实心墩身模板计算书.docx

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实心墩身模板计算书

YD2.0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〕≤1.0mm，≤L1/400；

模板主肋〔δ〕≤1.5mm，L2/500；

背楞〔δ〕≤1.5mm，L3/1000。

三、墩柱模板设计计算

以模板4000㎜平板为例进行验算，面板采用6㎜厚钢板；竖向主肋采用[10#槽钢，背楞采用][18a＃双槽钢，中间对拉杆为T28。

，

（一）荷载计算

水平荷载统计：

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1.5m/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6.0m；

β1------取1.2；

β2------取1.15。

则砼侧压力标准值F为：

F1＝0.22×25×6×1.2×1.15×1.5１/2

＝55.8kN/m2

F2＝25×6＝150kN/m2

在此工程中标准值取F＝55.8kN/m2。

砼侧压力荷载分项系数为1.2；

在有效压头高度之外，模板强度验算时采用荷载设计值，为

55.8*1.2=67kN/m2

在有效压头高度之外，模板刚度验算时采用荷载标准值，为

55.8*1.0=55.8kN/m2

（二）面板计算

计算所用软件为《结构力学求解器》1.5版本。

取1mm为计算单元。

Wx=6mm3Ix=18mm4Ax=6mm2

模板结构形式为：

面板为6mm钢板，竖肋为10#槽钢，竖肋通长，横肋断开。

1．强度校核

强度线荷载q=0.067×1＝0.067N/mm

面板计算简图

面板弯矩图

面板剪力图

面板最大弯矩在第2单元为835.12N.mm，支座反力为：

8.35N、29.81N、31.02N、30.64N、30.74N、30.72N、30.72N对称分布，最大支反力为31.02N。

σ=M/w=835.12/6=139.2MPa＜[σ]=215MPa

面板强度满足要求。

2．刚度校核

刚度线荷载q=0.058×1＝0.058N/mm

面板变形图

面板最大变形处在2和13单元（跨距320mm）

Vmax=0.65mm＜320/400=0.8mm；

所以面板刚度满足要求。

（三）2m竖肋计算

模板竖向主肋校核

[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左边第二根竖肋。

q=31.02N/mm

背楞从上向下间距依次为500mm、1000mm、500mm。

模型图

弯矩图

Mmax=3877500N*mm

σmax＝Mmax／w＝3877500／39700＝97.67N/mm2＜f=215N/mm2

所以竖肋[10#强度满足要求。

2．刚度校核

q=31.02/1.2＝25.9N/mm

变形图

竖肋[10#端部最大变形为0.76mm，

[v]=500/500=1mmVmax＜[v]，

因此刚度满足要求。

一、圆弧模计算：

1、面板计算:

面板的校核参数：

W=6mm3；I=18mm4;A=6mm2

取1㎜宽的板条作为计算单元；

1）面板的强度校核：

q=0.071×1=0.071mm

轴向受力图

Nmax=95N

σmax=Nmax/（γx*Ax）=95/6=15.83N/mm2

圆弧面板主要轴向受拉力，弯矩很小；

2）面板的扰度校核：

变形图

面板最大变形为0.07mm,

因此满施工要求；

2、圆弧法兰计算:

法兰14*100钢板的校核参数：

W=23cm3；I=116cm4;A=14cm2

1）强度校核：

q=0.071×1=0.071N/mm

q=P*h=

轴向受力图

Nmax=47438N

σmax=Nmax/（γx*Ax）=47438/1200=39.6N/mm2

圆弧面板主要轴向受拉力，弯矩很小；

2）法兰的变形校核：

变形图

法兰最大变形为0.2mm,

因此满施工要求；

（四）2m模板背楞计算

][18a#槽钢参数：

Wx=141411*2mm3Ix=12727000*2mm4A=2569*2mm2

1．强度校核

背楞受力为竖肋结点支座反力，

模型图

弯矩图

Mmax=7309532.5N*mm

σmax＝Mmax／w＝7309532.5／141411＝51.7N/mm2＜f=215N/mm2

因此强度满足要求。

2．挠度校核

变形图

背楞][16a#槽钢，跨中最大变形为0.1mm

[v]=1000/1000=1mmVmax＜[v]

因此背楞刚度满足要求。

（五）对拉螺栓计算

2m剪力图

2m对拉螺栓支反力为39870+36850N=76720

选用T28螺栓（材质为Q235#钢）小径有效面积444mm2。

σmax=N/A=76720/444=172N/mm2

建议选用内径φ29的PVC管，外径为φ31，面板开孔φ32。

（六）连接螺栓计算

连接螺栓承受拉力F＝q*R*h＝0.067*1000*200＝13400N（螺栓间距为200mm），普通C级连接螺栓M20*65,受拉的承载力设计值41700N。

（七）边框计算

边框在螺栓孔处受螺栓的19200N的拉力，其余边界条件固定。

采用有限元软件计算，采用板单元建立模型（如图）。

模型示意图

计算结果如下图示：

模型应力示意图

从图中可以看出：

边框的最大应力为174.5MPa，小于215MPa，在边框的螺栓孔周围及边框与面板的连接处。

模型变形示意图

可知最大的变形是0.125mm，变形值较小在允许范围之内。

（八）吊板的计算

吊板的尺寸如图示，采用14mm钢板，材料Q235#钢。

由于最大重量的一组模板为4000*3000，模板单重3500kg，焊接有两块吊板。

所以单个吊板承受力为：

由于模板吊装时非匀速运动，运动同时产生荷载，所以对单个吊板的荷载力取动载系数：

吊板结构示意图

利用有限元软件对吊板的受力情况进行分析，有限元模型如图所示。

模型示意图

计算结果如下图示：

模型的应力分布示意图

可知吊板的最大应力为188MPa，小于允许的应力215MPa，强度足够满足要求。

吊板处与竖肋采用三面围焊hf=8mm，满焊，净焊缝长度29.2cm，经查表，1cm长直角角焊缝的承载力设计值为8.96kN，则承载力F＝8.96*29.2＝261.632kN＝261632N＞17150N。

焊缝能满足要求。

（九）焊缝计算

圆弧面板与边框连接，1m竖边框上承受的力：

F＝q*R*h＝0.067*1000*1000＝67000N，

面板与边框之间：

hf=6mm，断续焊，l=50mm@100mm，le＝40mm，1m长边框上可以分布6个焊点，并且长度为0.9m。

经查表，1cm长直角角焊缝的承载力设计值为6.72kN，则此焊缝的承载力设计值：

N＝6*4*6.72/0.9＝179.2kN=179200N＞96000N。

由上薄弱部位焊缝计算，能够满足力的承载。

技术部

2011-01-07