件，与板面直接焊接的纵横肋是板面的支承边。竖向主梁作为横向肋的支座，穿墙螺栓作为竖向主梁的支座。
（2） 穿墙螺栓的强度。
（3） 操作平台悬挑三角架，平台板及护身栏的强度与刚度。
（4） 吊装大模板钢吊环的强度及焊缝强度。
（5） 大模板自稳角的计算。
一、 钢面板计算
1、强度计算

Mmax—板面最大计算弯矩设计值(N·m);
γx—截面塑性发展系数Υx=1;
Wx—弯矩平面内净截面抵抗矩(㎜3);
σmax—板面最大正应力。
2、挠度计算
Vmax=Kf·FI4/B0≤[υ]=h/500

式中 F—新浇混凝土侧压力的标准值（N/㎜2）；
h—计算面板的短边长（㎜）
B0—板的刚度，B0=E h23/12（1－v2）；
其中：E—钢材的弹性模量取E=2.06×105(N/㎜2)；
h2—钢板的厚度（㎜）；
V—钢板的泊松系数，V=0.3；
Kf—挠度计算系数;
Vmax—板的计算最大挠度。
2、横肋计算
q=F·h(N/m)
式中
F—模板板面的侧压力，当计算强度时，它是新浇混凝土的侧压力设计值与倾倒混凝土的荷载设计值之和；当计算刚度时，它只是新浇混凝土侧压力的标准值(N/㎜2)；
h—横肋的间距（㎜）
强度验算
σmax=Mmax/γx·Wx≤f
式中Mmax—横肋最大计算弯矩设计值（N·㎜）。
γx—截面塑性发展系数，γx=1.0;
Wx—横肋在弯矩平面内净截面抵抗矩(㎜3)。
挠度计算
（1） 悬臂部分挠度

Vmax=q1I4/8EIx≤[υ]=a/500
式中
q1—横肋上的均布荷载标准值，q1=F·h(N·㎜);
a—悬臂部分的长度（㎜）；
E—钢材的弹性模量(2.06×10 5 N/㎜2)；
Ix—弯矩平面内横肋的惯矩（㎜4）；
I—竖向主梁间距（㎜）；
λ—悬臂部分长度与跨中部分长度之比；
即λ=α/ι
3、竖向主梁计算
q2=Fι
1—竖向主梁的间距（㎜）；
F—模板板面的侧压力（N/㎜2）。
强度验算:
σmax=Mmax/γx·Wx≤f
挠度计算
（1） 悬臂部分
Vmax=q2l34/8EIx≤l3/500
（2） 跨中部分
Vmax=q2l14/384EIx·（5－24λ2）≤l1/500
4、穿墙螺栓计算
N=abFs

式中
N—对拉螺栓最大轴力设计值;
—对拉螺栓轴向拉力设计值，可查表;
a— 对拉螺栓横向间距；
a—对拉螺栓横向间距；
b— 对拉螺栓纵向间距；
Fs —新浇砼和倾倒砼时作用于模板上的侧压力设计值；
Fs=γGF+γQ Q3k或γGG4k +γQ Q3k;
An—对拉螺栓净截面面积（㎜2）
—螺栓抗拉强度设计值(穿墙螺栓ftb= 170N/㎜2,用扁钢带f=215N/㎜2)。
5、吊环计算
根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）规定，吊环应采用Ι钢筋制作，严禁使用冷加工钢筋，吊环计算拉应力不应小于50 N/㎜2。所以吊环截面积计算见下式：
An=Px/2×50= Px/100
式中 An—吊环净截面积（㎜2）
Px—吊装时吊环所承受的大模板自重荷载设计值，并乘以动载系数1.3。
6、停放是境内外载作用下自稳角计算
大模板面积较大，停放在现场时，在风载的作用下，可能被吹倒，

因此停放时大模板的倾斜角度是保证不被刮倒的关键。大模板的稳定性以自稳角α来衡量，即对一定自重的大模板，在某一高度一定的风荷载作用下，能保持其不被吹倒的α角最小值。设模板宽度为B，其自稳角计算公式如下：
G·B·H·α=0.8·K·W·h·h/2·B
即 G·H·α=0.8·K·W·h·h/2
因为 h= H·cosα α=H/2·sinα 代入上式
所以 G·H·H/2·sinα=0.8·K·H2 cos2α·1/2
即 Gsinα=0.8K W cos2α=0.8K W (1－sin2α)= 0.8K W －0.8K W sin2α
则 0.8K W sin2α＋Gsinα－0.8K W=0
解得：

式中 G—大模板自重（KN/㎡）；
W—基本风压（KN/㎡）；
K— 稳定安全系数 K=1.5
0.8—基本风压值调整系数
所以
在大模板实际支设时, α夹角大于上式计算的自稳角时,模板将是稳定的。
断窗断口式全钢大模板实际验算（取受力最不利因素）

以6000为例:已知大模板尺寸H=2900㎜,L=6000㎜,S=300㎜,h=900㎜,h1=300㎜,L=300㎜,a=300, L2=900㎜, L3=300㎜,面板采用6㎜厚武钢板, 横向主梁采用2[10槽钢，竖向背楞采用[8槽钢，穿墙螺栓采用M25带锥度螺栓。试全面验算此大模板的强度与刚度。
一、 荷载
新浇混凝土侧压力最大值F=50 KN/㎡。
新浇混凝土侧压力设计值F=50×1.2=60 KN/㎡
倾倒混凝土时荷载标准值6 KN/㎡,其设计值F2=6×1.4=8.4 KN/㎡
二、面板验算
选面板小方格中最不利情况计算，即三面固定，一面简支（短边）。
由于Ly/Lx=h/s=320/490=0.65,得最大弯曲系数:K0mx=－0.0796,最大挠度系数:Kf=0.00240
(一)、强度计算
取1㎜宽的板条为计算单元，荷载为：
F3= F1＋F3=60＋8.4=68.4 KN/㎡=0.068 KN/㎡
q=0.0684×1=0.0684N/㎜ 但应乘以0.85荷载调整系数,故;
q=0.0684×0.85=0.058N/㎜
Mmax=Kmx0qly2=0.0796×3202=472N.㎜
Wx=1/6×1×62=6㎜3
由公式
σmax=Mmax/Υx·Wx=472/(1×6)=78.67N/㎜2＜215 N/㎜2
满足要求。

（二）挠度验算
Vmax=Kf·Fly4/B0
取F=50KN/㎡=0.05N/㎜2
从公式