柱子加固方案

1、柱模板的計(jì)算依據(jù)建筑施工手冊(cè)第四版、建筑施工計(jì)算手冊(cè)江 正榮著、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 (GB 50009-2012) 、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50 01 0 - 2015 、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范( GB 5 0017-2 016) 等規(guī)范編制。柱模板的背部支撐由兩層(木楞或鋼楞)組成，第一層為直接支撐模板的 豎楞，用以支撐混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力；第二層為支撐豎楞的柱箍，用以支撐 豎楞所受的壓力；柱箍之間用對(duì)拉螺栓相互拉接，形成一個(gè)完整的柱模板支撐 體系。柱模板設(shè)計(jì)示意圖柱截面寬度B(mm):3000.00 ;柱截面高度H(mm):2500.00;柱模板的總計(jì)算 高度:H = 5.00m ;根據(jù)規(guī)范，當(dāng)采

2、用溜槽、串筒或?qū)Ч軙r(shí)，傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.00kN/m2；計(jì)算簡(jiǎn)圖一、參數(shù)信息1. 基本參數(shù)柱截面寬度B方向?qū)菟〝?shù)目:8 ;柱截面寬度B方向豎楞數(shù)目:21 ; 柱截面高度H方向?qū)菟〝?shù)目:7 ;柱截面高度H方向豎楞數(shù)目:17 ; 對(duì)拉螺栓直徑 (mm):M14；2. 柱箍信息柱箍材料：鋼楞；截面類型：圓鋼管48 X 3.0 ;鋼楞截面慣性矩 I(cm 4):10.78 ；鋼楞截面抵抗矩 W(cm3):4.49 ；柱箍的間距(mm):450;柱箍合并根數(shù):2 ;3. 豎楞信息豎楞材料 : 木楞;豎楞合并根數(shù) :2 ;寬度(mm):40.00 ;高度(mm):70.00 ;4.

3、面板參數(shù)面板類型 : 膠合面板；面板厚度 (mm):13.00 ；面板彈性模量 (N/mm2):9500.00 ；面板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f c(N/mm2):13.00 ；面板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 (N/mm2):1.50 ；5. 木方和鋼楞方木抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f c(N/mm2):13.00 ；方木彈性模量 E(N/mm2):9500.00 ；方木抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f t(N/mm2):1.50 ；鋼楞彈性模量 E(N/mm2):210000.00 ；鋼楞抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc(N/mm2):205.00；二、柱模板荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算其中丫一混凝土的重力密度，取25.000kN/m3;t - 新澆混凝土的初凝

4、時(shí)間，可按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際值取，輸入 0時(shí)系統(tǒng)按200/(T+15) 計(jì)算，得 10.000h；T -混凝土的入模溫度，取5.000 C;V -混凝土的澆筑速度，取 2.500m/h；H -模板計(jì)算高度，取 5.000m；3-外加劑影響修正系數(shù)，取1.200 ;曲-混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取1.150。根據(jù)以上兩個(gè)公式計(jì)算的新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力 F；分別計(jì)算得 120.008 kN/m 2、125.000 kN/m2,取較小值 120.008 kN/m2作為 本工程計(jì)算荷載。計(jì)算中采用新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值 F1=120.008kN/m2； 傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 F2= 2 kN/

5、m 2。三、柱模板面板的計(jì)算 模板結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的面板屬于受彎構(gòu)件，按簡(jiǎn)支梁或連續(xù)梁計(jì)算。本工程中 取柱截面寬度B方向和H方向中豎楞間距最大的面板作為驗(yàn)算對(duì)象，進(jìn)行強(qiáng)度、 剛度計(jì)算。強(qiáng)度驗(yàn)算要考慮新澆混凝土側(cè)壓力和傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；撓 度驗(yàn)算只考慮新澆混凝土側(cè)壓力。由前述參數(shù)信息可知，柱截面高度 H方向豎楞間距最大，為 匸154 mm且 豎楞數(shù)為21，面板為大于3跨，因此柱截面高度H方向面板按均布荷載作用 下下的三跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。面板計(jì)算簡(jiǎn)圖1. 面板抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算對(duì)柱截面寬度B方向面板按均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁用下式計(jì)算最大 跨中彎距：其中，M-面板計(jì)算最大彎距(N mm)q-作用在模板

