钢模板钢楞设计 钢模板设计

钢模板钢楞设计

钢模板钢楞设计 摘要:本文对常用内钢楞在均布荷载下强度、刚度性能作以计算列表,并进 行分析,为从技术方面迅速确定模板的设计参数,为模板方案比较提供技术依据。

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1 、引言 砼 结构的模板工程,是砼构件成型的一个十分重要的组成部份。模板工程的费 用在 结构砼费用中占非常大的比重。因此设计砼 2 、基本理论 2.1 内钢楞 2.1.1 、单跨及两跨连续的内钢楞 按强度计算:
;
公式1 按刚度计算:
公式2 2.1.2 、三跨以上连续的内钢楞:
按强度计算:
公式3 按刚度计算:;
公式4 式中:
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F―砼侧压力 [F]―内钢楞允许承受的最大均布荷载;

E―内钢楞弹性模量,取E=206KN/mm 2;

―内钢楞强度设计值,对于热轧钢 =215MPa,对于冷弯钢,取 W―内钢楞的最小截面抵抗矩;

I―截面惯性矩;

a、b―分别为内钢楞间距和跨度;

―内钢楞允许挠度,一般取 =3mm,当为其它值时,相应允许荷载为表中数据乘 2.2 ;
外钢楞 外钢楞的计算通式为:
按强度计算:
;
公式5 按刚度计算:
公式6 式中:C 1、C 2为常数,取值与拉条的设置有关,详见表1,其它符号意义同内钢楞。

3、 计算成果 3.1 理论根据公式1与公式2,选用常用内钢楞计算出单跨及两跨的内钢楞允许荷载表 如表2与表3。当为三跨以上连续的内钢楞时,由公式3与公式1、公式4与公式2 对比,内钢楞的允许荷载值为相应单跨内钢楞允许荷载表数值:强度条件时,乘 以1.25系数;
刚度条件时,乘以1.953系数即可。

将公式5与公式6中的“a”与“b”互换后,再与公式1和公式2对比,两者仅 相差 。由此可知,外钢楞的计算同样可查表。在查表时,将表中的内钢楞的“a” 当作外钢楞的“b”,内钢楞的“b”当作外钢楞的“a”,再分别用表中查得的 数值乘以常数C 1、C 表1 外钢楞强度、刚度系数表 表2 双内钢楞按强度计算容许荷载表单位:KN/m 2 表3 ;
双内钢楞按刚度计算容许荷载表 单位:KN/M 2 3.2 ;
应用中应注意的问题 a、 ;
钢楞带悬臂时,应另行验算悬臂的弯距和挠度,并取其最大值;

b、 每块钢模板上宜有两处支承,每处支承上宜有两根钢楞。因此本文只讨 论双钢楞的计算情况;

c、 内钢楞的间距常用为0.45m、0.6m、0.75m等3种规格尺寸,内钢楞的常用 跨度为0.4m、0.5m、0.6m、0.8m、0.9m、1.0m等6种规格,表2与表3中所列数据只 是对部分材料进行列表,读者可根据需要自行扩充;

d、 在内钢楞的技术参数确定后,选定外钢楞间距时,其最大间距取决于抗 弯强度和挠度,但不宜超过2m。一般来说内、外钢楞的相关技术参数相同为宜。

e、 拉条间距不宜太大,否则将成倍增加模板费用,也不能过密,否则虽降 低模板费用,但增加了拉条材料和处理费。一般来说,每隔一根内钢楞设一根拉条为宜。

f、 考虑整个模板的经济性,在选取内钢楞间距a和跨度b时,b应大于a,并 尽量使 ,这样,模板内外钢楞的综合用量将最少。

3.3 表格推导举例 用“2 ”槽钢作内钢楞,若内钢楞间距为0.45m,跨度为0.8m,允许挠度 。计算其承受的允许荷载。

(1)单跨及两跨连续的内钢楞 按强度计算:应用公式1 按刚度计算:应用公式2 (2)从以上计算得知,当 时, ,内钢楞的设置由钢楞强度控制。

4 结论 4.1 理论 当内钢楞允许挠度 ,内钢楞的设置仅由强度条件控制,其允许荷载值按表2或表3查找即可,不 必用刚度条件校核;
只有当其允许挠度 时,才考虑刚度条件的影响,即需对表2与表3计算出的允许荷载值进行对 比,取其较小者与作用在该模板上的实际荷载进行对选材。

