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1、鋁合金模板及支撐體系計算書1、依據規范GB50009-2012 建筑結構載荷規范GB50010-2010 混凝土結構設計規范 GB50017-2003 鋼結構設計規范GB50666-2011 混凝土結構工程施工規范GB50429-2007 鋁合金結構設計規范 JGJ59-2011 建筑施工安全檢查標準JGJ81-2002 建筑鋼結構焊接技術規程JGJ162-2008 建筑施工模板安全技術規范JGJ130-2011 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范關于印發建設工程高大模板支撐系統施工安全監督管理導則建質2009254號文；2、鋁合金模板體系簡介2.1、標準模板單元體系2.2、樓面處鋁合金模板2、固定體系2.3、墻、柱處鋁合金模板固定體系 對拉螺桿為T16高強螺桿，背楞上下間距從下往上200mm、600mm、600、900mm,拉螺桿最大間距900mm。3、鋁合金模板標準單元鋁合金模板體系類似于組合鋼模板體系，都是由標準單元組合拼裝而成。利于工廠標準化設計、制作。鋁合金模板標準單元均為鋁合金擠壓型材，根據模板寬度分為100mm400mm不等的標準型材。實際設計制作時樓面板的通用標準規格為400mm1100mm,墻、柱模板的標準規格為400mm2550mm(標準長度根據建筑岑高的差異，略有不同)。下圖為鋁合金模板的標準單元示意圖： 標準墻、柱模板 標準樓面板4、鋁合金模板體系材料說明 、3、“宏金”鋁合金模板材質成分應符合GB/T3190-2008變形鋁及鋁合金化學成分中6061的要求：牌號化學成分(質量分數)/%SiFeCuMnMgCrZnTi其他Al單個合計60610.400.80.70.150.40.150.81.20.040.350.250.150.050.15余量 、“宏金”鋁合金模板材質力學性能應符合GB5237.1-2008鋁合金建筑型材中6061-T6的要求牌號狀態抗拉強度(N/mm2)規定非比例延伸強度(Rp0.2)/(N/mm2)斷后伸長率/%6061T62652458 、“宏金”鋁合金模板設計計算應符合GB50249-2008鋁合金結構設計規范中6061-T4、6的要求牌號狀態抗拉強度(N/mm2)彈性模量(N/mm2)6061T62007104 、“宏金”鋁合金模板系統標準模板寬度規格有400mm、350mm、300mm、250mm、200mm、150mm、100mm等標準規格，模板帶邊框高度均為65mm，模板面板高度4mm。 主要型材截面參數如下表所示：模板寬度(mm)截面積A(mm2)X軸截面慣性矩Ix(mm4)截面最小抵抗矩Wx(mm3)截面簡圖4002414.83959363.718997.33002064.8896466.118332.65、鋁合金模板體系施工載荷概述5.1、施工載荷取值混凝土結構載荷按照GB50666-2011混凝土結構5、工程施工規范取值。鋁模板自重標準值:0.25KN/m2混凝土自重密度:24KN/m3鋼筋自重標準值1.1KN/m3施工活載標準值:2.5KN/m2混凝土澆筑速度1.8m/h；混凝土塌落度160mm180mm;混凝土施工溫度25C；混凝土施工時外加減水劑。本工程標準層高3000mm,最大板厚140mm。5.2、混凝土側壓力荷載混凝土側壓力根據最新版的混凝土結構工程施工規范GB50666-2011要求，按以下公式計算取較小值： (1) (2)其中：混凝土的重力密度：=24kN/m3混凝土的澆筑速度：=1.8m/h新澆混凝土的初凝時間：=5h(為混凝土的溫度C，取25C)；混凝土塌落度影響修正系數：6、=1(坍落度為160180mm)混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度：3.0m則有: =0.2824kN/m35h1(1.8)0.5m/h=45KN/m2 =24kN/m32.95m=70.8KN/m2本工程計算取兩者較小值F=45KN/m2，考慮到混凝土振搗產生的水平分力，按規范取2KN/m2，則本工程混凝土側壓力F=45KN/m2+2KN/m2=47KN/m2。