6、上的側(cè)壓力線荷載，它包括 :新澆混凝土側(cè)壓力設(shè)計(jì)值 qi： 1.2 X 120.01 X 0.45 X0.90=58.324kN/m；傾倒混凝土側(cè)壓力設(shè)計(jì)值 q2： 1.4 X 2.00X 0.45X0.90=1.134kN/m；式中， 0.90 為按施工手冊(cè)取用的臨時(shí)結(jié)構(gòu)折減系數(shù)。q = q 1 + q 2 =58.324+1.134=59.458 kN/m ；面板的最大彎距： M =0.1X59.458X154X154= 1.41 X 105N.mm；面板最大應(yīng)力按下式計(jì)算：其中，(T -面板承受的應(yīng)力(N/mvm);M -面板計(jì)算最大彎距(N mm)W -面板的截面抵抗矩 ：b： 面板截

7、面寬度， h： 面板截面厚度；W= 450 X13.0X13.0/6=1.27 X104 mm3；f - 面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 (N/mm2)； f=13.000N/mm2；面板的最大應(yīng)力計(jì)算值：沖 M/W= 1.41 X 105/ 1.27 X 104 = 11.125N/mm；面板的最大應(yīng)力計(jì)算值(r=11.125N/mm小于 面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值d=13N/mm，滿足要求！2. 面板抗剪驗(yàn)算最大剪力按均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算，公式如下 ：其中，V -面板計(jì)算最大剪力(N);l-計(jì)算跨度 ( 豎楞間距 ): l =154.0mm ；q-作用在模板上的側(cè)壓力線荷載，它包括 :新澆混凝土

8、側(cè)壓力設(shè)計(jì)值 qi： 1.2 X 120.01 X 0.45 X0.90=58.324kN/m；傾倒混凝土側(cè)壓力設(shè)計(jì)值 q2: 1.4 X 2.00 X 0.45 X0.90=1.134kN/m；式中， 0.90 為按施工手冊(cè)取用的臨時(shí)結(jié)構(gòu)折減系數(shù)。q = q 1 + q 2 =58.324+1.134=59.458 kN/m ；面板的最大剪力：V 二 0.6 X 59.458 X 154.0 = 5493.909N ;截面抗剪強(qiáng)度必須滿足下式 :其中，T-面板承受的剪應(yīng)力(N/mm);V - 面板計(jì)算最大剪力 (N) ：V = 5493.909N ；b-構(gòu)件的截面寬度 (mm)： b = 4

9、50mm ；hn- 面板厚度 (mm)： hn = 13.0mm ；fv- 面板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 (N/mm2) ： f v = 13.000 N/mm 2；面板截面受剪應(yīng)力計(jì)算值：t=3 X 5493.909/(2 X 450X 13.0)=1.409N/mm2;面板截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 : f v=1.500N/mm2；面板截面的受剪應(yīng)力r=1.409N/mm2小于面板截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2f v=1.5N/mm,滿足要求！3. 面板撓度驗(yàn)算最大撓度按均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算,撓度計(jì)算公式如下 ：其中，q-作用在模板上的側(cè)壓力線荷載（kN/m） : q = 120.01 X 0.45 =

10、54.00 kN/m ；v-面板最大撓度（mm）;l-計(jì)算跨度 （ 豎楞間距 ）: l =154.0mm ；E-面板彈性模量（ N/mm2）: E = 9500.00 N/mm 2 ;I- 面板截面的慣性矩 （mm4） ;I= 450 X 13.0 X 13.0 X 13.0/12 = 8.24 X 104 mm4;面板最大容許撓度 : v= 154 / 250 = 0.616 mm ;面板的最大撓度計(jì)算值 : v= 0.677 X 54.00 X 154.04/（100 X 9500.0X 8.24 X 104） = 0.263 mm ;面板的最大撓度計(jì)算值v=0.263mm 小于 面板最大

