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铝合金模板方案设计验算
关键参数: 梁高h=1200mm, b=200mm, 板厚: 150mm
铝型材6061-T6强度设计值F为276N/mm2
钢材Q235强度设计值F=215 N/mm2
销钉与螺栓强度设计值F=420N/mm2
铝模自重为22kg/ m2
钢材弹性模量
Q420钢材抗剪
Q235钢材抗剪
1.顶撑验算
顶撑采取Q235钢材, 外管采取 φ60×2.0mm钢管, 插管为 φ48×3.0mm厚, 插销为 φ14mm。本工程计算高度为2800(实际2770)mm, 钢管支撑中间无水平拉杆。计算独立支撑高度最大为2800时许可荷载, 考虑插管与套管之间因松动产生偏心为半个钢管直径。
插管偏心值 e=D/2=48.3/2=24.3
所以钢支撑按两端铰接轴心受压构件计算
长细比:
钢管支撑使用长度l=2800
钢管支撑计算长度
=18.51/9.32=1.99
i为回转半径
1.1.1 钢管受压稳定验算
依据《钢结构设计规范》得
其中 为套管截面积
1.2钢管受压强度验算
插销直径 14, 管壁厚3.0mm, 管壁端承面承压强度设计值
两个插销孔管壁受压面积
管壁承受许可荷载
1.1.3插销受剪验算。插销两处受剪。
插销截面积
插销承受许可荷载
依据验算, 取三项验算最小许可荷载, 故钢支撑在高度2800时许可荷载为26838.5N
1.4 最大构件荷载验算
本工程最大梁断面为200×1200mm, 顶撑间距为1300mm
最大板厚为150mm, 板顶撑间距为1300×1300mm
铝模板自重22kg/㎡
施工荷载按200 kg/㎡
a、 最大梁荷载组合(最大支撑间距1300mm)
梁砼自重: 0.2×1.2×1.3×25000=7800N
铝模自重: 0.2×1.3×220=57.2N
恒载系数1.2: (7800+57.2)×1.2=9428.6N
活载系数1.4: ×1.4×0.2×1.3=728N
累计: 10156.6N(不考虑折减系数)
b、 最厚板荷载组合: 顶撑间距按1300×1300计算, 板厚160mm
板砼自重: 0.15×1.3×1.3×25000=6338N
铝模自重: 1.3×1.3×220=371.8N
恒载系数1.2: (6338+371.8) ×1.2=8051.76N
活载系数1.4: ×1.4×1.3×1.3=4732N
累计: 12784N(不考虑折减系数)
经计算: 不管是梁、 板最大荷载均﹤[N]= 26838.5N, 故顶撑在不使用水平拉杆情况下符合使用要求。
2 铝墙模及钢外楞螺栓验算
铝墙模安装时只安装外钢楞, 钢楞选择两根60×30×2.5mm(钢材为Q235), 螺栓选择钢号为Q420Tr16对拉螺栓, 螺栓水平间距小于等于900mm, 累计四道。第一道间距为250mm(距楼面), 第二道间距为650mm, 第三道间距为800mm, 第四道间距为600~1200mm之间。柱箍选择道数同墙面。因为铝模内楞由铝模肋条组成, 连同铝墙模共同受力, 所以不另行验算。
2.1 墙模板荷载标准值计算
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生荷载; 挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中较小值:
(取两个值中较小值)
其中 c—— 混凝土重力密度, 取24.000kN/m3;
t —— 新浇混凝土初凝时间, 为0时(表示无资料)取200/(T+15), 取5.714h;
T —— 混凝土入模温度, 取20.000℃;
V —— 混凝土浇筑速度, 取2.500m/h;
H —— 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度, 取3.000m;
1—— 外加剂影响修正系数, 取1.000;
2—— 混凝土坍落度影响修正系数, 取0.850。
依据公式计算新浇混凝土侧压力标准值 F1=40.93kN/m2
实际计算中采取新浇混凝土侧压力标准值 F1=40.93kN/m2
倒混凝土时产生荷载标准值 F2= 4.000kN/m2。
总荷载F= 4.000kN/m2+ 40.95kN/m=44.95kN/m2
2.2 钢背楞验算
因为铝模板本身带肋, 肋高65mm, 肋厚度为8.5mm, 用销钉连接, 只计算外钢楞受力情况。
Q235型60×30×2.5方钢截面积
截面惯性矩
截面最小抵御矩
浇捣砼侧向荷载为44.95KN/㎡
双管
双管
按抗弯强度验算
按挠度计算: 外钢楞许可跨度b
按以上计算, 外楞第二道间距650mm﹤828mm符合要求。
因为浇捣砼侧压力伴随高度逐步减小, 第三、 四道钢外楞间距放大时可行。
2.3 螺栓验算
q=44.95N/mm, 螺栓选择Q420钢, 抗拉强度f=380
N=q×b×n=44.95×0.9×0.8=32.36KN(高度按第二道螺栓间距800计算)
选择 16螺栓, 开牙后实际有效直径为11mm
3、 梁底及板底销钉、 铝模孔壁验算
梁底板连接处与支承连接处安装2个销钉(当梁宽﹥300mm时安装3个销钉), 板模与梁模连接处安装两个销钉, 板模与板模连接处安装3个销钉, 销钉选择Q420型钢材, 直径为 15。
本工程最大梁200×1200mm, 荷载为10156.6N
最厚板150mm, 荷载为12784N
3.1 销钉承受荷载验算
销钉截面积
销钉抗剪
销钉承受许可荷载: [N]=220×176.63=38858N
板、 梁模板传给销钉最大荷载(板模与板模连接处)
12784/3=4261N﹤[N]=38858N
经验算销钉符合要求。
3.2铝模孔型受压验算: 铝模孔壁厚度为6.5mm
单个铝模孔壁受压面积(受压面积为50%)
单个孔壁受压许可荷载[N]=150.075×276=41420N
6061-T6
梁、 板传至孔壁最大荷载为4261﹤41420N, 所以符合要求。
经以上验算选择销钉个数符合要求, 铝模销钉孔受力符合要求。
4、 铝模板设计验算
省略
经以上计算, 本设计方案可行。
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