铝合金模板计算书

附件:铝模板计算书 第1节 设计大纲

楼面模板的主要构件是由楼顶板，龙骨梁，楼顶板支撑，墙边顶角和拉条组成。由于竖向混凝土压力荷载的作用，将检验这些构件的强度和挠度。墙身模板的主要构件是由墙身板，穿墙螺栓，加固背楞和过渡板组成。由于横向混凝土压力荷载的作用，将检验这些构件的强度和挠度。

第2节 材料性能

铝型材

牌号为6061-T6 (GB 5237-2008 铝合金建筑型材) 弹性模量, E 69000 N/mm2 屈服强度, F y 275 N/mm2 允许弯曲应力,(0.8 F y) 220 N/mm2 铝平板

牌号为6061-T6(GB 5237-2008 铝合金建筑型材) 弹性模量, E 69000 N/mm2 屈服强度, F y 185 N/mm2 允许弯曲应力(0.7 F y) 129 N/mm2

加固背楞

级别为Q235

弹性模量, E 210000 N/mm2 屈服强度, F y 235 N/mm2 允许轴向拉伸应力(0.66 F y) 155 N/mm 允许弯曲应力(0.6 F y) 141 N/mm

第3节 设计及计算

·荷载：

模板自重(静载) 25KG/m2= 0.25 KN/m2

施工作业(动载) 2.0 KN/m2 湿混凝土密度 25 KN/m3

·根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008的规定：验算模板及其支架的刚度时，其最大变形不得超过模板构件计算跨度的L/250。

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第4节 楼面模板结构计算

A. 楼顶板计算 B. 龙骨梁计算 C. 顶板支撑计算 D. 墙边顶角计算 E. 拉条计算 F. 附录1

. 楼顶模板施工荷载路径：(请参阅附录1中的SK-01)

楼板混凝土 → 铝平板 → 加筋，边框 → 龙骨梁 → 拉条 → 顶板支撑 A. 楼顶板计算

请参阅附录1中的SK-01 & SK-02

在这分析/设计，将假设该面板所有构件为简支，虽然这不是在实践的情况下，确实给一个最坏的假设。混凝土使用金标铝模板系统，标准楼面板使用规格是400×1200。

(1). 材料的几何性能。(请参阅附录1中的SK-03 & SK-04) 楼板厚度 = 150 mm 弹性模量

铝平板 = 69000 N/mm2

铝平板厚度 = 4.00 mm 惯性力矩(I)

边框 = 214,409 mm4 加筋 = 69,595 mm4 承受力矩(W)

边框 = 6,557 mm3 加筋 = 3,479 mm3 屈服强度(F y)

边框/加筋 = 200 N/mm2 铝平板 = 185 N/mm2

允许应力

0.2%弹性极限应力

边框/ 加筋(0.8F y) = 160 N/mm2

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铝平板(0.7F y) = 129 N/mm2

(2).荷载.

a. 模板自重 = 0.25 KN/ m2 b. 混凝土自重(25 KN/ m3) = 3.75 KN/ m2 c. 施工作业 = 2.00 KN/ m2 合计 = 6.00 KN/ m2 (3).边框弯曲

边框必须支撑面板荷载的一半，将假设边框是简单支撑而受到的弯曲力。 最大的力矩在中间位置，方程式为：

q =6.0×0.4/2=1.2KN/m2

qL2Mmax. KNm 8边框的最大力矩是：

1.21.12Mmax. 0.1815KNm8 工程理论的简单弯曲状态 弯曲应力 =

MyN/mm2I

简化为 : 弯曲应力 =

MN/mm2W

18150027.68N/mm2160N/mm26557

因此:边框的弯曲应力 =

所以，边框是满足弯曲的。 (4).边框挠度

根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008的规定：验算模板及其支架的刚度时，其最大变形不得超过模板构件计算跨度的L/250。

对于简支梁在这些条件下的最大挠度荷载由下方程式得出：

5qL4 d

384EI51.213004挠度(d) ==3.02mm<1300/250=5.2mm 38469000214409所以，边框是满足挠度的。

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(5). 加筋弯曲

这加筋是400mm长，并支持的范围为400/2+200/2=300mm宽。 加筋上的荷载q =6.0×0.3=1.8KN/m qL21.80.420.036 KNm最大的力矩 Mmax.88 弯曲应力 =

