恒指天成安全计算软件背楞横向主肋竖向有次肋 2.doc

恒指天成安全计算软件大模板计算书

恒指天成安全计算软件大模板计算书依据《建筑工程大模板技术规程（JGJ74-2003）》、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。

模板剖面示意图

模板立面示意图
一、参数信息
1.模板构造
大模板高度H：2.75m；大模板宽度B：4.9m；
2.模板参数
搭设形式：背楞横向主肋竖向有次肋；
(一) 面板参数
面板厚度：8mm；
钢材品种：钢材Q235钢(＞16-40)；弹性模量E：206000N/mm2；
屈服强度fy：235N/mm2；抗拉/抗压/抗弯强度设计值f：205N/mm2；
抗剪强度设计值fv：120N/mm2；端面承压强度设计值fce：325N/mm2；
面板允许挠度L/：500；
(二) 背楞参数
材料：2根[80×43×5.0槽钢；
间距(mm)：150,1000,1300；
钢材品种：钢材Q235钢(＞16-40)；弹性模量E：206000N/mm2；
屈服强度fy：235N/mm2；抗拉/抗压/抗弯强度设计值f：205N/mm2；
抗剪强度设计值fv：120N/mm2；端面承压强度设计值fce：325N/mm2；
背楞允许挠度L/：500；
(三) 主肋参数
材料：1根[80×43×5.0槽钢；
间距(mm)：300；
钢材品种：钢材Q235钢(＞16-40)；弹性模量E：206000N/mm2；
屈服强度fy：235N/mm2；抗拉/抗压/抗弯强度设计值f：205N/mm2；
抗剪强度设计值fv：120N/mm2；端面承压强度设计值fce：325N/mm2；
主肋允许挠度L/：500；
(四) 次肋参数
次肋宽度：60mm；次肋厚度：6mm；
次肋间距：500mm；
(五) 穿墙螺栓参数
螺栓直径：M22；螺栓水平间距：600mm；
螺栓竖向间距(mm)依次是：150,1000,1300；
3.荷载参数
新浇砼对模板的侧压力标准值G1k：44.343kN/m2；
振捣砼产生的模板荷载Q1k：4kN/m2；
倾倒砼产生的荷载标准值Q2k：4kN/m2；
二、钢面板的计算
1.荷载计算及组合
(一) 新浇砼作用于模板的最大侧压力G1k
按下列公式计算，并取其中的较小值:
F1=0.22γtβ1β2V1/2
F2=γH
其中 γ -- 砼的重力密度，取24.000kN/m3；
t -- 新浇砼的初凝时间，可按现场实际值取，输入0时系统按200/(T+15)计算，得5.714h；
T -- 砼的入模温度，取20.000℃；
V -- 砼的浇筑速度，取1.500m/h；
H -- 砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面总高度，取2.750m；
β1-- 外加剂影响修正系数，取1.200；
β2-- 砼坍落度影响修正系数，取1.000。
根据以上两个公式计算得到：
F1=44.343 kN/m2
F2=66.000 kN/m2
根据国内外大量试验研究，当模板的高度＞2.5m时，最大侧压力F3=50 kN/m2；
新浇砼作用于模板的最大侧压力G1k=min（F1，F2，F3）=44.343 kN/m2；
砼侧压力的有效压头高度：h=F/γ=44.343/24.000=1.848m；
(二) 振捣砼时产生的荷载标准值Q1k
Q1k=4kN/m2；
(三) 倾倒砼时产生的荷载标准值Q2k
Q2k=4kN/m2；
(四) 确定采用的荷载组合
计算挠度采用标准组合：
q=44.343=44.343kN/m；
计算弯矩和剪力采用基本组合：
q=1.2×44.343+1.4×4+1.4×4=64.412kN/m；
2.面板计算
(一) 面板抗弯强度计算
选面板区格中三面固定、一面简支的最不利受力情况进行计算。
区格宽度Lx=300，区格高度Ly=500；
Lx/Ly=300/500=0.600
查表得：
支座弯矩系数 Kzx=-0.0814，Kzy=-0.0571；
跨中弯矩系数 Kx=0.0384，Ky=0.0059；
挠度系数 Kν=0.00249
取1mm宽的板带作为计算单元，荷载为：
q=64.412×10-3×1=0.064 N/mm；
1mm宽面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
I = 1×83/12= 42.667mm4；
W = 1×82/6 = 10.667mm3；
求支座弯矩：
Mzx=Kzx×q×L2 =-0.0814×0.064×3002=-471.879N·mm；
Mzy=Kzy×q×L2 =-0.0571×0.064×3002=-331.011N·mm；
求跨中弯矩：
Mx1=Kx×q×L2 =0.0384×0.064×3002=222.606N·mm；
My1=Ky×q×L2 =0.0059×0.064×3002=34.203N·mm；
钢板的泊松比为0.3，需要对跨中弯矩进行换算，跨中弯矩最终计算结果为：
Mx=222.606+0.3×34.203=232.867N·mm；
My=34.203+0.3×222.606=100.985N·mm；
σ =Mmax/W=471.879/10.667=44.239N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=44.239N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2，满足要求！
(二) 面板挠度计算
取1mm宽的板带作为计算单元，荷载为：
q=44.343×10-3×1=0.044 N/mm；
Bo=Eh3/[12(1-v2)]=206000×83/[12(1-0.32)]= 9.659×106N·mm；
最大挠度：ν= Kν q L4/Bo=0.00249×0.044×3004/9.659×106=0.093mm；
[ν]-容许挠度: [ν]=l/500=0.600mm；
实际最大挠度计算值: ν=0.093mm小于最大允许挠度值:[ν] =0.600mm，满足要求！
三、大模板支撑的计算
1.主肋计算
主肋采用1根[80×43×5.0槽钢为一组，间距300mm。
主肋的截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为：
I=1×101.3×104= 1.013×106 mm4；
W=1×25.3×103= 2.530×104 mm3；
E=206000 N/mm2；
(一) 荷载计算及组合
计算挠度采用标准组合：
q=44.343×0.3=13.303kN/m；
计算弯矩和剪力采用基本组合：
有效压头高度位置荷载：
q=(1.2×44.343+1.4×4+1.4×4)×0.3=19.323kN/m；
有效压头高度位置以下荷载：
q=1.2×44.343×0.3=15.963kN/m；
顶部荷载：
q=(1.4×4+1.4×4)×0.3=3.360kN/m；
(二) 内力计算
主肋直接承受模板传递的荷载，根据实际受力情况进行电算，得到计算简图及内力、变形图如下：

