《土木工程施工模板》设计计算书.docx
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《土木工程施工模板》设计计算书
《土木工程施工》
课程设计报告
组长:
张志伟1002102315
***程小杰1002102323
刘坤1002102329
周昭然1002102316
刘杨斌1002102313
黎晨1002102324
指导老师:
树玉秀
中国地质大学(北京)
2113.6.1
一:
设计任务……………………………………1
二:
设计计算过程………………………………2
三:
设计依据及相关参考资料…………………10
四:
项目负责人及任务分工………………….....11
五:
附页一CAD设计图纸……………………,12
六:
附页二原始设计资料………………….....12
一设计任务:
根据已知设计资料(见附页一),依据相关手册,为某工程墙体进行模板设计
三设计依据
设计资料,《建筑设计施工手册》,《金属材料手册》,《静力计算手册》。
二设计计算过程
(墙模板设计)
1.预设资料及相关数据
此工程墙体模板采用组合钢模板组拼,墙高,厚,宽分别选取3600,3300,180(mm)。
钢模板采用P3012(1200mm×300mm)分三行十一竖排拼成。
内钢楞采用φ51×3.5钢管,间距为850mm,外钢楞采用同一规格钢管,间距为600mm。
对拉螺栓采用M18,间距为600mm。
(见附图)
其他已知资料,混凝土自重(rc)为24kN/m3,强度等级C20,坍落度为80mm,采用0.6m3混凝土吊斗卸料,浇筑速度为2m/h,混凝土入模温度15℃,采用导入式振捣器振捣。
钢材抗拉强度设计值:
Q235钢为215N/mm2,普通螺栓为170N/mm2。
钢模的允许挠度:
面板为1.5mm,钢楞为3mm。
2.验算过程
(1)荷载设计值
1)混凝土侧压力
混凝土侧压力标准值计算:
已知混凝土的重力密度rc=24000N/m3,初凝时间t0=200/(15+15)=6.67h,v=2m/h,β1=1.0(不掺外加剂),β2=1.0(坍落度在50~90mm);
F1=0.22rct0
=0.22×24000×6.67×1.0×1.0×20.5=49.8kN/m
F2=rcH=24×3.6=86.4kN/m
取两者中小值,即F=49.8kN/m
混凝土侧压力设计值计算:
分项系数:
新浇筑混凝土对模板侧面的压力取1.2;
折减系数:
钢模板及其支架设计,取折减系数0.85
F=F1×分项系数×折减系数=49.8×1.2×0.85=50.80KN/m2
2)倾倒混凝土时产生的水平荷载
查表可得倾倒混凝土时产生的水平荷载为4KN/m2(容量为
0.2~0.8m3的运输器具)
荷载设计值为4×1.4×0.85=4.76kN/m2。
3)进行荷载组合
F’=50.80+4.76=55.56kN/m2
(2)验算
1)钢模板验算
查《建筑施工手册》可知,P3015钢模板(
=2.5mm)截面特征Ixj=26.97×104mm4,wxj=5.94×l03mm3。
1化为线均布荷载:
q1=F‘×300/1000=55.56×0.3=16.67N/mm(用于计算承载力);
q2=F×300/1000=50.8×0.3=15.24N/mm(用于验算挠度)。
计算简图如下图1-1图所示
图1-1
2抗弯强度验算:
M=
=75×10
N·mm
=
=126.26N/mm2 3挠度验算: 查《静力计算手册》得: w= = =0.52mm<[w]=1.5mm(可) 2)内钢楞验算 查《金属材料手册》可知2根 51×3.5钢管的截面特征为: I=2×14.81×104mm4,w=2×5.81×103mm3 1化为线均布荷载: q1=F×0.6/1000= =33.34N/mm(用于计算承载力) q2=F×0.6/1000= =30.48N/mm(用于验算挠度)。 计算简图如下1-2所示 图1-2 2抗弯强度验算 由于内钢楞两端的伸臂长度(300mm)与基本跨度(900mm)之比,300/900=0.33<0.4,则伸臂端头挠度比基本跨度挠度小,故可按近似三跨连续梁计算。 从《静力计算手册》中可得: M=0.10q1l2=0.10×33.34×9002=2.41×106 抗弯承载能力: =M/W=2.41×106/2×2.58×103=207.4N/mm2<215N/mm2(可) 3挠度验算: 查《静力计算手册》得: \ w= =0.677×30.48×8504/100×2.06×105×2×21.8×104=1.19mm<3.0mm(可) 3)对拉螺栓验算 查《金属材料手册》可知T18螺栓净截面面积A=189mm2 1对拉螺栓的拉力: N=F×内楞间距×外楞间距=55.56×0.6×0.85=28.33KN ②对拉螺栓的应力: =N/A=28.33×103/189=149.90N/mm2(可) (柱模板设计) 1.预设资料及相关数据 此工程柱模板柱体尺寸选为高×长×宽为4500×600×600(mm) 钢模板采用P3015(1500×300)各面三行两列拼接而成。 内钢楞采用φ51×3.5钢管,外钢楞采用同一规格钢管。 其他已知资料,混凝土自重(rc)为24kN/m3,强度等级C30,坍落度为180mm,导管下料,混凝土入模温度15℃,采用插入式振捣。 钢材抗拉强度设计值: Q235钢为215N/mm2 钢模的允许挠度: 面板为1.5mm,钢楞为1mm。 2.