M3600010.35N/mm2160N/mm2 W3479所以，加筋是满足弯曲的 (6).加筋挠度 挠度是由以下方程式：

5qL451.84004d0.125mm384EI3846900069595

允许挠度 = 400/250 = 1.6mm > d=0.125mm 因此，加筋是满足挠度的 (7).平板的弯曲 / 挠度

板是指四边有框的最大范围是400×300。(请参阅附录1中的SK-02) 引用澳大利亚学会钢铁建筑手册，弯曲应力和挠度的方程式如下：

BPb2 Fb2

tAPb4 D 3EtFb — 弯曲应力 B — 来自于下表 P — 压力 b — 板的最短尺寸 t — 板的厚度 A — 来自于下表 E — 弹性模量 D — 挠度

表1 a/b

1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 3 4 4

A B 0.0138 0.0188 0.0226 0.0251 0.0268 0.0277 0.0284 0.0284 0.308 0.383 0.436 0.468 0.487 0.497 0.499 0.5 a/b = 400/300=1.33 ，取1.4 ,因此 A=0.0226 和 B=0.436 平板的最大弯曲应力由以下方程式：

0.4360.00553002Fb13.49N/mm2160N/mm224

所以，平板是满足弯曲的。

0.02260.005530040.23mm平板的挠度由方程式得出 D6900043

允许挠度 = 400/250 = 1.6mm > D=0.23mm 所以，平板是满足挠度的。 B. 龙骨梁计算

请参阅附录1中的SK-01 & SK-05

在分析 / 设计中，假定龙骨梁是简支，然而在实践案例中并非如此，它提供了一个最坏的假设。也同样将假定承受的最大龙骨梁是1000mm长和最长楼顶板支撑是1200mm长。

(1).材料的几何性能。

楼板厚度 = 150 mm 弹性模量

铝平板 = 69,000 N/mm2 惯性力矩 (I) = 2494044 mm4 承受力矩 (W) = 58822 mm3 屈服强度 (Fy) = 185 N/mm2

允许应力 (0.8Fy) = 148 N/mm2

(2).荷载

a. 模板自重 = 0.25 KN/ m2 b. 湿混凝土密度 (25 KN/ m3) = 3.75 KN/ m2 c. 施工动载 = 2.0 KN/ m2

合计 = 6.0 KN/m2

(3). 龙骨梁的弯曲

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龙骨梁的弯曲(请参阅附录1中的SK-05)

将假定梁为简支，因而承受到严重的弯曲力，龙骨梁将支撑来自一个范围0.55m两边的荷载。

最大的力矩是在中部，方程式如下：

q =6.0×1.8=10.8KN/m2

qL2 M8KNm 龙骨梁上最大的力矩是：

Mmax.10.81281.35KNm

工程理论的简单弯曲状态 弯曲应力 =

MyIN/mm²

也可以简化为 :弯曲应力 = MWN/mm²

因此 : 弯曲应力 X13500005882223.0N/mm2160N/mm2

所以，龙骨梁是满足弯曲的。 (4). 龙骨梁的挠度

最大挠度为简支梁，而根据这些荷载条件，是由以下方程式：

d 5qL4384EI 挠度 d 510.8100043846900024940440.817mm 允许的挠度 = 1000/250 = 4.0mm > d=0.817mm 所以，龙骨梁是满足挠度的。 C. 顶板支撑计算

将假定最大中部梁或者端部梁使用的是1000mm。楼顶板A支撑最长的长度是1300mm。(请参阅附录1中的SK-01)

例如，标准支撑范围将是：

支撑范围 = (1.3+0.1) × (1.0+0.25) =1.75 m² (1).材料的几何性能

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楼板厚度 = 150mm 楼层高度 = 3400mm 支撑高度 (L) 保守计算(3400-150) = 3250 mm 内管(Φ48×2.5mm)

支撑截面积 = 357 mm2 弹性模量 (E) = 20500 N/mm2 惯性力矩(I) = 92756 mm承受力矩(W) = 3865 mm屈服强度(Fy) = 235 N/mm外管(Φ60×2.0mm)

支撑截面积 = 364 mm弹性模量 (E) = 20500 N/mm惯性力矩(I) = 153423 mm承受力矩(W) = 5114 mm屈服强度(Fy) = 235 N/mm荷载和稳定性 (请参阅附录1中的SK-01)

转换成轴向荷载 1.75×10.82=18.94KN 支撑的自重大约为0.12KN 极限荷载大约为24KN>18.94KN 所以，它是满足的。

根据保守系数取Le=0.85L=0.85×3250=2762.5mm 回转半径(i) =

1A=16mm *Li180p100

欧拉屈曲荷载 =

²EI

L²e

3.142210000927562762.5225.17KN屈曲应力 25.17100042459.36KN 4 3 2

2 2 4 3 2

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(2).

