承台钢模板计算书Word文档下载推荐.docx

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3.5龙骨计算 10

3.6对拉拉杆计算 12

3.7模板底部限位受力 12

3.8模板外侧斜撑计算 13

4、模板抗倾覆计算 14

5、计算结果汇总 14

6、结论 15

1、工程简介

1.1、工程概况

承台结构尺寸为，承台一次浇筑完毕，混凝土浇筑速度约1m/h，初凝时间约12小时。

1.2、模板结构形式

承台采用大块钢模板组拼而成，模板之间设对拉拉杆，模板与基底接触处采用限位措施将模板底部固定。

单个侧面分成4块模板，各块之间采用M20普通螺栓连接形成整体。

两侧模板垂直相交连接处设置阳角角模板，用拉杆连接固定。

模板面板采用6mm厚钢板；

竖肋采用[10槽钢，间距375~400mm；

横肋及各块四周边肋采用100mm高、10mm厚钢板带，间距500mm；

沿承台高度方向设三道2[25a龙骨（背楞），间距1000mm，顶底层龙骨距承台顶底边缘均为500mm；

对拉拉杆采用φ32钢筋，固定在龙骨上，拉杆最大间距1950mm。

模板结构布置图如图1.1所示。

图1.1承台模板结构布置图

2、设计相关参数选定

2.1、计算目的

本承台模板设计首先为满足本项目承台施工需求。

另外为实行物资统购，提高项目模板的通用性和周转材料利用效率，发掘模板剩余价值，本模板设计为下一步制定公司桥涵结构物模板通用图集，推行模板设计标准化工作提供基础资料。

2.2、计算依据

1.《钢结构设计规范》GB50017-2003；

2.《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011.

3.《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204

4.《建筑结构静力计算手册》

2.3、主要控制计算参数

模板材料采用Q235钢材，其弹性模量E＝2.1×

105Mpa；

钢材的强度设计值，根据钢材厚度按下表采用。

表2-1钢材强度设计值

钢材

强度设计值

抗拉、抗压和抗弯

抗剪

端面承压

构件钢号

厚度

f

fv

fce

mm

MPa

Q235

≤16

215

125

325

＞16~40

205

120

＞40~60

200

115

＞60~100

190

110

依照JTG/TF50-2011规范要求，计算模板、支架刚度时，其最大变形值不得超过下列允许值：

1.结构表面外露模板，挠度为模板构件跨度的1/400；

2.结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件跨度的1/250；

3.支架受载后挠曲的杆件（横梁、纵梁），其弹性挠度值为相应结构计算跨境的1/400；

4.钢模板的面板变形值为1.5mm，钢棱和柱箍变形为L/500，B/500，（其中L为计算跨境，B为柱宽度；

模板在自重和风荷载等作用下的抗倾覆系数稳定性系数不小于1.3。

2.4、设计技术参数及相关荷载大小选定

2.4.1、荷载类型

1.承台模板混凝土侧压力

依照《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204）采用内部振捣时，新浇筑混凝土作用于模板的最大侧压力为：

对比、式取较小值，得，有效压头高度3m。

模板强度计算时将混凝土侧压力乘以1.2倍荷载系数，进行加载计算。

2.其他荷载计算

倾倒砼时水平冲击荷载，模板强度计算时乘以1.4倍荷载系数，进行加载计算。

风荷载，风荷载乘以1.4倍荷载系数，进行计算。

2.4.2、荷载组合

依照JTG/TF50-2011模板、支架设计时考虑下列各项荷载，并按照表3的规定进行组合。

表3-1模板、支架设计计算的荷载组合

模板、支架结构类别

荷载组合

强度计算

刚度计算

梁、板的底模板及支撑架、支架等

1+2+3+4+7+8

1+2+7+8

缘石、人行道、栏杆、柱、梁、板等侧模板

4+5

5

基础、墩台等厚大结构物的侧模板

5+6

1.模板、支架自重；

2.新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力；

3.施工人员及施工设备、施工材料荷载；

4.振捣混凝土时产生的振动荷载；

5.新浇筑混凝土对模板侧面的压力；

6.混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载；

7.设于水中的支架所承受的水流压力、波浪力、流水压力、船只及其他漂浮物的撞击力；

8.其他可能产生的荷载，如风荷载、雪荷载、冬季保温设施荷载等。

根据荷载及其荷载组合，承台模板荷载计算图示意图如图2-1所示。

图2.1承台模板荷载计算示意图

2.4.3、计算方法、模式

模板结构设计采用极限状态法进行结构设计计算，所有钢材均采用Q235钢材，模板结构自重分项系数取1.2（1.0），砼侧面压力作用效应分项系数取1.2，砼振捣荷载作用效应分项系数取1.4，风荷载作用效应分项系数,取1.4。

3、模板结构计算

3.1模板结构传力路线说明

根据模板受力状态，模板结构传力路线为：

上述传力路线是在理想状态下，承台砼浇筑速度各面均一致，相对的两面砼侧压力传递给拉杆的拉力值一样，方向相反，模板形成自平衡体系。

实际承台砼浇筑施工时不可能处于理想状态，因此需要在模板外侧设斜撑，用于平衡承台砼两侧浇筑不平衡时产生的侧向压力差，以及模板在风荷载作用下保持平衡。

3.2面板计算

模板面板简化为四周固定在竖肋和横肋上的板，面板荷载实际为梯形荷载，为简化计算，面板计算按均布荷载计算，荷载取值按承台底部最大处取值。

面板竖肋最大间距400mm，横肋间距500mm，竖肋与横肋间距比为，查《建筑结构静力计算手册》表4-4，模板面板最大挠度计算系数为0.00182，刚度计算时荷载取值，面板单位宽度刚度值：