11、容許撓度設(shè)計(jì)值 v=0.616m m滿足要求！四、豎楞方木的計(jì)算 模板結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的豎楞（小楞）屬于受彎構(gòu)件，按連續(xù)梁計(jì)算。本工程柱高度為5.0m,柱箍間距為450mm豎楞為大于3跨，因此按均布 荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算。本工程中，豎楞采用木楞，寬度 40mm高度70mm截面慣性矩I和截面抵 抗矩W分別為：3W = 40X 70X 70/6 = 32.67cm 3;I = 40 X 70X 70X 70/12 = 114.33cm 4;豎楞方木計(jì)算簡(jiǎn)圖1. 抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算支座最大彎矩計(jì)算公式：其中，M-豎楞計(jì)算最大彎距(N mm)l-計(jì)算跨度 ( 柱箍間距 ): l =450.0mm ；q-作用

12、在豎楞上的線荷載，它包括 :新澆混凝土側(cè)壓力設(shè)計(jì)值 qi： 1.2 X 120.01 X 0.15 X0.90=19.182kN/m；傾倒混凝土側(cè)壓力設(shè)計(jì)值 q2： 1.4 X 2.00 X 0.15 X0.90=0.373kN/m；q = (19.182+0.373)/2=9.778 kN/m；豎楞的最大彎距： M =0.1 X 9.778X 450.0X 450.0= 1.98 X 105N.mm； 其中，(T -豎楞承受的應(yīng)力(N/mm);M -豎楞計(jì)算最大彎距(N mm)W - 豎楞的截面抵抗矩 (mm3) ， W=3.27X 104；f - 豎楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 (N/mm2) ；

13、f=13.000N/mm2；豎楞的最大應(yīng)力計(jì)算值： 尸 M/W = 1.98 X 105/3.27 X 104 = 6.061N/mm2;豎楞的最大應(yīng)力計(jì)算值°=6.061N/mm2小于豎楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值d=13N/mm，滿足要求！2. 抗剪驗(yàn)算最大剪力按均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算，公式如下其中，V -豎楞計(jì)算最大剪力(N);l-計(jì)算跨度 ( 柱箍間距 ): l =450.0mm ；q-作用在模板上的側(cè)壓力線荷載，它包括 :新澆混凝土側(cè)壓力設(shè)計(jì)值 qi： 1.2 X 120.01 X 0.15 X0.90=19.182kN/m；傾倒混凝土側(cè)壓力設(shè)計(jì)值 q2： 1.4 X2.00

14、 X 0.15X 0.90=0.373kN/m；q = (19.182+0.373)/2=9.778 kN/m；豎楞的最大剪力：V 二 0.6 X 9.778 X 450.0 = 2639.930N ; 截面抗剪強(qiáng)度必須滿足下式 ：其中，T-豎楞截面最大受剪應(yīng)力(N/mm);V - 豎楞計(jì)算最大剪力 (N)：V = 2639.930N ；b-豎楞的截面寬度 (mm)： b = 40.0mm ；hn- 豎楞的截面高度 (mm)： hn = 70.0mm ；fv- 豎楞的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 (N/mm2)： fv = 1.500 N/mm 2；豎楞截面最大受剪應(yīng)力計(jì)算值：t=3 X 2639.930/

15、(2 X 40.0 X270.0)=1.414N/mm2；豎楞截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ： f v=1.500N/mm2；豎楞截面最大受剪應(yīng)力計(jì)算值T=1.414N/mm小于豎楞截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f v=1.5N/mm2，滿足要求！3. 撓度驗(yàn)算最大撓度按三跨連續(xù)梁計(jì)算，公式如下 ：其中，q-作用在豎楞上的線荷載（kN/m） : q =120.01 X 0.15 = 17.76 kN/m；v-豎楞最大撓度（mm）;l-計(jì)算跨度 （ 柱箍間距 ）: l =450.0mm ；E-豎楞彈性模量（ N/mm2）: E = 9500.00 N/mm2 ;I-豎楞截面的慣性矩 （mm4） ， I=1.14 X

