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1、课程设计计算书1、设计任务 1.1任务选取1 *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 =32003000200 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。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=4000500500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。试设计模板。 1.2参考资料1) 王军强. 混凝土构造施工. : ，2021. 2) 建筑施工模板平安技术规(JGJI62-2021) 3) 混凝土
2、构造工程施工规GB50666-2021 4) 钢框胶合板模板技术规程(JGJ96-2021 5) 组合式钢模板技术规程 2、剪力墙模板计算 2.1参数选取 2.1.1根本参数主楞(外龙骨)间距(mm):400；穿墙螺栓竖向间距(mm):400；次楞(龙骨)间距(mm):200；穿墙螺栓水平间距(mm):400； 对拉螺栓直径(mm):M12； 2.1.2主楞信息 龙骨材料:钢楞；截面类型:圆钢管； 主楞肢数:2；直径mm48.00；壁厚(mm)3. 0； 2.1.3次楞信息 龙骨材料:木楞；次楞肢数:1； 宽度(mm):60；高度(mm):80； 2.1.4 面板参数 面板类型:竹胶合板； 面
3、板厚度(mm):18.00；面板弹性模量(N/mm2):9500.00； 面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00； 面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50； 2.1.5木方和钢楞 方木弯强度设计值fc(N/mm2):13.00；方木弹性模量E(N/mm2):9500.00； 方木抗剪强设计值ft(N/mm2):1.50；钢楞弹性模量E(N/mm2):210000.00； 钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00； 附图 1 剪力墙正视及侧视详图2.2墙模板荷载标准值计算其中 - 混凝土的重力密度，取24.0kN/m3；t - 新浇混凝土的初凝时间，可按现场实际值取，计算
4、，得6.67h；T - 混凝土的入模温度，取15；V - 混凝土的浇筑速度，取2.0m/h；H - 模板计算高度，取3.2m；- 影响修正系数，取0.9；根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；F1=0.28246.670.9=57.1kN/m2 F11=3.224=76.8kN/m2取较小值57.1kN/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=57.1kN/m2；倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2=4 kN/m2。 2.3墙模板面板的计算面板为受弯构造,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；
5、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,按支撑在楞上的三跨连续梁计算。2.3.1抗弯强度验算跨中弯矩计算公式如下:其中， M-面板计算最大弯距(Nmm)； l-计算跨度(楞间距): l =200.00mm； q-作用在模板上的侧压力线荷载，它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.257.10.40.9=24.67kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.44.000.40.9=2.016kN/m；其中0.90为按施工手册取的临时构造折减系数。面板的最大弯距：M =0.124.672002+0.1172.0162002=1.08105；按以下公式进展面板
6、抗弯强度验算：其中， -面板承受的应力(N/mm2)； M -面板计算最大弯距(Nmm)； W -面板的截面抵抗矩 : b:面板截面宽度，h:面板截面厚度； W= 40018.018.0/6=2.16104mm3； f -面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=13.00N/mm2；面板截面的最大应力计算值：= M/W = 1.08105mm / 2.16104mm3=5.0N/mm2；面板截面的最大应力计算值 =5.0N/mm2 f=13N/mm2，满足要求。2.3.2抗剪强度验算计算公式如下:其中，v-面板计算最大剪力(N)； l-计算跨度(竖楞间距): l =200.0mm； q-
