铝合金模板受力计算书

铝合金模板

受力计算书 开启----

建筑低碳环保新时代

2016年10月

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第一章 铝合金模板及支撑体系计算书

一、 铝合金模板计算书编制、设计计算依据

GB50009-2012 建筑结构载荷规范 GB50010-2010 混凝土结构设计规范 GB50017-2003 钢结构设计规范

GB50666-2011 混凝土结构工程施工规范 GB50429-2007 铝合金结构设计规范 JGJ59-2011 建筑施工安全检查标准 JGJ81-2002 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ162-2008 建筑施工模板安全技术规范

JGJ130-2011 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范

关于印发《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》建质[2009]254号文；

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二、 铝合金模板体系简介

2.1、标准模板单元体系

2.2、楼面处铝合金模板固定体系

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2.3、墙、柱处铝合金模板固定体系

对拉螺杆为T18的高强螺杆，背楞上下间距从下往上200mm、600mm、650mm、650mm、550，对拉螺杆水平最大间距800mm。

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三、 铝合金模板标准单元

铝合金模板体系类似于组合钢模板体系，都是由标准单元组合拼装而成。利于工厂标准化设计、制作。

铝合金模板标准单元均为铝合金挤压型材，根据模板宽度分为

100mm~400mm不等的标准型材。实际设计制作时楼面板的通用标准规格为400mm×1100mm,墙、柱模板的标准规格为400mm×2600mm(标准长度根据建筑岑高的差异，略有不同)。

下图为铝合金模板的标准单元示意图

标准墙、柱模板 标准楼面板

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四、 铝合金模板体系材料说明

4.1、“天利成”铝合金模板材质成分应符合GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》中6061的要求：

化学成分（质量分数）/% 牌号 Si 6061

0.40~0.8 Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti 单个 0.7 0.15~0.4 0.15 0.8~1.2 0.04~0.35 0.25 0.15 0.05 合计 0.15 余量 其他 Al 4.2、“天利成”铝合金模板材质力学性能应符合GB5237.1-2008《铝合金建筑型材》中6061-T6的要求

牌号 状态 抗拉强度(N/mm) 2规定非比例延伸强度(Rp0.2)/(N/mm) 2断后伸长率/% 6061

T6 ≧265 ≧245 ≧8 4.3、“天利成”铝合金模板设计计算应符合GB50249-2008《铝合金结构设计规范》中6061-T6的要求

牌号 6061 状态 T6 抗拉强度(N/mm) ≧200 2弹性模量(N/mm) 7×10 42 4.4、“天利成”铝合金模板系统标准模板宽度规格有400mm、350mm、300mm、250mm、200mm、150mm、100mm等标准规格，模板带边框高度均为65mm，模板面板高度4mm。

主要型材截面参数如下表所示：

模板宽度 （mm） 400 截面积A 2(mm) 2544.2 X轴截面 4惯性矩Ix(mm) 1031495.2 截面最小 3抵抗矩Wx(mm) 20406.9 截面简图 .

350 300 2344.2 2144.2 997563.6 957351.9 20159.4 19852.5 .

五、 铝合金模板体系施工载荷概述 5.1、施工载荷取值

混凝土结构载荷按照GB50666-2011《混凝土结构工程施工规范》取值。 1、铝模板自重标准值:0.25KN/m2 2、混凝土自重密度:24KN/m3 3、钢筋自重标准值1.1KN/m3 4、施工活载标准值:2.5KN/m2

混凝土浇筑速度1.8m/h；混凝土塌落度160mm~180mm;混凝土施工温度25°C；混凝土施工时外加减水剂。

本工程标准层高2900mm,最大板厚130mm。 5.2、混凝土侧压力荷载

混凝土侧压力根据最新版的《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011要求，按以下公式计算取较小值：

F0.28ct0V （1）

FcH （2）

12其中：

混凝土的重力密度：c=24kN/m3 混凝土的浇筑速度：V=1.8m/h

新浇混凝土的初凝时间：t0200/(T15)=5h（T为混凝土的温度ºC，取25ºC）； 混凝土塌落度影响修正系数：=1（坍落度为160～180mm） 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度：H≥3.0m 则有:

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F0.28ct0V=0.28×24kN/m×5h×1×(1.8)m/h=45KN/m FcH≥24kN/m3×3m≥72KN/m2

本工程计算取两者较小值F=45KN/m2，考虑到混凝土振捣产生的水平分力，按规范取2KN/m2，则本工程混凝土侧压力F=45KN/m2+2KN/m2=47KN/m2，

1230.52

5.3、楼面板荷载

5.3.1、模板及支架的变形验算时的载荷取值

根据规范《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011，在计算模板及支架的变形验算时按最不利的作用效应组合（模板自重+新浇混凝土自重+钢筋自重），本工程楼面最大厚度130mm，楼面处最大施工载荷