16、106;豎楞最大容許撓度 : v= 450/250 = 1.8mm;豎楞的最大撓度計(jì)算值 : v= 0.677 X 17.76X 450.04/（100 X 9500.0X 1.14X 106） = 0.454 mm ;豎楞的最大撓度計(jì)算值 v=0.454mm小于 豎楞最大容許撓度V=1.8mm ,滿足要求！五、B方向柱箍的計(jì)算本算例中，柱箍采用鋼楞，截面類型為圓鋼管 48X 3.0;截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：鋼柱箍截面抵抗矩 W = 4.49 cm 3;鋼柱箍截面慣性矩 I = 10.78 cm 4;柱箍為大于 3 跨，按集中荷載三跨連續(xù)梁計(jì)算（附計(jì)算簡(jiǎn)圖）:B 方向柱箍計(jì)算簡(jiǎn)圖其中

17、 P - - 豎楞方木傳遞到柱箍的集中荷載 （kN） ;P = (1.2X 120.01 X 0.9 + 1.4 X2X 0.9) X0.148 X 0.45/2= 4.4 kN ;B 方向柱箍剪力圖 (kN) 最大支座力 : N = 12.510 kNB方向柱箍彎矩圖(kN m)最大彎矩 : M = 0.434 kN.m ；B 方向柱箍變形圖 (mm)最大變形 : V = 0.242 mm ；1. 柱箍抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算柱箍截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算公式其中 ，柱箍桿件的最大彎矩設(shè)計(jì)值 : M = 0.43 kN.m ； 彎矩作用平面內(nèi)柱箍截面抵抗矩 : W = 4.49 cmB邊柱箍的最大應(yīng)力計(jì)算值：盧9

18、2.11 N/mm 2;柱箍的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 : f = 205 N/mm2；B邊柱箍的最大應(yīng)力計(jì)算值盧92.11N/mm2小于 柱箍的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205N/mm2,滿足要求！2. 柱箍撓度驗(yàn)算經(jīng)過(guò)計(jì)算得到：V 0.242 mm;柱箍最大容許撓度:V二333.3 / 250 = 1.333 mm ;柱箍的最大撓度V0.242mm小于柱箍最大容許撓度V=1.333mm,滿足要求！六、B方向?qū)菟ǖ挠?jì)算計(jì)算公式如下 ：其中 N - 對(duì)拉螺栓所受的拉力；2A - 對(duì)拉螺栓有效面積 (mm) ；f - 對(duì)拉螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取 170 N/mm2 ；查表得：對(duì)拉螺栓的型號(hào) : M14 ；對(duì)

19、拉螺栓的有效直徑 : 11.55 mm ； 對(duì)拉螺栓的有效面積 : A= 105 mm 2；對(duì)拉螺栓所受的最大拉力 : N = 12.51 kN 。對(duì)拉螺栓最大容許拉力值：N = 1.70X 10, 1.05 x 10-4 = 17.85 kN ;對(duì)拉螺栓所受的最大拉力 N=12.51kN 小于 對(duì)拉螺栓最大容許拉力值 N=17.85kN ，對(duì)拉螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求 !七、H方向柱箍的計(jì)算本工程中，柱箍采用鋼楞，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：本工程中，柱箍采用鋼楞，截面類型為圓鋼管48X 3.0；截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：鋼柱箍截面抵抗矩 W = 4.49cm 3；鋼柱箍截面慣性矩 I = 107.8cm 4；柱箍為大于 3 跨，按三跨連續(xù)梁計(jì)算(附計(jì)算簡(jiǎn)圖)：H 方向柱箍計(jì)算簡(jiǎn)圖其中 P - 豎楞方木傳遞到柱箍的集中荷載 (kN) ；=(1.2 x 120.01 x 0.9+1.4 x 2X 0.9) x 0.154 x 0.45/2 = 4.58kN；H方向柱箍剪力圖(kN) 最大支座力 : N = 11.763 kNH方向柱箍彎矩圖(k