弯矩和剪力计算简图

弯矩图(kN·m)

剪力图(kN)

变形计算简图

变形图(mm)
经过计算得到:
最大弯矩 M= 2.227kN·m
最大剪力：V= 10.515kN
最大变形：ν= 0.439mm
最大支座反力：F= 20.818kN
(三) 内力计算
(一) 主肋抗弯强度计算
σ =M/W=2.227×106/2.530×104 =88.036N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=88.036N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2，满足要求！
(二) 主肋抗剪强度计算
τ =VS0/Itw=10.515×1000×11125/(1.013×106×5)=23.096N/mm2；
实际剪应力计算值 23.096 N/mm2 小于抗剪强度设计值 [fv]=120.000 N/mm2，满足要求！
(三) 主肋挠度计算
容许挠度: [ν]=l/500；
第1跨最大挠度为0.173mm，容许挠度为0.300mm，满足要求！
第2跨最大挠度为0.332mm，容许挠度为2.000mm，满足要求！
第3跨最大挠度为0.439mm，容许挠度为2.600mm，满足要求！
第4跨最大挠度为0.360mm，容许挠度为0.600mm，满足要求！
各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值，满足要求！
2.背楞计算
背楞采用2根[80×43×5.0槽钢为一组，共3组。
背楞的截面惯性矩I，截面抵抗矩W和弹性模量E分别为：
I=2×101.3×104= 2.026×106 mm4；
W=2×25.3×103= 5.060×104 mm3；
E=206000 N/mm2；
背楞承受主肋传递的集中力，计算弯矩和剪力时取主肋的最大支座力20.818kN，计算挠度时取主肋的最大支座力14.439kN。
根据实际受力情况进行电算，得到计算简图及内力、变形图如下：

