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模板侧压力计算及背肋模板侧压力计算是建筑施工中模板设计的重要环节,主要用于确定混凝土浇筑过程中模板系统所承受的最大侧向压力。这一压力主要由新浇筑的混凝土在自重作用下产生的液态压力决定。其计算公式通常为:F=γ×H×K,其中F表示侧压力,γ是混凝土的重度(一般取24kN/m³),H是混凝土的有效压头高度,K是考虑振捣、浇筑速度等因素的修正系数。
背肋是模板系统中的关键构件之一,用于增强模板的整体刚度和承载能力。它通过与面板连接,将面板受到的侧压力传递到支撑结构上,从而防止模板变形或破坏。背肋的设计需综合考虑材料强度、间距布置以及受力情况,以确保模板系统的安全性与经济性。常用材料包括木材、钢材或铝合金等。合理设计背肋间距不仅能减少材料浪费,还能提高施工效率。例如,在高侧压力区域,应适当加密背肋布置;而在低侧压力区域,则可适当放宽间距,以优化资源配置。
总之,模板侧压力计算和背肋设计密不可分,二者共同决定了模板系统的性能和施工质量。科学合理的计算与设计能够有效避免安全事故,同时降低工程成本。
t/gdwca 0036-2018 usb接口转换线柱子模板侧压力计算及背肋、围檩支撑体系验算
(1)柱模板侧压力计算
柱子以2100×2000(最大截面)为例
根据实际浇筑混凝土的经验,每小时浇筑速度取v=2.0m/h
初凝时间暂取t0 =4小时。则:
F 新浇筑混凝土对模板的最大侧压力
γC 混凝土的重力密度 ( 25kN/ m3)
t0 初凝时间( h )
β1 外加剂修正系数(掺外加剂时β1 =1.2)
β2 坍落度修正系数(坍落度110 mm~150mm时β2 =1.15)
H 混凝土侧压力计算位置至新浇筑混凝土顶面的总高度(m)
F = 0.22×25×4×1.2×1.15×2.01/2 = 42.93 kN/ m2
F =γc H=25×3.70= 92.50 kN/ m2
取较小值F= 42.93 kN/ m2
考虑到混凝土浇筑时,振捣和倾倒混凝土对模板产生侧压力4 kN/ m2
F= 1.2×42.93+1.4×4=57.12 kN/m2
(2) 对拉螺栓计算:
柱箍间距为300mm,柱子间设对拉螺栓,(计算长2100,对拉螺栓间距长边为300×2500mm,短边300×2400㎜)
单个对拉螺栓的最大拉力:
采用[16槽钢作围檩,2块槽钢背靠背,组成工字钢截面形式。截面惯性矩I=1870cm4 。长边的最大挠度为:
=5×57.12×0.3×25004/(384×2.06×105×1870×104)
=1.22mm< [ω]=2300/400=5.75mm 抗弯满足要求。
柱子计算一览表(仅计算长边)
KZ1柱: 2.4米对拉螺栓根数:96根 2.0米对拉螺栓根数:96根
KZ2柱: 2.5米对拉螺栓根数:96根 2.4米对拉螺栓根数:96根
ZD1: 1.9米对拉螺栓根数:48根 1.7米对拉螺栓根数:48根
ZD2: 1.5米对拉螺栓根数:96根
ZD3: 2.3米对拉螺栓根数:48根 1.8米对拉螺栓根数:48根
每小时浇筑速度为:v=2m/h ,初凝时间t0=4小时,则:
= 0.22×25×4×1.2×1.15×21/2
=42.93 kN/ m2
取较小值F=30.00 kN/ m2
考虑到混凝土浇筑时,振捣和倾倒混凝土对模板产生侧压力4kN/ m2
F= 1.2×30.00+1.4×4=41.60 kN/m2
可调节螺栓上下间距为500,线荷载q=F×0.5=20.80 kN/m
侧面可调节螺栓间距为500 mm,挠度系数Kmax=1.581,钢管最大挠度为:
ω=Kmax ql4/(100EI)
=1.581×20.80×5004/(100×2.06×105×121898)
=0.82 mm < [ω]=500/400= 1.25mm
跨中最大弯矩系数Kmax=0.171,
M=Kmax ql2 =0.171×20.80×0.5×0.5
=0.889KN·m=0.889×106N·m m
σ=M/γW=0.889×106/(1.15×5079)
=152.22KN < 215KN,满足要求
模板、支撑木方自重及施工荷载: 4000N/m2
新浇筑混凝土自重: 30475N/m2
钢筋自重: 1300N/m2
合计: 35775N/m2
总竖向设计荷载 F=35775×1.2=42930 N/m2
木方100×150的间距为250mm,则q=FL=42930×0.25=10732 N/m
按四跨等跨连续梁计算,按最不利荷载布置,
Km=-0.121; Kv=-0.62; Kw=0.967
Mmax=Kmql2=0.121×10732×0.252=1298.63 N·m
M/Wn= 1298630/(100×1502/6)=3.46 N /mm2< fm=13 N /mm2
ω=Kw ql4/(100EI)=0.967×10.732×2504/(100×10000×100×1503/12)
=0.22 mm < [ω]=250/400=0.63mm
每小时浇筑速度为:v=1m/h ,初凝时间t0=5小时,则:
F = 0.22×25×5×1.2×1.15×11/2= 38.0 kN/ m2
F =γc H=25×2.388=59.70 kN/ m2
取较小值F=38.0 kN/ m2,考虑到混凝土浇筑时,振捣和倾倒混凝土对模板产生侧压力4 kN/ m2,则总侧压力
F= 1.2×38+1.4×4=51.2 kN/m2
对拉螺栓设两排,考虑到梁底处侧压力大,第一排对拉螺栓设在离梁高三分之一处,第二排与第一排水平间距为梁高的三分之一,上、下端用对拉螺栓对拉固定。
2[12槽钢截面惯性矩782×104mm4 。对拉螺栓间距为1000 mm,槽钢最大挠度为:
ω=5 ql4/384EI
横向联结施工方案 =5×21.76×10004/(384×2.06×105×782×104)
=0.21mm < [ω]=750/400= 1.88mm
φ48×3.5截面惯性矩I=121898mm4 。
M=5ql4/384EI =5×51.2×0.2×6004/384×2.06×105×121898
=0.69mm< [ω]=500/400=1.25㎜,满足要求。
9水上打桩工程安全技术交底模板、支撑木方自重及施工荷载: 4000 N/m2