7、作用在模板上的侧压力线荷载，它包括: 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.257.10.40.9=24.67kN/m； 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.44.000.40.9=2.016kN/m； 面板的最大剪力：V = 3209.2N；截面抗剪强度必须满足:其中， -面板截面的最大受剪应力(N/mm2)； V-面板计算最大剪力(N)：V = 3209.2N； b-构件的截面宽度(mm)：b = 400mm ； hn-面板厚度(mm)：hn = 18.00mm ； fv-面板抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 13 N/mm2；面板截面的最大受剪应力计算值: =33209.2/(24001
8、8.0)=0.68N/mm2；面板截面抗剪强度设计值: fv=1.50N/mm2；面板截面的最大受剪应力计算值=0.68N/mm2 =1.5N/mm2，满足要求！2.3.3挠度验算根据规，刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。挠度计算公式如下:其中，q-作用在模板上的侧压力线荷载: q = 57.10.4 = 22.84N/mm； l-计算跨度(楞间距): l = 200mm； E-面板的弹性模量: E =9500N/mm2； I-面板的截面惯性矩: I = 401.81.81.8/12=19.44cm4；面板的最大允许挠度值:w =0.8mm；面板的最大挠度计算值: w= 0.677
9、22.842004/(100950019.44104) = 0.137mm面板的最大挠度计算值: =0.137mm w=0.8mm，满足要求！2.4墙模板外楞的计算(一).楞(木或钢)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，龙骨采用木楞，宽度60mm，高度80mm。截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W =608080/6 =64cm3；I = 60808080/12 =256cm4；2.4.1楞的抗弯强度验算楞跨中最大弯矩按下式计算：其中， M-楞跨中计算最大弯距(Nmm)；l-计算跨度(外楞间距): l =400.00mm；q-作用在楞上的线荷载，它包括:新浇混
10、凝土侧压力设计值q1: 1.257.10.20.9=12.33kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.44.00.20.9=1.008kN/m，其中，0.90为折减系数。楞的最大弯距：M = 2.16105N.mm；楞的抗弯强度应满足下式：其中， -楞承受的应力(N/mm2)； M -楞计算最大弯距(Nmm)； W -楞的截面抵抗矩(mm3)，W=6.4104； f -楞的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=13.00N/mm2；楞的最大应力计算值： =2.16105/6.4104 = 3.375N/mm2；楞的抗弯强度设计值: f = 13.00N/mm2；楞的最大应力计算值 = 3.3
11、75 N/mm2 f=13N/mm2，满足要求。2.4.2楞的抗剪强度验算最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，公式如下:其中， V楞承受的最大剪力；l-计算跨度(外楞间距): l =400.00mm；q-作用在楞上的线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.257.10.20.9=12.33kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.44.00.20.9=1.008kN/m，楞的最大剪力：V = 3209.2N；截面抗剪强度必须满足下式:其中， -楞的截面的最大受剪应力(N/mm2)；V-楞计算最大剪力(N)：V =3209.2N；b-楞的截面宽度(mm)：b =60mm ；hn
12、-楞的截面高度(mm)：hn = 80mm ；fv-楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 1.50 N/mm2；楞截面的受剪应力计算值: =33209.2/(26080)=1.003N/mm2；楞截面的受剪应力计算值 =1.003N/mm2 fv=1.50N/mm2，满足要求。2.4.3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。挠度验算公式如下：其中， w-楞的最大挠度(mm)；q-作用在楞上的线荷载(kN/m)： q = 57.10.2=11.42 kN/m；L-计算跨度(外楞间距): l =400.0mm ；E-楞弹性模量N/mm2：E = 9
13、500.00 N/mm2 ；I-楞截面惯性矩(mm4)，I=2.56106；楞的最大挠度：= 0.67711.425004/(10095002.56106) =0.199mm；楞的最大容许挠度值: w = 1.6mm；楞的最大挠度计算值 w=0.199mm w=1.6mm，满足要求。(二).外楞(木或钢)承受楞传递的荷载，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:截面类型为圆钢管483.0；外钢楞截面抵抗矩W = 4.49cm3；外钢楞截面惯性矩 I =10.78cm4；2.4.4外楞的抗弯强度验算外楞跨中弯矩计算公式：作用在外楞的荷载:
