墙模板和柱模板设计计算书

1、设计资料

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=3200 ×3300×210

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℃，采用插入式振捣器振捣。试设计模板。

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=4300×700×550

施工条件：混凝土浇筑速度3m/h, 导管下料，坍落度180mm, 混凝土入模温度15℃，采用插入式振捣器振捣。

2、参考资料

建筑施工手册（第五版）. 北京: 中国建筑工业出版社，2012.

建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008)

混凝土结构工程施工规范(GB50666-2011)

钢框胶合板模板技术规程(JGJ96-2011）

组合式钢模板技术规程(GB50214-2001)

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3、墙模板计算

3.1基本参数

次楞(内龙骨)间距：200mm 对拉螺栓水平间距：400mm

主楞(外龙骨)间距：500mm 对拉螺栓竖向间距：500mm

对拉螺栓直径：M12

3.1.1主楞信息

龙骨材料：钢楞 截面类型：圆钢管 直径48.00mm 壁厚3. 0mm 3.1.2次楞信息

龙骨材料：木楞 次楞肢数：1 宽度：50mm 高度：80mm

3.1.3面板参数

面板类型：竹胶合板 面板厚度：18.00mm

面板弹性模量：9500.00N/mm2 面板抗弯强度设计值fc =13.00N/mm2面板抗剪强度设计值：1.50N/mm2；

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主楞肢数：2

3.1.4木方和钢楞

方木抗弯强度设计值fc=13.00N/mm2 方木弹性模量E=9500.00N/mm2

方木抗剪强度设计值ft=1.50N/mm2 钢楞弹性模量E=206000.00N/mm2

钢楞抗弯强度设计值fc=205.00N/mm2

图1 墙模板组装示意图

3.2墙模板荷载标准值计算

t=200/T+15=6.67h

F1=0.22γtβ1β2V=0.22×24×6.67×1×1×2=49.80kN/m2

F11=γH=3.3×24=79.2kN/m2

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取较小值49.80kN/m2作为本工程计算荷载。

新浇混凝土侧压力标准值 F1=49.80kN/m2

倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2=4kN/m2

3.3墙模板荷载标准值计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。根据《建筑施工手册》，强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。 计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

图2 面板计算简图

3.3.1强度验算

新浇混凝土侧压力设计值：q1=1.2×49.8×0.50×0.9=26.892kN/m

倾倒混凝土侧压力设计值：q2=1.4×4.00×0.50×0.9=2.520kN/m

q= q1+ q2=26.892+2.520=29.412 kN/m

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面板的最大弯距：M =0.1ql2 =0.1×29.412×2002 = 1.176×105 N·mm

面板抗弯强度验算：

W=bh2/6=500×182/6=27000mm3

σ=M/W=1.176×105/27000=4.36N/mm2

面板截面的最大应力计算值σ =4.36N/mm2 < [f]=13N/mm2，满足要求

3.3.2挠度验算

根据规范，刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

作用在模板上的侧压力线荷载：q = 49.8×0.5 = 24.9N/mm

面板的截面惯性矩：I = 50×1.8×1.8×1.8/12=24.30cm4

计算跨度(内楞间距)：l = 200mm

面板的弹性模量：E =9500N/mm2

面板的最大挠度计算值：ω=0.677ql4/(100EI)=0.677×24.9×2004/(100×9500×2.43×105) =0.117mm

面板的最大允许挠度值：[ω] = 1/400跨度=1/400×200=0.5mm

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面板的最大挠度计算值：ω=0.117mm<[ω]=0.5mm，满足要求

3.4墙模板内楞计算

内楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，内龙骨采用木楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

I = 50×803/12 =213.33cm4 W =50×802/6 = 53.33cm3

图3 内楞计算简图

3.4.1内楞的强度验算

新浇混凝土侧压力设计值q1=1.2×49.8×0.2×0.9=10.757kN/m

倾倒混凝土侧压力设计值q2=1.4×4.00×0.2×0.9=1.008kN/m

q= q1+ q2=11.765 kN/m

内楞的最大弯距：M =0.1ql2=0.1×11.765×5002= 2.94×105N·mm

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内楞的抗弯强度应满足下式：σ=M/W内楞的最大应力计算值：σ=2.95×105/5.33×104 = 5.53 N/mm2；