5.3、樓面板荷載、模板及支架的變形驗算時的載荷取值根據規范混凝土結構工程施工規范GB50666-2011，在計算模板及支架的變形驗算時按最不利的作用效應組合(模板自重+新澆混凝土自重+鋼筋自重)，本工程樓面最大厚度1307、mm，樓面處最大施工載荷P=1.2(0.25KN/m2+24KN/m30.13m+1.1KN/m30.13m)=4.21KN/m2、模板及支架的強度驗算時的載荷取值根據規范混凝土結構工程施工規范GB50666-2011，在計算模板及支架的強度時按最不利的作用效應組合(模板自重+新澆混凝土自重+鋼筋自重+施工活載荷)，本工程樓面最大厚度130mm，樓面處最大施工載荷P=1.2(0.25KN/m2+24KN/m30.13m+1.1KN/m30.16m)+1.42.5KN/m2=7.71KN/m26、墻、柱處鋁合金模板設計計算校核6.1、墻、柱處鋁合金模板整體強度及剛度校核 墻、柱處鋁合金模板所受載8、荷為受混凝土側壓力。墻、柱處鋁合金模板在模板水平方向以不超過900mm的間隔設置背楞。 墻、柱處鋁合金模板背楞安裝示意 墻、柱處鋁合金模板側壓力示意圖 按最不利情況兩跨等跨連續梁計算(JGJ162-2008 附錄C表C.1-1)均布載荷下最大彎矩: 最大撓度: 式中 恒荷載均布線荷載標準值；按計算書5.2取值 (b取標準模板寬度400mm) 鋁合金彈性模量；E=7104N/m2, 400mm模板截面慣性矩；=959363.7mm4 面板計算跨度；=0.9m則有：最大彎矩:最大撓度: 0.95mm校核墻、柱處鋁合金模板整體強度，則應滿足墻、柱處鋁合金模板整體強度滿足設計要求校核墻、柱處鋁合金模板9、整體剛度，則應滿足按規范取計算跨度的1/400，則墻、柱處鋁合金模板整體剛度滿足設計要求！6.2、墻、柱處鋁合金模板標準單元局部強度及剛度校核 、鋁合金模板標準單元筋板局部強度及剛度校核 標準模板背面焊接有人字骨筋板，如下圖所示，人字骨筋板的最大間距300mm。在鋁合金模板整體強度及剛度均符合設計要求的前提下，需進一步校核此處人字骨筋板的強度及剛度。人字骨筋板受力截面簡化如下圖所示：(筋板及面板截面示意圖)此截面Ix=147876.3mm4,W=5298.7mm3,(b取最大筋板間距300mm)按簡支梁計算， 在均布載荷下，筋板受到的最大彎矩:最大撓度: 0.09mm校核墻、柱處鋁合金模板筋板10、強度，則應滿足墻、柱處鋁合金模板筋板強度滿足設計要求校核墻、柱處鋁合金模板筋板剛度，則應滿足按規范取計算跨度的1/400，則墻、柱處鋁合金模板筋板剛度滿足設計要求 、鋁合金模板標準單元局部面板強度校核鋁合金模板標準單元局部面板強度按照機械設計手冊第一卷，平板中的應力部分的說明進行設計校核。鋁合金模板局部面板按周界固定，整個面板受均布載荷計算；面板中心應力查表可知：；則有：面板中心應力校核墻、柱處鋁合金模板面板強度，則應滿足墻、柱處鋁合金模板面板強度滿足設計要求6.3、墻、柱處鋁合金模板配件強度校核、墻、柱處鋁合金模板模板銷釘強度校核鋁合金模板標準單元之間通過模板銷釘連接，在混凝土側壓力的作用下11、，每個模板銷釘在0.4m(最大模板寬度)0.3m(模板銷釘間距)的范圍內受到剪切力。模板銷釘直徑16mm,截面積,材質Q235,抗剪設計強度,模板銷釘強度應滿足：模板銷釘強度滿足設計要求。、墻、柱處鋁合金模板背楞強度校核混凝土側壓力通過墻、柱處鋁合金模板傳遞給水平方向設置的背楞，背楞通過對拉螺桿連接。背楞最大設置間距900mm,對拉螺桿的最大設置間距800mm。背楞材質為Q235，抗拉設計強度，由兩根60X40X3.5C槽制作，其抗彎截面系數。其截面如下圖所示：均布載荷作用下，鋁合金模板背楞上等效線載荷:(b取背楞設置間距900mm)鋁合金模板背楞以對拉螺桿為支點，按簡支梁計算鋁合金模板背楞上12、最大彎矩校核墻、柱處鋁合金模板筋板強度，則應滿足墻、柱處鋁合金模板筋板強度滿足設計要求、墻、柱處鋁合金模板對拉螺桿強度校核墻、柱處鋁合金模板對拉螺桿，采用T18梯形牙的為高強螺桿，其抗拉設計強度，對拉螺桿截面面積。對拉螺桿承載0.9m0.8m范圍內的集中載荷。