实际应力 = (12.6+0.12)×103/424=30N/mm2 所以 30N/mm2 < 59.36N/mm2 满足。

(3). 结果

所以，工作压力小于屈曲应力，从而支撑是满足于支撑条件的。 (4). 检验支撑的稳定性

在支撑上的最大力矩是：

Flql2Mmax.23

1.240.0651.22.76250.1081.242.76252 23 =0.47KN.m 工程理论的简单弯曲状态 弯曲应力 MyN/mm²I 0.4710630153423

=91.9 N/mm²<235N/mm² 在支撑上的最大挠度

FL³3ql4挠度 d12EI36EI 1.240.0651.210002762.5331.240.1082762.54 1221000015342336210000153423 =25.38mm 2762.52569.06mm1000

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但是支撑的底座是8×120×120

所以，采用允许挠度 =69.06 mm > d=25.17mm 这是满足的。 (D)墙边顶角计算

提供支撑的边对楼顶板的周长 (请参阅附录1中的SK-06)

支撑最大的间距为1300mm

W10.8KN/m21.3/27.02KN/m M7.020.12.41.68KN.m 最厚的折边=9mm 弯曲应力 MyI1.6810624009252N/mm2160N/mm2OK6 q1.24KPa1.24KN/m² M1.240.0652.40.193KN.m 弯曲应力MW0.193106655729.43N/mm2160N/mm2OK 挠度(d) 50.19324004384690002144095.63mm 允许的挠度= 2400/250 = 9.6mm > d=5.63mm 所以，这是满足的。

固定销子之间墙边顶角和楼顶板，假设两个销子是使用于每层楼顶板, 因此，每个销子的剪力4.68KN/m0.72m21.68KN 9

允许固定销子的剪应力168N/mm2720823.58N/mm2 (E)拉条计算

来自楼顶板的剪力(10.8KN/m1.3m)1.0m27.02KN 每条拉条的剪力 =7.02/2 =3.51KN

拉条的有效剪力面积 = 500mm²

剪应力 3.511035007.02N/mm2 允许剪应力= 0.4Pt = 0.4×185=74 N/ mm2>6.48N/mm2 OK 拉条的固定销子

固定销子的剪应力1.621038232.25N/mm24 允许固定销子的剪应力= 168 N/mm2 > 32.25N/mm

OK

第5节 墙身模板结构计算

A. 墙身板计算 B. 穿墙螺栓计算

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C. 加固背楞计算

A.墙身板计算 （请参阅附录2中的SK-07 & SK-08）

墙身施工荷载路径： 混凝土→铝平板→加筋→ 加固背楞 →穿墙螺栓 以下计算是对楼层最高层高为3400mm，因此，墙板高为3400-125=3275mm。 墙板面上的混凝土侧压力：

根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008的规定，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值:

F=0.22γtβ1β2V1/2 F=γH

其中 γ -- 混凝土的重力密度，取25.000kN/m3； t -- 新浇混凝土的初凝时间，取2.000h； T -- 混凝土的入模温度，取20.000℃； V -- 混凝土的浇筑速度，取2.500m/h； H -- 模板计算高度，取3.400m； β1-- 外加剂影响修正系数，取1.200； β2-- 混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。

分别计算得 17.031 kN/m2、85.000 kN/m2，取较小值17.031 kN/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=17.031kN/m2；倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2 kN/m2。所以侧压力F=19kN/m2。

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(1). 材料的几何性能。(请参阅附录1中的SK-07 & SK-08)

灌注高度 = 3400 mm 弹性模量

铝平板 = 69,000 N/mm2

板厚 = 4 mm 惯性力矩 (I)

边框 = 214,409 mm4 加筋 = 69595 mm4

承受力矩(W)

边框 = 6557 mm3 加筋 = 3479 mm3 屈服强度 (Fy)

边框/加筋 = 200 N/ mm2 铝平板 = 185 N/ mm2 允许应力 试验应力 (0.2%)

边框/加筋(0.80Fy) = 160 N/ mm2 铝平板(0.7F2

y) = 129 N/ mm (2). HRX Rib Bending 加筋HRX弯曲

加筋HRX支持最危险的混凝土面积为400宽，400/2+200/2 =300mm深。 所以，加筋的荷载是19×0.3=5.7 KN/m。 最大的力矩在构件的两端，由以下方程式给出：

M qL28KNm 因此，；加筋HRX最大力矩是：

Mmax 5.70.4280.114KNm 工程理论的简单弯曲状态: 弯曲应力  MyIN/mm²

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这可以简化为 :弯曲应力  MN/mm²W 0.11410632.77N/mm2160N/mm2因此,弯曲应力在加筋 HRX  3479 所以，HRX是满足于弯曲的。