14、P = 1.257.10.20.4+1.440.20.4=5.929kN；外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 400mm；外楞最大弯矩:M = 0.1755929400.00= 4.15105 Nmm；强度验算公式：其中， - 外楞的最大应力计算值(N/mm2)M - 外楞的最大弯距(Nmm)；M = 4.15105 NmmW - 外楞的净截面抵抗矩； W = 4.49103mm3；f -外楞的强度设计值(N/mm2)，f =205.00N/mm2；外楞的最大应力计算值: = 4.15105/4.49103=92.4N/mm2；外楞的最大应力计算值 =92.4N/mm2 f =205N
15、/mm2,满足要求。2.4.5外楞的抗剪强度验算公式如下:其中，V-外楞计算最大剪力(N)；L计算跨度(水平螺栓间距)：L=400 mmP-作用在楞的荷载: P = 1.257.10.20.4+1.440.20.4=5.929kN； 外楞的最大剪力：V = 0.655929=3.85103N；外楞截面抗剪强度必须满足:其中， -外楞截面的受剪应力计算值(N/mm2)；V-外楞计算最大剪力(N)：V =3.85103 N；A -钢管的截面面积(mm2)：A=848mm2；fv-外楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 120N/mm2；外楞截面的受剪应力计算值: =23.85103/848=
16、9.08N/mm2；外楞截面的受剪应力计算值 =9.08N/mm2 fv=120N/mm2，满足要求。2.4.6外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。挠度验算公式如下：其中, w-外楞最大挠度(mm)；P-楞作用在支座上的荷载(kN/m)：P = 57.10.20.44.568kN/m；l-计算跨度(水平螺栓间距): l =400.00mm ；E-外楞弹性模量N/mm2：E = 210000.00 N/mm2 ；I-外楞截面惯性矩(mm4)，I=1.078105；外楞的最大挠度计算值: w= 1.144.5684003/(1002100001.07
17、8105) =0.014mm；外楞的最大容许挠度值: w = 1mm；外楞的最大挠度计算值 w=0.014mm w=1mm，满足要求。2.5穿墙螺栓的计算计算公式如下:其中 N - 穿墙螺栓所受的拉力；A - 穿墙螺栓有效面积 (mm2)；f - 穿墙螺栓的抗拉强度设计值，取170 N/mm2；查表得：穿墙螺栓的型号: M12 ； 穿墙螺栓有效直径: 9.85 mm；穿墙螺栓有效面积: A = 76 mm2；穿墙螺栓最大容许拉力值: N = 1.701057.610-5 = 12.92 kN；穿墙螺栓所受的最大拉力: N =9.136kN。穿墙螺栓所受的最大拉力 N=9.136kN N=12.
18、92kN，满足要求。3、 柱模板计算3.1参数选取 3.1.1根本参数柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:3；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:3；柱截面高度H方向竖楞数目:3；对拉螺栓直径(mm):M12；.柱箍信息(同剪力墙材料) 钢楞；截面类型:圆钢管； 主楞肢数:2；直径mm48.00；壁厚(mm)3. 0； 3.1.3.竖楞信息(同剪力墙材料)竖楞材料:木方；竖楞合并根数:1；宽度(mm):60.00；高度(mm):80.00； 3.1.4面板参数(同剪力墙材料) 面板类型:竹胶合板； 面板厚度(mm):18.00；面板弹性模量(N/mm2):9500.00； 面
19、板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00； 面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50； 3.1.5木方和钢楞 (同剪力墙材料) 方木弯强度设计值fc(N/mm2):13.00；方木弹性模量E(N/mm2):9500.00； 方木抗剪强设计值ft(N/mm2):1.50；钢楞弹性模量E(N/mm2):210000.00； 钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00； 附图 2 柱立面详图 附图 3柱截面详图3.2柱模板荷载标准值计算其中 - 混凝土的重力密度，取24.0kN/m3；t - 新浇混凝土的初凝时间，可按现场实际值取，计算，得6.67h；T - 混凝土的入模温度，取15
20、；V - 混凝土的浇筑速度，取3m/h；H - 模板计算高度，取4m；- 影响修正系数，取0.9；根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；F1=0.28246.670.9=69.9kN/m2 F11=424=96kN/m2取较小值69.9kN/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=69.9kN/m2；倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2=2kN/m2。3.3柱模板面板的计算模板构造构件中的面板属于受弯构件，按简支梁或连续梁计算。分别取柱截面宽度B方向和H方向面板作为验算对象，进展强度、刚度计算。强度验算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