校核墻、柱處鋁合金模板對拉螺桿強度，則應滿足墻、柱處鋁合金模板對拉螺桿強度滿足設計要求7、樓面、梁處鋁合金模板設計計算校核、樓面、梁處鋁合金模板整體強度及剛度校核樓面、梁處鋁合金模板底部均設置有支撐立柱。支撐立柱最大設置間距1200mm。校核模板強度時，均布載荷按計算書5.3.2取值P=7.71KN/m2按1200mm跨度內簡支梁計算標準13、模板受到的最大彎矩:400mm標準模板上受到的線載荷(b取標準板寬度400mm)校核模板剛度時，均布載荷按計算書5.3.1取值P=4.21KN/m2按1200mm跨度內簡支梁計算標準模板受到的最大撓度,400mm標準模板上受到的線載荷(b取標準板寬度400mm)最大撓度:校核墻、柱處鋁合金模板整體強度，則應滿足樓面、梁處鋁合金模板整體強度滿足設計要求校核墻、柱處鋁合金模板筋板剛度，則應滿足按規范取計算跨度的1/400，則樓面、梁處鋁合金模板整體剛度滿足設計要求、樓面、梁處鋁合金模板局部筋板、面板強度及剛度校核樓面、梁處鋁合金模板局部受力情況同墻、柱處鋁合金模板。因樓面、梁處鋁合金模板均布載荷遠14、小于墻、柱處。因此樓面、梁處鋁合金模板局部筋板、面板強度同樣滿足設計要求。此處不再重復計算。、樓面主龍骨強度及剛度校核樓面主龍骨設置在兩根立柱之間，其最大長度1200mm。主龍骨最大設置間距同樣也為1200mm。主龍骨抗彎截面系數，轉動慣量。校核主龍骨強度時，均布載荷按計算書5.3.2取值P=7.71KN/m2按1200mm跨度內簡支梁計算標準模板受到的最大彎矩:主龍骨上受到的線載荷(b取主龍骨設置間距1200mm)校核模板剛度時，均布載荷按計算書5.3.1取值P=4.21KN/m2按1200mm跨度內簡支梁計算標準模板受到的最大撓度,400mm標準模板上受到的線載荷(b取標準板寬度400mm15、)最大撓度:校核墻、柱處鋁合金模板整體強度，則應滿足鋁合金模板主龍骨強度滿足設計要求校核墻、柱處鋁合金模板筋板剛度，則應滿足按規范取計算跨度的1/400，則鋁合金模板主龍骨剛度滿足設計要求、樓面主龍骨拉桿強度校核樓面主龍骨之間通過龍骨欄桿相連接，其構造如下圖所示：主龍骨拉桿承受來自主龍骨傳遞來的外力，作用在拉桿上為剪應力。主龍骨拉桿雙面均安裝，因此每根拉桿上所受剪切力大小主龍骨拉桿截面如下圖所示：其截面面積， 校核主龍骨拉桿強度，則應滿足主龍骨拉桿強度滿足設計要求！8、鋁合金模板支撐體系設計計算工具式鋼支柱的鋁合金模板體系整體穩定性計算本工程標準層高30000mm,模板支撐高度最大只有280016、mm,因此采用工具式鋼支柱作為鋁合金模板體系的支撐系統。工具式鋼支柱具有操作方便，安裝、拆卸快捷等特點。本工程工具式鋼立柱(單支撐)之間不需要設置拉結水平桿。工具式鋼支柱主要由兩節鋼管組成，底部鋼管直徑60mm,上方為直徑48mm鋼管。中間1.7m左右位置，在60鋼管頂部焊接有螺紋管用于高度微調。工具式鋼支柱最大設置間距1200mm。工具式鋼支柱的截面特征如下表所示：工具式鋼支柱截面參數表項目外徑(mm)內徑(mm)壁厚(mm)截面積(mm2)截面慣性矩I(mm4)抗彎截面系數Wx(mm3)回轉半徑(mm)插管48422.5357.36107831449215.9套管6055.42.3416.17、92186992623320.3根據建筑施工模板安全技術規范JGJ162-2008,工具式鋼管立柱受壓穩定性應考慮插管與套管之間因松動而產生的偏心(按偏半個鋼管直徑計算)，應按下式的壓彎桿件計算：(不設置拉桿水平桿的情況下) 式中：單根工具式鋼支柱所承受的最大壓力。支架計算時均布載荷按計算書5.3.2取值。軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比查表得到，其中L=3000mm;i=20.3mm; ,(I2為套管慣性矩，I1為插管慣性矩);n=186992.3/107831.2=1.734；查表得=0.273等效彎矩系數，此處為；彎矩作用平面內偏心彎矩值，為鋼管支柱外徑；此處偏心彎矩 彎矩作用平面內較大受壓纖維的毛截面抵抗矩；=6233mm3,歐拉臨界力，鋼管彈性模量，E=2.06105N/mm2,=30647N本工程工具式鋼支柱整體穩定性滿足設計要求！