P=1.2×(0.25KN/m2+24KN/m3×0.13m+1.1KN/m3×0.13m) =4.22KN/m2

5.3.2、模板及支架的强度验算时的载荷取值

根据规范《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011，在计算模板及支架的强度时按最不利的作用效应组合（模板自重+新浇混凝土自重+钢筋自重+施工活载荷），本工程楼面最大厚度130mm，，楼面处最大施工载荷

P=1.2×(0.25KN/m2+24KN/m3×0.13m+1.1KN/m3×0.13m)+1.4×2.5KN/m2 =7.72KN/m2

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六、 墙、柱处铝合金模板设计计算校核 6.1、墙、柱处铝合金模板整体强度及刚度校核

墙、柱处铝合金模板所受载荷为受混凝土侧压力。墙、柱处铝合金模板在模板水平方向以不超过800mm的间隔设置背楞。

按最不利情况两跨等跨连续梁计算（JGJ162-2008 附录C表C.1-1）

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均布载荷下

最大弯矩: M0.07ql2

ql4最大挠度: v0.521

100EIx 式中 q───恒荷载均布线荷载标准值；按计算书5.2取值

qFb47kN/m0.4m18.8kN/m（b取标准模板宽度400mm）

4

2

2 E───铝合金弹性模量；E=7×10N/m,

Ix───400mm模板截面惯性矩；Ix=1031495.2mm l───面板计算跨度；l=0.9m

4

则有： 最大弯矩:

M0.07ql20.0718.8kN/m0.9m0.9m1.07kN.m

最大挠度:

ql418.8kN/m(0.9m)4v0.5210.5210.mm

100EIx1007104N/mm21031495.2mm4校核墙、柱处铝合金模板整体强度，则应满足

M[f] WM1.07kN.mf52.4N/mm2[f]200N/mm2 3W20406.9mmf.

墙、柱处铝合金模板整体强度满足设计要求

校核墙、柱处铝合金模板整体刚度，则应满足

v[v]

v按规范取计算跨度的1/400，则v900mm/4002.25mm

v0.mm[v]2.25mm

墙、柱处铝合金模板整体刚度满足设计要求

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6.2、墙、柱处铝合金模板标准单元局部强度及刚度校核 6.2.1、铝合金模板标准单元筋板局部强度及刚度校核

标准模板背面焊接梯形筋板，如下图所示，梯形筋板的最大间距400mm。

在铝合金模板整体强度及刚度均符合设计要求的前提下，需进一步校核此处梯形筋板的强度及刚度。梯形筋板受力截面简化如下图所示：

（梯形筋及面板截面示意图）

此截面Ix=147876.3mm,W=5298.7mm,

4

3

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qFb47kN/m20.3m14.1kN/m（b取最大梯形筋板间距400mm）

按简支梁计算，

在均布载荷下，梯形筋板受到的 最大弯矩:

M0.125ql20.12514.1kN/m0.4m0.4m0.282kN.m

5ql414.1kN/m(0.4m)4最大挠度: v0.09mm 424384EIx384710N/mm147876.3mm校核墙、柱处铝合金模板筋板强度，则应满足

M[f] WM0.282kN.m22 f53.2N/mm[f]200N/mm3W5298.7mmf墙、柱处铝合金模板筋板强度满足设计要求

校核墙、柱处铝合金模板筋板刚度，则应满足

v[v]

v按规范取计算跨度的1/400，则v400mm/4001mm

v0.09mm[v]1mm

墙、柱处铝合金模板筋板刚度满足设计要求

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6.2.2、铝合金模板标准单元局部面板强度校核

铝合金模板标准单元局部面板强度按照《机械设计手册》第一卷，平板中的应力部分的说明进行设计校核。

铝合金模板局部面板按周界固定，整个面板受均布载荷计算

a0.4m；b0.3m；h4mm；q47kN/m2 面板中心应力

bfzC4q

hbfxC5qh22

a0.4m1.33 b0.3m查表可知：

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C40.1968；C30.1344；

则有： 面板中心应力

b300mm2fzC4q0.196847kN/m252N/mm

h4mmb300mm2fxC5q0.134447kN/m235.5N/mm

h4mm校核墙、柱处铝合金模板面板强度，则应满足

f[f]

fz52N/mm2[f]200N/mm2 fx35.5N/mm2[f]200N/mm2

2222墙、柱处铝合金模板面板强度满足设计要求

6.3、墙、柱处铝合金模板配件强度校核 6.3.1、墙、柱处铝合金模板模板销钉强度校核

铝合金模板标准单元之间通过模板销钉连接，在混凝土侧压力的作用下，每个模板销钉在0.4m(最大模板宽度)×0.3m（模板销钉间距）的范围内受到剪切力。模板销钉直径16mm,截面积A200.96mm2,材质Q235,抗剪设计强度