验算过程 (1)荷载设计值 1)混凝土侧压力 混凝土侧压力标准值计算: 已知混凝土的重力密度rc=24000N/m3,初凝时间t0=200/(15+15)=6.67h,V=3m/s,β1=1.0(不掺外加剂),β2=1.15(塌落度大于150mm); F1=0.22rct0 =0.22×24000×6.67×1.0×1.15×30.5=70.15KN/m2 F2=rcH=24×4.5=108KN/m2 取两者中小值,即F=F1=70.15KN/m2 混凝土侧压力设计值计算: 分项系数: 新浇筑混凝土对模板侧面的压力取1.2; 折减系数: 钢模板及其支架设计,取折减系数0.85 F=F1×分项系数×折减系数=70.15×1.2×0.85=71.55KN/m2 2)倾倒混凝土时产生的水平荷载 分析: 因为导管下料,查表可知水平荷载等于2KN 分项系数: 倾倒混凝土时产生的荷载,取1.4 折减系数: 钢模板及其支架设计,取折减系数0.85 荷载设计值=2×1.4×0.85=2.38KN/m2 3)进行荷载组合 F=71.55+2.38=73.93KN/m2 (2)验算 1)钢模板验算 查《建筑施工手册》可知,P3015钢模板( =2.5mm)截面特征Ixj=26.97×104mm4,wxj=5.94×l03mm3。 1化为线均布荷载: q1=F×300/1000=73.93×0.3=22.18N/mm(用于计算承载力); q2=F1×300/1000=71.15×0.3=21.47N/mm(用于验算挠度)。 计算简图如图2-1所示 图2-1 2抗弯强度验算 由于外钢楞两端的伸臂长度(150)与基本跨度(400)之比,150/400=0.375<0.4,则伸臂端头挠度比基本跨度挠度小,故可按近似三跨连续梁计算。 从《静力计算手册》中可得: M=0.10q1l2=0.10×22.18×4002=354880 抗弯承载能力: =M/W=354880/2×5.81×103=30.54N/mm2<215N/mm2(可) 3挠度验算: 查《静力计算手册》得: w= =0.677×21.47×4004/100×2.06×105×2×21.88×104=0.04mm<1.5mm(可) 2)内钢楞验算 查《金属材料手册》可知 51×3.5钢管的截面特征为: I=2×14.81×104mm4,w=2×5.81×103mm3 1化为线均布荷载: q1=F×400/1000=73.93×0.4=29.57N/mm(用于计算承载力 q2=F×400/1000=71.15×0.4=28.46N/mm(用于验算挠度)。 计算简图如图2-2所示 图2-2 2抗弯强度验算 M=0.5×q1m2=0.5×29.57×1502=33.27×104 =M/W=33.27×104/5.97×103=55.72N/mm2<215N/mm2(可) 3挠度验算: 查《静力计算手册》得 w= =28.46×150×(-3003+6×1502×300+3×1503)/24×2.06×105×2×14.81×104 =0.69mm<1mm(可) 确定柱箍间距 钢模板参数: E=2.06×10 N/mm²,I=26.97×10 mm W=5.94×10 mm f=215N/mm², b=300mm 根据规范: = =765mm = =713mm 两者取其小值 =713mm,即箍距最大值为713mm。 取箍距为b=300mm。 箍筋强度验算 根据规范公式: 其中N=ql1b/2,q=F/l,M=ql2/8 柱箍采用4根L80×35×3.5 =330mm², = mm = Mx=ql2/8=73.93×0.32/8=0.83KN N=73.93×0.6×0.3/2=6650N =20.35N/mm²< =215N/mm²符合要求. 验算柱箍挠度 根据规范公式 其中 =F×0.3=71.15×0.3=21.345N/mm 计算 =5×21.345×3004/(384×2.06×105×101.30×104)=0.010< =1mm符合要求。 由于柱高比较大,所以在标高为1500mm和3000mm处设置混凝土浇灌口,以防止混凝土下落高度过大而产生离析。 三设计依据以及相关资料 1)王军强.《混凝土结构施工》.北京: 中国建筑工业出版社,2011. 2)建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008) 3)混凝土结构工程施工规范(GB50666-2011) 4)组合式钢模板技术规程 5)钢框胶合板模板技术规程(JGJ96-2001) 四项目负责人及其分工 组长 课设题目 姓名学号 分工 自我评分 老师评分 张志伟1002102315 混凝土剪力墙模板及柱模板设计 程小杰1002102323 CAD作图,数据计算 刘坤1002102329 计算打印 周昭然1002102316 报告审核 刘杨斌1002102313 图形审核 黎晨1002102324 作弯矩图 五附页一设计CAD图纸附图(两份) 六附页二原始设计资料 1.某现浇钢筋混凝土剪力墙,混凝土强度等级C30,墙体尺寸: 高×宽×厚=(2800,2900,3100,3200,3300,3400,3500,3600,)×(3000,3100,3200,3300,3400,3600)×(180,190,200,210,220,230,240,250,260,270) 施工条件: 坍落度80mm,0.6m3吊斗卸料,浇筑速度2m/h,混凝土入模温度15℃,采用插入式捣振器振捣。 试设计模版。 2.钢筋混凝土框架柱,混凝土强度等级C30,柱尺寸: 高×截面高×截面宽(4000,4100,4200,4300,4400,4500,4600)×(400,500,600,700)×(400,450,550,600,650,7000) 施工条件: 混凝土浇筑速度3m/h,导管下料,塌落度180mm,混凝土入模温度15℃,采用插入式振捣器振捣。 试设计模板。
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