(3). HRX Rib Deflection加筋HRX挠度

根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008的规定：验算模板及其支架的刚度时，其最大变形不得超过模板构件计算跨度的L/250。

由于加筋HRX是焊接在垂直边框PRWX和加筋HRX上，起到加强板的面板，它是合理的估计为基础的固定端挠度：

qL4d 384EI 5.740040.08mm因此，挠度(d) 3846900069595 400/2501.6mm

因此，HRX是满足挠度的。 (4).板的弯曲 / 挠度

该板被认为是四边最大的范围是300×400。

来自于澳大利亚研究所的钢结构建筑手册，弯曲应力和挠度的方程式如下:

BPb2Fb2t APb4DEt3 Fb — 弯曲应力 B — 来自于下表2 P — 压力 b — 板的最短尺寸 t — 板的厚度 A — 来自于下表2 E — 弹性模量

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D — 挠度

表 2 a/b A B a/b =400/300 = 1.33, 取1.4， 因此， A =0.0226 和 B = 0.436

0.4360.01930022246.60N/mm160N/mm Fb42 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 3 4 0.0138 0.0188 0.0226 0.0251 0.0268 0.0277 0.0284 0.0284 0.308 0.383 0.436 0.468 0.487 0.497 0.499 0.5 因此，铝平板是满足于弯曲的。

0.02260.01930040.79mm铝平板的挠度是由方程式 D3690004 允许挠度 = 400/250 = 1.6mm > D=0.79mm 因此，板是满足于挠度

(5).检验墙边顶角SL和墙身板之间的固定销子。

假设2个销子是作用于墙边顶角SL和墙身板之间每块墙身板的固定销。 假设荷载是关闭的:

W=19KN/㎡/2×1.080m=10.26KN/m. 因此，每个销子的剪力 10.26KN/m0.400m2.052KN2 因为，Ø16mm固定销子允许剪应力 = 168N/mm² 2.05210³10.21KN/mm²8² 所以，它是满足的。

(6). 边框PRWX长轨的弯曲。

边框PRWX的表现有些像一个连续梁，并因此承受一个三角形的荷载。

为了便于分析，一个单独的最大跨度为920mm承受最大荷载为19KN/m²采取分析和固定在假设为这个跨度的两端。

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作用在加筋上的荷载: 19KN/ m2×0.4/2 =3.8 KN/m

qL23.80.922Mmax0.13KNm2424 M0.1310619.83N/mm2160N/mm2因此，弯曲应力 W6557 所以，边框PRWX是满足于弯曲的。

(7). 边框PRWX的挠度

qL43.892040.48mm挠度(d) 384EI38469000214409 允许挠度是 : 920/250 =3.68mm > d=0.48mm 因此，边框PRWX是满足于挠度的。

(8).由于垂直荷载来自于楼顶板的边缘到房间的周边对墙身板的挤压影响

荷载从楼顶板传递到楼板的PRWX长轨和厚的铝板，事实上，在PRWX长轨和4mm 厚的铝板的水平加筋HRX加强形式僵化隔膜，这是强抗垂直压缩荷载。通过工程的判断，荷载从楼顶板是没有可能强加任何结构上的问题在墙身板上的。

B. 穿墙螺栓计算

使用M16穿墙螺栓920(高)×400(宽)间距 吊杆能力 =Tensile Stress 拉伸应力 × Area 面积 =165×82x3.14×10－3

=33.16KN

最大的应力力荷载 =19 KN/m2×0.92×0.4=6.99KN <33.16KN

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所以，它是满足的。 C. 加固背楞计算

加固背楞的标准截面和截面特性

使用加固背楞规格为2条80×40×2.5mm扁通以及中对中(最大)为800mm的穿

墙螺栓。截面特性

A=575mm2

Iy=4.6×105mm4 W=15339mm3

(1). 加固背楞弯曲

为了便于分析，加固背楞承受最大荷载采取19 KN/m2来分析的。

它提供了最糟糕的情况。荷载分布 q=Pmax × 920/1000=19×0.92=17.48N/mm

Mmax=0.107ql2=0.107×17.48×6002=0.67×106 N·mm 工程理论的简单弯曲状态: 弯曲应力 =

M*yN/mm2I

MN/mm2W

这可以简化为 : 弯曲应力 =

M0.67106243.9N/mm2150N/mm2 弯曲应力 =N/mmW15339

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所以，加固背楞是满足于弯曲的。 (2). 加固背楞剪切力

加固背楞的有效剪切面积 A=575 mm2.