21、算只考虑新浇混凝土侧压力。由前述参数信息可知，柱截面宽度B方向竖楞间距最大，为l= 220 mm，且竖楞数为 3，因此对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的两跨连续梁进展计算。3.3.1面板抗弯强度验算对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的两跨连续梁用下式计算最大跨中弯距：其中， M-面板计算最大弯矩(Nmm)； l-计算跨度(竖楞间距): l =220.0mm； q-作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.269.90.40.9=30.2kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.42.000.40.9=1.008kN/m；式中，0.90为按施工手册取用的临
22、时构造折减系数。面板的最大弯矩：M = 1.5105N.mm；面板最大应力按下式计算： =M/Wf其中， -面板承受的应力(N/mm2)； M -面板计算最大弯矩(Nmm)； W -面板的截面抵抗矩 :b:面板截面宽度，h:面板截面厚度； W= 40018.018.0/6=2.16104mm3；f -面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=13.00N/mm2；面板截面的最大应力计算值：= M/W = 1.5105mm / 2.16104mm3= 6.94N/mm2；面板截面的最大应力计算值 =6.94N/mm2 f=13N/mm2，满足要求。 3.3.2抗剪强度验算计算公式如下:其中，
23、v-面板计算最大剪力(N)； l-计算跨度(竖楞间距): l =220.0mm； q-作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.269.90.40.9=30.2kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.42.000.40.9=1.008kN/m； 面板的最大剪力：V = 4123.2N；截面抗剪强度必须满足:其中， -面板截面的最大受剪应力(N/mm2)； V-面板计算最大剪力(N)：V = 4123.2N； b-构件的截面宽度(mm)：b = 400mm ； hn-面板厚度(mm)：hn = 18.00mm ； fv-面板抗剪强度设计值(N/mm2)：fv =
24、13 N/mm2；面板截面的最大受剪应力计算值: =34123.2/(240018.0)=0.859N/mm2；面板截面抗剪强度设计值: fv=1.50N/mm2；面板截面的最大受剪应力计算值=0.859N/mm2 =1.5N/mm2，满足要求！3.3.3挠度验算根据规，刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。挠度计算公式如下:其中，q-作用在模板上的侧压力线荷载: q = 69.90.4 = 27.96N/mm； l-计算跨度: l = 220mm； E-面板的弹性模量: E =9500N/mm2； I-面板的截面惯性矩: I = 401.81.81.8/12=19.44cm4；面板的
25、最大允许挠度值:w =0.88mm；面板的最大挠度计算值: w= 0.67727.962204/(100950019.44104) = 0.240mm面板的最大挠度计算值: =0.240mm w=0.8mm，满足要求！3.4竖楞的计算.竖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，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:W =608080/6 =64cm3；I = 60808080/12 =256cm4； 3.4.1竖楞的抗弯强度验算竖楞跨中最大弯矩按下式计算：其中， M-竖楞跨中计算最大弯距(Nmm)；l-计算跨度 l =400
26、.00mm；q-作用在竖楞上的线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.269.90.220.9=16.61kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.420.220.9=0.55kN/m，其中，0.90为折减系数。竖楞的最大弯距：M = 2.76105N.mm；竖楞的抗弯强度应满足下式：其中， -竖楞承受的应力(N/mm2)； M -竖楞计算最大弯距(Nmm)； W -竖楞的截面抵抗矩(mm3)，W=6.4104； f -竖楞的抗弯强度设计值(N/mm2)； f=13.00N/mm2；竖楞的最大应力计算值： =2.76105/6.4104 = 4.31N/mm2；竖楞的抗弯强度设计值