弯矩和剪力计算简图

弯矩图(kN·m)

剪力图(kN)

变形计算简图

变形图(mm)
经过计算得到:
最大弯矩 M= 2.133kN·m
最大剪力：V= 13.709 kN
最大变形：ν= 0.082mm
最大支座反力：F= 45.822kN
(一) 背楞抗弯强度计算
σ =M/W=2.133×106/5.060×104 =42.151N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=42.151N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2，满足要求！
(二) 背楞抗剪强度计算
τ =VS0/Itw=6.855×1000×22250/(2.026×106×5)=15.056N/mm2；
实际剪应力计算值 15.056 N/mm2 小于抗剪强度设计值 [fv]=120.000 N/mm2，满足要求！
(三) 背楞挠度计算
容许挠度: [ν]=l/500；
第1跨最大挠度为0.022mm，容许挠度为0.100mm，满足要求！
第2跨最大挠度为0.082mm，容许挠度为1.200mm，满足要求！
第3跨最大挠度为0.027mm，容许挠度为1.200mm，满足要求！
第4跨最大挠度为0.042mm，容许挠度为1.200mm，满足要求！
第5跨最大挠度为0.038mm，容许挠度为1.200mm，满足要求！
第6跨最大挠度为0.038mm，容许挠度为1.200mm，满足要求！
第7跨最大挠度为0.042mm，容许挠度为1.200mm，满足要求！
第8跨最大挠度为0.028mm，容许挠度为1.200mm，满足要求！
第9跨最大挠度为0.082mm，容许挠度为1.200mm，满足要求！
第10跨最大挠度为0.022mm，容许挠度为0.100mm，满足要求！
各跨实际最大挠度计算值小于最大允许挠度值，满足要求！
3.组合挠度验算
为了保证大模板在使用期间变形不致太大，应将面板的计算挠度值与主肋（或背楞）的计算挠度值进行组合叠加，要求组合后的挠度值，小于模板制作允许偏差，板面平整度≤3mm的质量要求。
(一) 面板与主肋组合挠度
ν=0.093+0.439=0.532mm
面板与主肋组合挠度计算值: ν=0.532mm小于板面平整度最大允许偏差3mm，满足要求！
(二) 面板与背楞组合挠度
ν=0.093+0.082=0.175mm
面板与背楞组合挠度计算值: ν=0.175mm小于板面平整度最大允许偏差3mm，满足要求！
4.穿墙螺栓计算
验算公式如下:
N<[N]= f×A
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170 N/mm2；
穿墙螺栓型号: M22；查表得：
穿墙螺栓有效直径: 18.93 mm；
穿墙螺栓有效面积: A = 282 mm2；
穿墙螺栓最大容许拉力值: [N] = 170×282/1000 = 47.940 kN；
穿墙螺栓所受的最大拉力: N =45.822 kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力 N=45.822kN 小于 穿墙螺栓最大容许拉力值 [N]=47.940kN，满足要求！
四、大模板自稳角的计算
大模板的自稳角以模板面板与铅垂直线的夹角"α"表示（如下图所示）：

α≥arcsin{[-P+(P2+4K2wk2)1/2]/2Kwk}
式中 α--大模板自稳角（o）；
P --大模板单位面积自重P = 1.138 kN/m2；
K --抗倾倒系数，取K= 1.2 ；
wk--风荷载标准值（kN/m2）；
wk=μsμzvf2/1600=1.3×0.740×17.1002/1600=0.176 kN/m2
式中μs--风荷载体型系数，取μs=1.3；
μz--风压高度变化系数，取μz =0.740；
vf--风速(m/s)，根据本地区风力级数确定，取vf =17.100；
计算得：α=arcsin{[-1.138+(1.1382+4×1.22×0.1762)1/2]/(2×1.2×0.176)}=10.337o
根据《建筑工程大模板技术规程（JGJ74-2003）》第4.3.6条，当验算结果小于10o时，取α≥10o；当验算结果大于20o时，取α≤20o，同时采取辅助安全措施。
所以，大模板自稳角α=10.337o满足要求。