恒指天成安全计算软件背楞竖向主肋横向无次肋.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：背楞竖向主肋横向无次肋；
(一) 面板参数
面板厚度：6mm；
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)：1000；
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)：100,300*8；
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) 穿墙螺栓参数
螺栓直径：M22；螺栓水平间距：1000mm；
螺栓竖向间距(mm)依次是：100,500*3,1000；
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
面板为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度，这里取面板的计算宽度为1.000m。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
I = 1000×63/12= 1.800×104mm4；
W = 1000×62/6= 6.000×103mm3；
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=44.343×1=44.343kN/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)×1=64.412kN/m；
有效压头高度位置以下荷载：
q=1.2×44.343×1=53.212kN/m；
顶部荷载：
q=(1.4×4+1.4×4)×1=11.200kN/m；
2.内力计算
面板承受均布荷载作用，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:
从左到右各支座力分别为：
N1=12.742kN
N2=16.668kN
N3=15.817kN
N4=17.873kN
N5=16.027kN
N6=13.156kN
N7=11.124kN
N8=6.572kN
N9=7.889kN
最大弯矩 M= 0.441kN·m
最大剪力：V= 8.941kN
最大变形：ν= 0.363mm
最大支座反力：F= 17.873kN
3.面板计算
(一) 面板抗弯强度计算
σ =M/W=0.441×106/6.000×103 =73.543N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=73.543N/mm2 小于抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2，满足要求！
(二) 面板挠度计算
[ν]-容许挠度: [ν]=l/500；
第1跨最大挠度为0.111mm，容许挠度为0.200mm，满足要求！
第2跨最大挠度为0.363mm，容许挠度为0.600mm，满足要求！
第3跨最大挠度为0.212mm，容许挠度为0.600mm，满足要求！
第4跨最大挠度为0.270mm，容许挠度为0.600mm，满足要求！
第5跨最大挠度为0.212mm，容许挠度为0.600mm，满足要求！
第6跨最大挠度为0.177mm，容许挠度为0.600mm，满足要求！
第7跨最大挠度为0.134mm，容许挠度为0.600mm，满足要求！
第8跨最大挠度为0.101mm，容许挠度为0.600mm，满足要求！
第9跨最大挠度为0.035mm，容许挠度为0.600mm，满足要求！
第10跨最大挠度为0.240mm，容许挠度为0.500mm，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！
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，共9组。
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；
主肋均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到：
(a) 计算弯矩和剪力采用：q = 17.873/1=17.873 kN/m；
(b) 计算挠度采用：q = 13.880/1=13.880 kN/m；
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= 1.810kN·m
最大剪力：V= 9.348kN
最大变形：ν= 0.494mm
最大支座反力：F= 18.147kN
(一) 主肋抗弯强度计算
σ =M/W=1.810×106/2.530×104 =71.527N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=71.527N/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=9.348×1000×11125/(1.013×106×5)=20.533N/mm2；
实际剪应力计算值 20.533 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0.494mm，容许挠度为0.900mm，满足要求！
第2跨最大挠度为0.119mm，容许挠度为2.000mm，满足要求！
第3跨最大挠度为0.184mm，容许挠度为2.000mm，满足要求！
第4跨最大挠度为0.183mm，容许挠度为2.000mm，满足要求！
第5跨最大挠度为0.121mm，容许挠度为2.000mm，满足要求！
第6跨最大挠度为0.494mm，容许挠度为0.900mm，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，间距1000mm。
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，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= 2.689kN·m
最大剪力：V= 18.286 kN
最大变形：ν= 0.246mm
最大支座反力：F= 37.835kN
(一) 背楞抗弯强度计算
σ =M/W=2.689×106/5.060×104 =53.133N/mm2
实际弯曲应力计算值 σ=53.133N/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=9.143×1000×22250/(2.026×106×5)=20.082N/mm2；
实际剪应力计算值 20.082 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0.021mm，容许挠度为0.200mm，满足要求！
第2跨最大挠度为0.033mm，容许挠度为1.000mm，满足要求！
第3跨最大挠度为0.022mm，容许挠度为1.000mm，满足要求！
第4跨最大挠度为0.020mm，容许挠度为1.000mm，满足要求！
第5跨最大挠度为0.246mm，容许挠度为2.000mm，满足要求！
第6跨最大挠度为0.126mm，容许挠度为0.300mm，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=0.363+0.494=0.858mm
面板与主肋组合挠度计算值: ν=0.858mm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=0.363+0.246=0.609mm
面板与背楞组合挠度计算值: ν=0.609mm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 =37.835 kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力 N=37.835kN 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 = 0.898 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{[-0.898+(0.8982+4×1.22×0.1762)1/2]/(2×1.2×0.176)}=12.896o
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=12.896o满足要求。