内楞的抗弯强度设计值：[f] = 13.00N/mm2；

内楞的最大应力计算值 σ= 5.53 N/mm2 < [f]=13.00N/mm2，满足要求

3.4.2内楞的挠度验算

根据《建筑施工计算手册》，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。

作用在内楞上的线荷载q = 49.8×0.2=9.96 kN/m

内楞的最大挠度计算值：ω=0.677ql4/(100EI)=0.677×9.96×5004/(100×9500×2.13×106) =0.208mm

面板的最大允许挠度值：[ω] = 1/500跨度=1/500×500=1.0mm

面板的最大挠度计算值：ω=0.208mm < [W]=1.0mm，满足要求

3.5墙模板外楞的计算

外楞承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中，外龙骨采用钢楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

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截面类型为圆钢管48×3.0

外钢楞截面惯性矩I =10.78cm4

外钢楞截面抵抗矩W = 4.49cm3

3.5.1外楞的强度验算

图4 外楞计算简图

作用在外楞的荷载：P = (1.2×49.8+1.4×4)×0.5×0.5/2=8.17kN；

外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距)：l=500mm；

外楞最大弯矩：M =0.175Pl= 0.175×8170×500= 7.07×105 N·mm

外楞的最大应力计算值：σ = M/W=7.06×105/4.49×103=157.24N/mm2

外楞的最大应力计算值：σ =157.24N/mm2< [f ]=205N/mm2 满足要求

3.5.2外楞的挠度验算

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根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。