27、: f = 13.00N/mm2；竖楞的最大应力计算值 = 4.31N/mm2 f=13N/mm2，满足要求。 3.4.2竖楞的抗剪强度验算最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，公式如下:其中， V竖楞承受的最大剪力；l-计算跨度: l =400.00mm；q-作用在竖楞上的线荷载，它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.269.90.220.9=16.61kN/m；倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.420.220.9=0.55kN/m，楞的最大剪力：V = 4122.14N；截面抗剪强度必须满足下式:其中， -竖楞的截面的最大受剪应力(N/mm2)；V-竖楞计算最大剪力(N)：V =4
28、122.14N；b-竖楞的截面宽度(mm)：b =60mm ；hn-竖楞的截面高度(mm)：hn = 80mm ；fv-竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 1.50 N/mm2；竖楞截面的受剪应力计算值: =34122.14/(26080)=1.288N/mm2；竖楞截面的受剪应力计算值 =1.288N/mm2 fv=1.50N/mm2，满足要求。 3.4.3竖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。挠度验算公式如下：其中， w-竖楞的最大挠度(mm)；q-作用在竖楞上的线荷载(kN/m)： q = 69.90.22=15.378 kN/m；
29、L-计算跨度: l =400.0mm ；E-竖楞弹性模量N/mm2：E = 9500.00 N/mm2 ；I-竖楞截面惯性矩(mm4)，I=2.56106；竖楞的最大挠度：= 0.67715.3785004/(10095002.56106) =0.268mm；竖楞的最大容许挠度值: w = 1.6mm；竖楞的最大挠度计算值 w=0.268mm w=1.6mm，满足要求。 3.5.B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:截面类型为圆钢管483.0；外钢楞截面抵抗矩W = 4.49cm3；外钢楞截面惯性矩 I =10.78cm4； 3.5.1钢楞的抗弯强度验算钢楞
30、跨中弯矩计算公式：作用在钢楞的荷载: P = 1.269.90.220.4+1.420.220.4=7.627kN；钢楞计算跨度: l = 400mm；钢楞最大弯矩:M = 0.1757627400.00=5.33105 Nmm；强度验算公式：其中， - 钢楞的最大应力计算值(N/mm2)M - 钢楞的最大弯距(Nmm)；M = 5.33105 NmmW - 钢楞的净截面抵抗矩； W = 4.49103mm3；f -钢楞的强度设计值(N/mm2)，f =205.00N/mm2；钢楞的最大应力计算值: = 4.15105/4.49103=128.4N/mm2；钢楞的最大应力计算值 =128.4N
31、/mm2 f =205N/mm2,满足要求。 3.5.2钢楞的抗剪强度验算公式如下:其中，V-钢楞计算最大剪力(N)；L计算跨度：L=400 mmP-作用在楞的荷载: P = 1.269.90.220.4+1.420.220.4=7.627kN； 钢楞的最大剪力：V = 0.657627=4.96103N；钢楞截面抗剪强度必须满足:其中， -钢楞截面的受剪应力计算值(N/mm2)；V-钢楞计算最大剪力(N)：V =4.96103 N；A -钢管的截面面积(mm2)：A=848mm2；fv-钢楞的抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 120N/mm2；钢楞截面的受剪应力计算值: =24.961
32、03/848=11.7N/mm2；钢楞截面的受剪应力计算值 =11.7N/mm2 fv=120N/mm2，满足要求。 3.5.3钢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。挠度验算公式如下：其中, w-外楞最大挠度(mm)；P-楞作用在支座上的荷载(kN/m)：P =69.90.220.46.15kN/m；l-计算跨度: l =400.00mm ；E-钢楞弹性模量N/mm2：E = 210000.00 N/mm2 ；I-钢楞截面惯性矩(mm4)，I=1.078105；钢楞的最大挠度计算值: w= 1.146.154003/(1002100001.0781
33、05) =0.019mm；钢楞外楞的最大容许挠度值: w = 1mm；钢楞的最大挠度计算值 w=0.019mm w=1mm，满足要求。方向柱箍的计算 由于H方向柱箍与B方向情况一样故计算省略。 4.穿墙螺栓的计算计算公式如下:其中 N - 穿墙螺栓所受的拉力；A - 穿墙螺栓有效面积 (mm2)；f - 穿墙螺栓的抗拉强度设计值，取170 N/mm2；查表得：穿墙螺栓的型号: M12 ； 穿墙螺栓有效直径: 9.85 mm；穿墙螺栓有效面积: A = 76 mm2；穿墙螺栓最大容许拉力值: N = 1.701057.610-5 = 12.92 kN；穿墙螺栓所受的最大拉力: N =6.15kN。穿墙螺栓所受的最大拉力 N=6.15kN N=12.92kN，满足要求。
