膠合板模板計(jì)算

概述竹膠合板模板是我國當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的建筑模板，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)廉、混凝土拆摸后混凝土外觀質(zhì)量好，同時(shí)其切割方便，易于成型，尤其對于現(xiàn)在注重建筑規(guī)劃及造型，張揚(yáng)個(gè)性的現(xiàn)代建筑而言，無疑為建造者提供了充分的施展空間。自上世紀(jì)90年代引人以來，我國迅速推廣，并形成國產(chǎn)化。但近年來，竹膠合板模板的變形問題也日益突出，導(dǎo)致大鋼?；爻薄７治銎渲兄衲z合板模板的變形問題，其影響因素主要有以下三個(gè)原因：直接選用廠家提供的靜曲強(qiáng)度值做強(qiáng)度計(jì)算植，導(dǎo)致應(yīng)力范圍超過竹膠合板模板的彈性變化范圍，導(dǎo)致實(shí)際變形超過計(jì)算植。由于目前生產(chǎn)的竹膠合板規(guī)格只有12MM和14MM居多，該兩種板從剛度變形角度考慮似乎偏小，材料原因造成過大變形。對竹膠合板缺乏變形計(jì)算，依賴經(jīng)驗(yàn)，由于以上兩項(xiàng)原因使經(jīng)驗(yàn)失靈，導(dǎo)致模板變形過大。為了解決上述問題，本文按照有關(guān)規(guī)范提出規(guī)范化的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，用以保證竹膠合板的模板設(shè)計(jì)更加合理，以最大可能的消除變形，保證混凝土外觀質(zhì)量和幾何尺寸。按照規(guī)范來確定竹膠合板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度模板的設(shè)計(jì)雖屬臨時(shí)性機(jī)構(gòu)，但也應(yīng)服從我國建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范-《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ68-84）。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)要求，我國結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，其基本表達(dá)式為：Y0（yGCGGK+yQICQIQIK）＜R（yR，F(xiàn)K,AK）（1）式中：Y。—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，作為模板取1.0。YG—永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般情況取1.2。yQI—可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般情況取1.4。GKQIK—永久荷載及可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值。CGCQI—永久荷載及可變荷載效應(yīng)系數(shù)。R-結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力函數(shù)。YR-結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力分項(xiàng)系數(shù)。FK-材料性能的標(biāo)準(zhǔn)值。AK-幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。作為模板設(shè)計(jì)，其使用的正常狀態(tài)，除結(jié)構(gòu)強(qiáng)度之外應(yīng)當(dāng)保證其變形不能過大，因而其極限狀態(tài)應(yīng)考慮強(qiáng)度和變形兩種極限狀態(tài)。除去要進(jìn)行兩種極限狀態(tài)的計(jì)算之外，關(guān)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力函數(shù)在膠合板計(jì)算的具體體現(xiàn)就是其抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度值，它是與材料性能的標(biāo)準(zhǔn)值和抗力分項(xiàng)系數(shù)有關(guān)，在此可采用對比木結(jié)構(gòu)的方法加以解決。按照《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》確定竹膠合板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度：從《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ5-88）中關(guān)于材料的設(shè)計(jì)指標(biāo)和容許值可以看出，竹材與木材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與檢驗(yàn)值相差甚遠(yuǎn)，因而不可采用廠家所提供的檢驗(yàn)強(qiáng)度值進(jìn)行設(shè)計(jì)。按照《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》所提供的抗力設(shè)計(jì)值與材料標(biāo)準(zhǔn)值之間的關(guān)系為：FD=FK/yF（2）式中：FD—抗力設(shè)計(jì)值。FK—抗力標(biāo)準(zhǔn)值。yF—材料性能分項(xiàng)系數(shù)。材料性能分項(xiàng)系數(shù)YF為大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)值，變化范圍在3.9—5.20取較底的為YF=4.0。則按廠家提供的靜曲強(qiáng)度值計(jì)算求得竹膠合板抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度值：F=FW/4.0（3）按規(guī)范設(shè)計(jì)竹膠合板模板3.1設(shè)計(jì)原則竹膠合板主要應(yīng)用于直接與混凝土接觸的板面，因而其主要受力屬抗彎構(gòu)件，只需考慮兩支撐小楞之間的跨度來計(jì)算其抗彎強(qiáng)度及撓度。