内楞作用在支座上的荷载：P = 49.8×0.5×0.50=12.45kN/m

计算跨度(水平螺栓间距)：l =500.00mm

外楞弹性模量：E = 206000.00 N/mm2

外楞截面惯性矩：I=1.078×105

外楞的最大挠度计算值：ω=1.146Pl3/100EI=1.146×12.45×5003/(100×206000×1.078×105) =0.008mm

外楞的最大容许挠度值：[ω] = 1/500跨度=1.0mm

外楞的最大挠度计算值：ω=0.008mm< [ω]=1.0mm，满足要求

3.6对拉螺栓计算

对拉螺栓的型号：M12 对拉螺栓有效直径：10.00mm 对拉螺栓有效面积：A = 76 mm2

对拉螺栓最大容许拉力值：[N] = 1.70×105×7.6×10-5 = 12.92 kN；

对拉螺栓所受的最大拉力：N =49.8×0.52 =12.45kN。

对拉螺栓所受的最大拉力：N=12.45kN< [N]=12.92kN，满足要求

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4、柱模板计算

4.1参数信息

4.1.1基本参数

柱截面宽度B方向对拉螺栓数目：1 柱截面宽度B方向竖楞数目：3

柱截面高度H方向对拉螺栓数目：1 柱截面高度H方向竖楞数目：3

对拉螺栓直径(mm)：M10

4.1.2柱箍信息

柱箍材料：钢楞 截面类型：圆形 直径：48.00mm 壁厚：3.0mm

钢楞截面惯性矩I：9.27cm4 钢楞截面抵抗矩W：3.86cm3

柱箍的间距：500mm 柱箍肢数：2

4.1.3竖楞信息

竖楞材料：木楞

宽度：60.00mm 高度：80.00mm 竖楞肢数：2

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4.1.4面板信息

面板类型：竹胶合板 面板厚度：18.00mm

面板弹性模量：9500.00N/mm2

面板抗弯强度设计值fc=13.00N/mm2

面板抗剪强度设计值：1.50N/mm2

4.1.5木方和钢楞

方木抗弯强度设计值fc=13.00N/mm2 方木弹性模量E=9500.00N/mm2

方木抗剪强度设计值ft=1.50N/mm2

钢楞弹性模量E=210000.00N/mm2 钢楞抗弯强度设计值fc=205.00N/mm2

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图5 柱模板设计示意图

4.2柱模板荷载标准值

t=200/T+15=6.67h

F1=0.22γtβ1β2V=0.22×24×6.67×1×1×3=60.999kN/m2

F11=γH=3×24=72.000kN/m2

取较小值60.999kN/m2作为本工程计算荷载。

计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=60.999kN/m2

倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2=2.000 kN/m2

4.3柱模板面板计算

图6 面板计算简图

4.3.1面板抗弯强度验算

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新浇混凝土侧压力设计值q1：1.2×47.71×0.50×0.90=32.939kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2：1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m

q = q1 + q2=32.939+1.260=34.199 kN/m

面板的最大弯距：M =0.1ql2=0.1×34.199×2302= 1.809×105N·mm

面板的截面抵抗矩：W=bh2/6=500×182/6=27000mm3

面板的最大应力计算值： σ = M/W =6.700N/mm2；

面板的最大应力计算值 σ =6.700N/mm2<面板的抗弯强度设计值 [σ]=13.000N/mm2，满足要求

4.3.2面板抗剪验算

新浇混凝土侧压力设计值q1=1.2×47.71×0.50×0.90=32.939kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2=1.4×2.00×0.50×0.90=1.260kN/m

q = q1 + q2=32.939+1.260=34.199 kN/m

面板的最大剪力：V =0.6ql=0.6×34.199×230 =4719.462N

截面抗剪强度必须满足下式:

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τ = 3V/(2bhn)≤fv=3×4719.462/2×500×18=0.787N/mm2

面板截面抗剪强度设计值：[fv]=1.500N/mm2

面板截面的受剪应力τ =0.787N/mm2<面板截面抗剪强度设计值 [fv]=1.500N/mm2，满足要求

4.3.3面板挠度验算

最大挠度按均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

作用在模板上的侧压力线荷载：q = 60.999×0.50＝30.500kN/m

面板截面的惯性矩：I=bh3/12=500×183/12=2.43×105mm4

面板的最大挠度计算值：ω=0.677ql4/(100EI)=0.677×30.50×2304/(100×9500×2.43×105) = 0.247mm

面板的最大挠度计算值[ω]=1/400×230=0.575mm，满足要求

ω=0.247mm<面板最大容许挠度设计值

4.4竖楞方木计算

模板结构构件中的竖楞（小楞）属于受弯构件，按连续梁计算。

本工程柱高度为3.0m,柱箍间距500mm，竖楞为大于3 跨，因此按均布荷载作用下的三跨连

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续梁计算。

本工程中，竖楞采用木楞，宽度60mm，高度80mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

I=6×83/12 = 256.00cm4 W=6×82/6 = 64.00cm3

4.4.1强度验算

新浇混凝土侧压力设计值q1=1.2×60.999×0.23×0.90=15.125kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2=1.4×2.00×0.23×0.90=0.580kN/m

q=q1+q2=15.732kN/m

竖楞的最大弯距：M=0.1ql2=0.1×15.732×500.02= 3.933×105N·mm

竖楞的最大应力计算值：σ = M/W =6.145N/mm2<竖楞的抗弯强度设计值[σ]=13.000N/mm2，满足要求

4.4.2挠度验算

作用在竖楞上的线荷载：q=60.999×0.23=14.03kN/m

竖楞弹性模量：E = 9500.00 N/mm2

竖楞截面的惯性矩：I=2.56×106mm4

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竖楞最大容许挠度：[ω] =1/500×230=0.460mm

竖楞的最大挠度计算值：

ω=0.677ql4/(100EI)=0.677×14.03×500.04/(100×9500.0×2.56×106) = 0.244 mm

竖楞的最大挠度计算值ω=0.244mm<竖楞最大容许挠度 [ω]=0.460mm，满足要求

4.5 B方向柱箍的计算

本工程中，柱箍采用钢楞，截面类型为圆形，直径48mm，壁厚3.0mm；

截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

钢柱箍截面抵抗矩 W = 3.86 cm3

钢柱箍截面惯性矩 I = 9.27 cm4

柱箍为2 跨，按集中荷载二跨连续梁计算（附计算简图）：

图7 B方向柱箍计算简图

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其中 P - -竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN)，竖楞距离取B方向的；