剪切力 V=0.607ql=0.607×17.48×600=6366N

允许剪切应力 =V/A=6366/575=11.07N/mm2< Pqv =150N/mm2 所以，加固背楞是满足于剪切力的。 (3).加固背楞挠度

根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008的规定：验算模板及其支架的刚度时，其最大变形不得超过模板构件计算跨度的L/250。

在连续梁这些荷载条件下，最大挠度由以下方程式给出：

0.677qL40.67717.8440040.033mm挠度 (d)100EI1002.051054.6105

400/2501.6mm

所以，加固背楞是满足于挠度的。 400

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第6节 墙模板的稳定性计算

6.1 概述

1.1 将铝合金墙身模板和楼顶模板安装在一块，形成了一个刚性的门型架结构。 1.2 在墙身模板上安装钢斜撑来抵制水平压力。

Qh = 1.24 kN/m²关于(LLC)的信17/10/07（评论第一项） 1.3 楼层高度 H = 3.40 m

1.4 总体布置参见图号 LC-1#-KP01，LC-1#-KP02

6.2 结论

通过检验随后的页面和参考第5页的摘要，钢斜撑Ø48.3×3.2×3.56 kg/m，支持混凝土楼板上最大间距中对中为3.80m，通过2 M16(G4.6)或者2 Y12(G8.8)螺栓固定将足以承受到指定的水平压力Qh = 1.24 kN/m²。

6.3 设计数据

6.3.1 工作守则

a)钢材的结构使用作业守则2005年

b) 《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81—2002 6.3.2 材料

1) 型钢

《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81—2002和钢材的结构使用作业守则 2005年

密度 7850 Kg/m3 = 77 kN/m³ 弹性模量Es = 210000 N/mm² 屈服应力Ys = 235 N/mm²

允许弯曲应力= 0.60 Ys Pbs = 150 N/mm² (Pbs) ( Cl. 6.2 ) 允许拉申应力= 0.60 Ys Pts = 150 N/mm² (Pts) ( Cl. 8.1 ) 允许剪切应力= 0.45 Ys Pss = 135 N/mm² (Pss) ( Cl. 6.7.1 ) 2)铁螺栓 –钢材的结构使用作业守则2005年

G4.6 Py = 235 N/mm² Pt = 120 N/mm²(Pt46) Ps = 80 N/mm²(Pt46)

Fy = 460 N/mm² 460 460 / 235 × Pt = 235 N/mm²(Pt88) 460 / 235 × Ps = 157 N/mm²(Ps88) 26

允许等效应力由应力比 ft / Pt + fs / Ps <= 1.40 6.3.3 荷载 铝合金墙身模板的水平压力 1.24 kN/m² 关于(LLC)的信17/10/07（评论第一项）

6.4 检验墙身模板的稳定性

将钢斜撑安装在墙身模板上，离地面高度为1.95m（关于前面提到的铝合金墙身模板）

Rm = 1.25 × 1.24 × 1.95 = 3.02 kN/m Rt = 0.375 × 1.24 × 1.95 = 3.91 kN/m

Ø48.3 × 3.2 × 3.56 kg/m 钢支撑最大间距为3.80m A = 4.53 cm² Le = 246 cm

R = 1.60 cm Le / r = 154 Pc = 42 N/mm² L / r 140 154 Ys N/mm² 250 250 K 1.7 1.7 Co N/mm² 105.7 96.6 n p1 N/mm² p2 N/mm² Pc N/mm² 46 42 0.5580 208.96 131.26 0.6434 204.41 132.75 斜撑所受的压力 Nc = 3.02 × ( 2.46 / 1.50 ) × 3.80 = 18.82 kN

Fc = 18.82 × 1000 / 453 = 41.55 N/mm² < 42 N/mm² OK. 固定斜撑的支架

固定螺栓(通过螺栓) 2 M16 (G4.6) 或者 2 Y12 (G8.8) Ast = 201 mm² × 2 Ast = 113 mm² × 2

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Ass = 157 mm² × 2 Ass = 88 mm² × 2 Nc = 18.82 kN Nc = 18.82 kN

V = 18.82 × 1.95 / 2.46

= 14.92 kN V = 14.92 kN

H = 18.82 × 1.5 / 2.46

= 11.48 kN H = 11.48 kN

ft = 35.4 N/mm² ft = 62.9 N/mmfs = 37.8 N/mm² fs = 67.2 N/mmPt = 120 N/mm² Pt = 235 N/mmPs = 80 N/mm² Ps = 157 N/mm

ft / Pt + fs / Ps ft / Pt + fs / Ps = 35.4/120+37.8/80 = 62.9/235+67.2/158 = 0.77 = 0.69

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