按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-92）規(guī)定，模板的荷載共七項(xiàng)：⑴模板及其自重；⑵新澆灌混凝土自重；⑶鋼筋自重；⑷施工人員及施工設(shè)備荷載；⑸振搗混凝土所產(chǎn)生的荷載；⑹新澆注的混凝土對模板產(chǎn)生的側(cè)壓力；⑺傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。此七項(xiàng)荷載的效應(yīng)組合按表1確定。參與模板及支架荷載效應(yīng)組合的各項(xiàng)荷載表1模板類別參與組合的荷載項(xiàng)計(jì)算承載力驗(yàn)算剛度平板和薄殼的模板及支架 1、2、3、4 1、2、3梁和拱模板的底版及支架 1、2、3、5 1、2、35、6梁、拱、柱（邊長＜300MM）、墻（厚度＜100MM5、66、7大體積結(jié)構(gòu)、柱（邊長〉300MM）、墻（厚〉6、7考慮到竹膠合板模板的重復(fù)周轉(zhuǎn)使用，其計(jì)算應(yīng)按最不利條件，因而將其應(yīng)用條件劃分為水平模板和垂直模板兩種受力條件，簡化如下情況：竹膠合板模板計(jì)算荷載的效應(yīng)組合表2模板類別參與組合的荷載項(xiàng)計(jì)算承載力驗(yàn)算剛度水平模板1、2、3、4 1、2、3垂直模板 6、76按照規(guī)范的要求表面隱蔽的模板結(jié)構(gòu)變形值不得超過計(jì)算跨度的1/250。但實(shí)際計(jì)算應(yīng)按照高級摸灰的要求控制在2毫米為宜方可滿足實(shí)際要求。竹膠合板結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本公式：竹膠合板的結(jié)構(gòu)計(jì)算主要依據(jù)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，受彎構(gòu)件承載力的驗(yàn)算式為：5m=M/W<Fm（4）式中：6m-構(gòu)件受彎應(yīng)力計(jì)算值（N/mm2）,M-按荷載求得的板面彎矩值（Nmm）,W-構(gòu)件的靜截面抵抗矩（mm）,Fm-木材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）,撓度計(jì)算式：3<[s]（5）3-計(jì)算撓度值，[⑹-容許撓度值，建議取2mm。計(jì)算實(shí)例現(xiàn)以廣泛使用的12mm竹膠合板進(jìn)行計(jì)算，用以確定合理的支撐小楞間距。假設(shè)取廠家提供的靜曲強(qiáng)度FK=60N/mm2，材料性能分項(xiàng)系數(shù)取yF=4.0,彎曲設(shè)計(jì)強(qiáng)度FD=15N/mm2，彈性模量E=5000N/mm2。4.1水平模板的計(jì)算（小楞間距取L=300mm）⑴承載能力計(jì)算首先進(jìn)行荷載計(jì)算（混凝土板厚120mm）,寬度采用1m。其荷載計(jì)算如表3荷載計(jì)算表表3荷載項(xiàng)目荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m2）荷載分項(xiàng)系數(shù) 設(shè)計(jì)荷載值（KN/m）1.2 01.2 3.4561.21.21.4 3.51.2 01.2 3.4561.21.21.4 3.59.356新澆混凝土自重24*0.12鋼筋自重1.0施工人員及設(shè)備荷載2.5合計(jì)支點(diǎn)間按間支梁計(jì)算，其彎矩為：M=ql2/8=9.356*0.3*300/8=105.255kNmm靜截面抵抗矩：W=bh2/6=1000*122/6=24000mm3截面最大應(yīng)力：6m=M/W=105.255*1000/24000=4.38N/mm2<FD=15N/mm2（合格）⑵變形計(jì)算：計(jì)算撓度時(shí)荷載采用1、2、3項(xiàng)3=5ql4/384*EJ=5*4.656*3004/384*5000*144*1000=0.682mm<[3]=2mm。 （合格）

垂直模板的設(shè)計(jì)承載力計(jì)算：首先計(jì)算第6項(xiàng)新澆混凝土對模板側(cè)面的壓力標(biāo)準(zhǔn)值：F=0.22y0tO0102Vl/2 (6)式中各項(xiàng)的數(shù)值采取如下：混凝土重力密度：y0=24kN/m3混凝土初凝時(shí)間：t0=200/(T-15)=200/(20-15)=5.71(T為氣溫)外加劑影響系數(shù)：01=1.0坍落度影響系數(shù)：02=1.15(坍落度按110—150mm計(jì))混凝土澆注速度：V=2m/h計(jì)算模板上作用壓力；F=0.22*24*5.71*1.0*1.15*21/2=48.89KN/m2當(dāng)模板高度為3m時(shí)，按F=y0H計(jì)算得72KN/m2，與(6)式比取較小值。故為48.89，最終的荷載計(jì)算如表4：垂直模板荷載計(jì)算表表4分項(xiàng)系數(shù)計(jì)算荷載48.89 1.2 58.6686 1.4 8.4分項(xiàng)系數(shù)計(jì)算荷載48.89 1.2 58.6686 1.4 8.467.068新澆注混凝土壓力傾倒混凝土的荷載合計(jì)與水平模板的荷載比較垂直模板的荷載幾乎大了7倍，顯然按間距300計(jì)算是不能合格的，現(xiàn)采用200計(jì)算，其計(jì)算彎矩為：M=ql2/8=67.068*0.2*200/8=335.34kNmm6m=M/W=335.34*1000/24000=13.9725N/mm2<FD=15N/mm2（合格）⑵變形計(jì)算：計(jì)算撓度時(shí)荷載采用第6項(xiàng)a=5ql4/384*EJ=5*58.668*2004/385*5000*144*1000=1.7mm<[a]=2mm。 (合格)(3)從以上計(jì)算結(jié)果可以看出，由于水平模板的荷載比較垂直模板的荷載幾乎大了7倍，垂直模板小楞間距宜控制采用200mm以內(nèi)。5結(jié)論竹膠合板設(shè)計(jì)