P = (1.2 ×47.71×0.90+1.4×2.00×0.90)×0.230×0.50/2 = 3.11kN

图8 B方向柱箍剪力图

最大支座力: N = 4.787 kN

图9 B方向柱箍弯矩图

最大弯矩: M = 0.100 kN.m

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图10 B方向柱箍变形图

最大变形: V = 0.039 mm

4.5.1 柱箍抗弯强度验算

柱箍杆件的最大弯矩设计值：M=0.10 kN·m

弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩：W=3.86 cm3

B边柱箍的最大应力计算值：σ=M/W=24.68 N/mm2

柱箍的抗弯强度设计值：[f] = 205.000 N/mm2

B边柱箍的最大应力计算值 σ =24.68N/mm2<柱箍的抗弯强度设计值[f]=205.000N/mm2，满足要求

4.5.2柱箍挠度验算

经过计算得到：ω = 0.039 mm；

柱箍最大容许挠度：[ω]=230/500=0.460mm；

柱箍的最大挠度ω =0.039mm<柱箍最大容许挠度[ω]=0.460mm，满足要求

4.6 B方向对拉螺栓的计算

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计算公式如下:

N<[N]=f×A

对拉螺栓的型号：M10

对拉螺栓的有效直径：8.12 mm

对拉螺栓的有效面积：A= 51.80 mm2

对拉螺栓所受的最大拉力：N = 4.787 kN。

对拉螺栓最大容许拉力值：[N] = 1.70×105×5.18×10-5=8.806 kN；

对拉螺栓所受的最大拉力N=4.787kN < 对拉螺栓最大容许拉力值[N]=8.806kN，对拉螺栓强度验算满足要求

4.7 H方向柱箍的计算

本工程中，柱箍采用钢楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

本工程中，柱箍采用钢楞，截面类型为圆形，直径48mm，壁厚2.50mm；

截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

钢柱箍截面抵抗矩W = 3.86cm3

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钢柱箍截面惯性矩I = 92.70cm4，柱箍为2跨，按二跨连续梁计算

图11 H方向柱箍计算简图

竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN)，竖楞距离取H方向的；

P=(1.2×47.71×0.90+1.4×2.00×0.90)×0.230 ×0.50/2=3.11kN

图12 H方向柱箍剪力图

最大支座力：N = 4.787 kN

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图13 H方向柱箍弯矩图

最大弯矩：M=0.100 kN.m

图14 H方向柱箍变形图

最大变形：V=0.039 mm

4.7.1柱箍抗弯强度验算

柱箍杆件的最大弯矩设计值：M=0.10 kN·m

弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩：W=3.86 cm3

B边柱箍的最大应力计算值：σ=M/W=24.68 N/mm2

柱箍的抗弯强度设计值：[f] = 205.000 N/mm2

B边柱箍的最大应力计算值 σ =24.68N/mm2<柱箍的抗弯强度设计值[f]=205.000N/mm2，满足要求

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4.7.2柱箍挠度验算

经过计算得到：ω = 0.039 mm；

柱箍最大容许挠度：[ω]=230/500=0.460mm；

柱箍的最大挠度ω =0.039mm<柱箍最大容许挠度[ω]=0.460mm，满足要求

4.8 H方向对拉螺栓的计算

计算公式如下：N<[N]=f×A

对拉螺栓的型号：M10

对拉螺栓的有效直径：8.12 mm

对拉螺栓的有效面积：A= 51.80 mm2

对拉螺栓所受的最大拉力：N = 4.787 kN。

对拉螺栓最大容许拉力值：[N] = 1.70×105×5.18×10-5= 8.806 kN；

对拉螺栓所受的最大拉力N=4.787kN<对拉螺栓最大容许拉力值[N]=8.806kN，对拉螺栓强度验算满足要求

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