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10m42m模板计算书
10m×4.2m直线墩柱模板计算书
一、计算依据
1.《钢结构设计规范》GB50017-2003;
2.《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002;
3.《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000;
4.《建筑工程大模板技术规程》JGJ74-2003;
5.《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002;
6.《建筑结构静力计算手册(第二版)》;
7.《钢结构设计手册(上册)(第三版)》;
8.《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB/T20065-2006;
二、设计计算指标采用值
1.钢材物理性能指标
弹性模量E=2.06×105N/mm2;质量密度ρ=7850kg/m3;
2.钢材强度设计值
抗拉、抗压、抗弯f=215N/mm2;抗剪fv=125N/mm2;
3.容许挠度
钢模板板面〔δ〕≤L1/400;
模板主肋〔δ〕≤L2/500;
背楞、支架〔δ〕≤L3/1000。
三、荷载计算
(一)水平荷载统计:
1、新浇混凝土对模板的水平侧压力标准值。
按照(JGJ74-2003)附录B,模板荷载及荷载效应组合B.0.2规定:
F=Min(F1,F2)
本计算书各工艺参数:
γc------取25kN/m3;
t0------初凝时间为6小时;
V------浇筑速度为1.6m/h;
H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m);取14.45m;
β1------取1.2;
β2------取1.15。
则砼侧压力标准值F为:
F1=0.22×25×6×1.2×1.15×1.61/2=57.6kN/m2
F2=25×14.45=361.25kN/m2
混凝土对模板的水平侧压力取二者中的较小值,F=57.6kN/m2作为模板水平侧压力的标准值。
2.倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值
考虑倾倒混凝土产生的水平活载荷标准值取值4kN/m2(泵送混凝土)
3.振捣混凝土时产生的水平荷载标准值
振捣混凝土时产生的水平荷载标准值取值4kN/m2(作用范围在新浇筑的混凝土侧压力的有效压头高度之内)
水平侧压力的荷载组合:
1.总体水平侧压力的设计值为
F设=1.2*57.6+1.4*4=74.7kN/m2
模板受力分析采用总体水平侧压力设计值
2.模板的变形分析采用新浇混凝土对模板水平侧压力的标准值
F标=57.6kN/m2
四、面板计算
以模板3900*2000mm平模为例进行验算,面板采用6mm厚钢板;竖向主肋采用[10#槽钢,其结构图如下:
取1mm为计算单元。
A=6mm²Wx=6mm3Ix=18mm4
3.9m×2.0m大模板结构简图
主肋间距最大间距为400mm,模板宽度为3900mm,建立模型如下:
面板受力简图
求强度取设计值74.7kN/m2,转化为1mm面板上的均布荷载为74.7*0.001=0.0747N/mm
面板弯矩图
面板剪力图
最大弯矩发生在第10、11节点附近,为864.33;最大支反力为27.43N。
应力为:
σ=M/w=864.33/6=144.06MPa<[σ]=215Mpa
面板强度满足要求。
(2)求刚度取标准值57.6kN/m2
面板变形图
第10单元有最大变形位移0.6mm<400/500=0.8mm所以模板面板刚度满足要求。
校核强度时各主肋中最大支反力=27.43;
校核刚度时各主肋中最大支反力=27.43N/1.2=22.86
五、主肋计算
模板横向主肋校核
[10#槽钢参数:
Wx=39700mm3Ix=1980000mm4A=1270mm2
1.强度校核
取面板计算中最大支反力为线荷载来验算中间横肋。
q=27.43N/mm
桁架从上向下间距依次为500mm、1000mm、500mm。
主肋计算简图
主肋弯矩图
主肋剪力图
最大弯矩为Mmax=3428750N*mm。
σmax=Mmax/w=3428750/39700=86.4N/mm2<f=215N/mm2
所以竖肋[10#强度满足要求。
2.刚度校核
q=27.43N/1.2=22.86N/mm
主肋变形图
主肋[10#跨中最大变形为0.24mm<1000/500=2.0mm
因此刚度满足要求。
六、桁架设计计算
外弦杆:
][16a#槽钢参数:
Wx=108cm3*2Ix=866cm4*2A=21.9cm2*2
内弦杆:
][18a#槽钢参数:
Wx=141cm3*2Ix=1273cm4*2A=25.7cm2*2
腹杆:
[10#槽钢参数:
Wx=39.7cm3Ix=198cm4A=12.7cm2
强度校核:
本方案中桁架间距不超过1000mm因此计算中我们取最不利位置桁架验算;
q=P*h=
桁架结构图
计算模型
弯矩图
轴力图
a)第六、九单元荷载类型为压弯组合是最不利内弦杆,][18a#双槽钢受压531063.74N,弯矩15247112.35Nmm。
长度1300mm。
λx=1300/46.46=27.98=28,查表φx=0.943
NMx
σmax=——+———
φxAWx
531063.7415247112.35
=———————+———————=109.6+54.1=163.7N/mm2 2570*2*0.943141000*2 第二、十三单元为受弯矩最大单元][18a#槽钢最大弯矩43326000N*mm。 σmax=MX/WX=43326000/(2*141000)=153.63N/mm2 b)外弦杆][16a#双槽钢第十五、二十六单元最大受拉315632.6N,弯矩15637698.73N*mm。 长度860mm。 λx=860/45=19.11,查表φx=0.973 NMx σmax=———+——— φxAWx 315632.6015637698.73 =——————+———————=74.06+72.40=146.46N/mm2 2190*2*0.973108000*2 c)腹杆[10#槽钢最大受拉188597.87N,长度1665mm;最大受压264613.52N,长度1665mm; 受拉σmax=N/A=188597.87/1270=148.5N/mm2 受压σmax=N/A=264613.52/1270=208.4N/mm2 2、刚度校核: q=0.0576×1=0.0576N/mm q=P*h= 桁架最大变形发生在第7单元最右端为9.43mm<[V]=L/1000=10600/1000=10.6mm; 因此满施工要求; 七、拉杆计算 本方案选用φ32精轧螺纹钢作为拉杆,有效截面积为806.5mm2。 桁架拉杆处最大支反力为216630N,因此 σmax=216630/806.5=268.6MPa 因此选用拉杆满足使用要求。 综上可知该方案选用材料满足施工要求。
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