[fv]120N/mm2,模板销钉强度应满足：

fv[fv]

47kN/m20.3m0.4mfv28N/mm2[fv]120N/mm2 2200.96mm模板销钉强度满足设计要求。

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6.3.2、墙、柱处铝合金模板背楞强度校核

混凝土侧压力通过墙、柱处铝合金模板传递给水平方向设置的背楞，背楞通过对拉螺杆连接。背楞最大设置间距900mm,对拉螺杆的最大设置间距800mm。

背楞材质为Q235，抗拉设计强度[f]210N/mm2，由两根80X40X2.5矩形管制作，其抗弯截面系数W23810mm3。其截面如下图所示：

均布载荷作用下，

铝合金模板背楞上等效线载荷:

qFb47kN/m20.9m42.3kN/m（b取背楞设置间距900mm）

铝合金模板背楞以对拉螺杆为支点，按简支梁计算 铝合金模板背楞上最大弯矩

M0.125ql20.12542.3kN/m0.8m0.8m3.384kN.m

校核墙、柱处铝合金模板筋板强度，则应满足

M[f] WM3.384kN.mf142N/mm2[f]210N/mm2 3W23810mmf墙、柱处铝合金模板筋板强度满足设计要求

6.3.3、墙、柱处铝合金模板对拉螺杆强度校核

墙、柱处铝合金模板对拉螺杆，采用T18梯形牙的为高强螺杆，其抗拉设计强度[f]400N/mm2，对拉螺杆截面面积A1mm2。

对拉螺杆承载0.9m×0.8m范围内的集中载荷。

P47kN/m20.9m0.8m33.84kN

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校核墙、柱处铝合金模板对拉螺杆强度，则应满足

P[f] AP33.84kNf179N/mm2[f]4000N/mm2 2A1mmf墙、柱处铝合金模板对拉螺杆强度满足设计要求

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七、 楼面、梁处铝合金模板设计计算校核 7.1、楼面、梁处铝合金模板整体强度及刚度校核

楼面、梁处铝合金模板底部均设置有支撑立柱。支撑立柱最大设置间距1200mm。

校核模板强度时，均布载荷按计算书5.3.2取值 P=7.72KN/m2

按1200mm跨度内简支梁计算标准模板受到的最大弯矩: 400mm标准模板上受到的线载荷

qPb7.72kN/m20.4m3.1kN/m（b取标准板宽度400mm） M0.0125ql20.1253.1kN/m1.2m1.2m0.558kN.m

校核模板刚度时，均布载荷按计算书5.3.1取值 P=4.22KN/m2

按1200mm跨度内简支梁计算标准模板受到的最大挠度, 400mm标准模板上受到的线载荷

qPb4.22kN/m20.4m1.688kN/m（b取标准板宽度400mm）

最大挠度:

5ql451.688kN/m(1.2m)4v0.63mm 424384EIx384710N/mm1031495.2mm校核墙、柱处铝合金模板整体强度，则应满足

M[f] WM0.558kN.m22f27.3N/mm[f]200N/mm 3W20406.9mmf楼面、梁处铝合金模板整体强度满足设计要求 校核墙、柱处铝合金模板筋板刚度，则应满足

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v[v]

v按规范取计算跨度的1/400，则v1200mm/4003mm

v0.63mm[v]3mm

楼面、梁处铝合金模板整体刚度满足设计要求

7.2、楼面、梁处铝合金模板局部筋板、面板强度及刚度校核

楼面、梁处铝合金模板局部受力情况同墙、柱处铝合金模板。因楼面、梁处铝合金模板均布载荷远小于墙、柱处。因此楼面、梁处铝合金模板局部筋板、面板强度同样满足设计要求。此处不再重复计算。

7.3、楼面主龙骨强度及刚度校核

楼面主龙骨设置在两根立柱之间，其最大长度1200mm。主龙骨最大设置间距同样也为1200mm。主龙骨抗弯截面系数W58822mm3，转动惯量

Ix2494044mm4。

校核主龙骨强度时，均布载荷按计算书5.3.2取值 P=7.72KN/m2

按1200mm跨度内简支梁计算标准模板受到的最大弯矩: 主龙骨上受到的线载荷

qPb7.72kN/m21.2m9.2kN/m（b取主龙骨设置间距1200mm） M0.0125ql20.1259.2kN/m1.2m1.2m1.67kN.m

校核模板刚度时，均布载荷按计算书5.3.1取值 P=4.22KN/m2

按1200mm跨度内简支梁计算标准模板受到的最大挠度, 400mm标准模板上受到的线载荷