对于外钢楞,在每根钢楞的交点处都设拉条时,不必进行计算,当间隔一定 内钢楞设拉条时,可按本文所说方法查表按刚度选材即可,不必进行强度验算,。

4.2 采用查表法选取内外钢楞,大大地简化了模板设计的计算过程,从而为模板设计的经济分析比较迅速提供多种可选方案。可因地制宜地选用钢楞的材 型,使模板的设计实现经济实用的目的。

5 应用举例 某工程的钢筋砼侧墙尺寸为3.95×2.9m(长×宽), 施工气温为18℃,砼坍落度拟采用5cm,浇筑速度为5m/h,根据同类资料测定, 砼内部温度20℃。

施工时采用导管下料,插入式振捣器振捣。拟采用组合模板,由于质量有特 殊要求,钢楞挠度变形限制在1mm之内。拟每间隔一根内钢楞在内、外钢楞交点 的交点处设一根拉条。试选用内、外钢楞。

解:第一步,计算砼对模板的最大侧压力F 由已知条件按《砼 结构 施工及验收规范》(GB50204-92)计算砼对模板的最大侧压力F:
(1) 振捣砼时产生的荷载标准值F 1:
(2) 新浇砼作用在模板上的最大侧压力F 2:
式一:
式二:
按规定取小值,即F 2=70.5KN/m 2. (3) 倾倒砼时产生的水平荷载标准值F 3:
F3=2KN/m 2 (4) 荷载组合,计算砼对模板的最大侧压力F:
第二步:查表选取内钢楞最合理技术参数 明显,该 结构的内钢楞应按三跨以上的连续内钢楞计算公式计算。查表选取内钢楞技 术参数:
(1) ;
计算对应表中的允许强度值:按强度计算,表中容许荷载值 ;
按刚度计算时,表中容许荷载值 。

(2) 查表。先确定一种内钢楞的与间距,再按上一步计算的结果查表,分别 选用按强度与刚度条件下的大于或等于该计算所对应的内钢楞跨度(并尽可能选 取最接近的一组),对比该组值,选用跨度b较小的一组作为较合理的内钢楞技 术参数(如下表)。

例:当选材为2根L80×35×3的角钢,其间距取45cm时。按强度条件控制, 应取b=60cm;
按刚度控制,应选取b=110cm,因此该模板的内钢楞技术参数为:
a=45cm,b=60cm。当为其它材料时,可按上述方法选取。

(3) 分析 在计入内钢楞材料到场价格与内钢楞与钢面板之间的焊接加工费后(有时还 要考虑材料回收利用方面),并综合考虑 施工设备后,选取经济实用的一组技术参数作为最合理的内钢楞技术参数。

由于篇幅有限,本文不作详细分析。假定经经济分析后,得出 “2根扁钢- 70×5,其技术参数为a=60cm,b=60cm”为最合理方案。

第三步,选定外钢楞技术参数 对于外钢楞,由于内钢楞的间距已定,又已知每间隔一根内钢楞设一根拉条, 所以只需查表选材并经过经济分析后确定即可。

为方便查表,按“a”与“b”互换的原则,外钢楞a=60cm,b=60cm。当外钢楞按强度控制时,表中的数值应大于或等于93×4=372;
当按刚度控制,表中的 数值应大于或等于93×3×12.8=3571.2。查表得外钢楞可选用:槽钢2[8或冷弯 槽钢2[100×50×3……经经济分析后,认为槽钢2[8最合理(详细计算略)。因 此选用槽钢2[8作为外钢楞。

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参考书籍:
1、《 施工手册》第二版[Z],中国建筑出版社 2、《组合钢模技术规范》JGJ214-88;
[S] 3、《钢 结构设计规范》GBJ17-88 [s] 4、《砼 结构工程 施工及验收规范》GB50204-92;
[s] 5、《 水利水电工程模板 施工规范》DL/T5110-2000 [s]