式中―弹性模量；

―板厚；

―泊桑比。

模板面板最大变形值为：

查《建筑结构静力计算手册》表4-4，模板面板最大弯矩计算系数为0.0271，强度计算时荷载取值：

，

模板面板最大弯矩为：

模板面板最大弯曲应力为：

模板面板刚度与强度均满足施工要求。

3.3竖肋计算

竖肋简化为支撑在龙骨上的连续梁，竖肋最大间距s=400mm=0.4m，其刚度计算时荷载取值，其强度计算时荷载取值。

竖肋采用有限元计算软件进行计算，竖肋采用梁单元，在龙骨及竖肋底板施加竖向约束，按连续梁模型建模计算。

竖肋最大变形发生在第二道和第三道龙骨间跨中位置，最大变形-0.3mm，竖肋刚度计算加载及变形图如图3.3-1所示。

图3.3-1竖肋刚度计算加载及变形图（单位：

mm）

竖肋最大组合应力为47.1MPa，最大剪应力为31.0MPa，其组合应力图见图3.3-2，剪力图见3.3-3。

图3.3-2竖肋强度计算加载及组合应力图（单位：

MPa）

图3.3-3竖肋强度计算加载及剪应力图（单位：

3.4横肋计算

横肋简化为支撑在竖肋上的简直梁，竖肋最大间距即横肋跨径400mm，横肋间距500mm，最下面一道横肋受力最为不利，按偏于保守计算原则，取模板荷载底部最大值代替实际荷载进行加载。

其刚度计算时荷载取值，其强度计算时荷载取值。

模板横肋截面惯性矩：

横肋最大变形：

横肋最大弯矩为：

横肋最大弯曲应力为：

横肋最大剪力为：

横肋最大剪应力为：

模板横肋刚度与强度均满足施工要求。

3.5龙骨计算

龙骨简化为支撑在拉杆上的连续梁，龙骨间距s=1000mm=1m，按偏于保守计算原则，取模板荷载底部最大值代替实际荷载进行加载。

龙骨采用有限元计算软件进行计算，龙骨采用梁单元，在拉杆位置施加竖向约束，按连续梁模型建模计算。

龙骨最大变形-0.8mm，龙骨刚度计算加载及变形图如图3.5-1所示。

图3.5-1龙骨刚度计算加载及变形图（单位：

龙骨最大组合应力为124.2MPa，最大剪应力为50.0MPa，其组合应力图见图3.5-2，剪力图见3.5-3。

图3.5-2龙骨强度计算加载及组合应力图（单位：

图3.5-3龙骨强度计算加载及剪应力图（单位：

龙骨拉杆位置最大支撑反力为162.3KN，其反力图见图3.5-4。

图3.5-4龙骨支撑反力图（单位：

KN）

3.6对拉拉杆计算

根据龙骨计算中最大支撑发力162.3KN，计算拉杆最大拉应力为，满足要求。

3.7模板底部限位受力

单根竖肋底部位置支撑反力为4.5KN，其反力图见图3.7-1。

图3.7-1竖肋支撑反力图（单位：

底部采用预埋在垫层中的φ22圆钢进行限位，钢筋剪切应力，满足要求。

3.8模板外侧斜撑计算

模板一侧的风荷载为，另外考虑两侧砼浇筑不均匀，高度相差50cm的侧压力，两个压力的和，由模板外侧斜撑承受。

斜撑上撑在最上层龙骨上，上端距地面高度2.5m，与地面成45°

角，一侧承台侧面设两根2I20a斜撑，斜撑长度。

斜撑为压弯构件，一侧斜杆轴向分力N与水平分力F均为，斜撑底部最大弯矩为。

斜撑采用2I20a，其截面面积，弯截面积，强轴回旋半径，弱轴回旋半径，b类截面，截面强轴塑性发展系数。

计算长度，长度系数，强轴长细比，轴心受压稳定系数；

弱轴长细比，轴心受压稳定系数。

参数，斜撑轴向压力N=13.9KN，弯矩。

弯矩平面内稳定性：

弯矩平面外稳定性：

满足要求。

4、模板抗倾覆计算

模板抗倾覆力矩为模板重量×

力臂=150×

（7.5/2+2.5）=937.5KN·

m，倾覆力矩为模板一侧的风荷载×

力臂=0.5×

7.5×

3×

3.0/2=16.9KN·

m，模板抗倾覆稳定系数为：

K=937.5/16.9=55，满足要求。

5、计算结果汇总

模板各构件计算结果汇总如下表：

表5-1模板结果汇总表

项目名称

变形（mm）

组合应力（MPa）

剪应力（MPa）

面板

0.8

竖肋

0.3

47.1

31.0

横肋

0.17

87.0

15.5

龙骨

124.2

50.0

拉杆

201.8

斜撑

101.0

备注：

由于斜撑稳定性应力大于组合应力，表中斜撑稳定性计算强度代替组合应力值。

6、结论

根据以上计算结果表明，该承台模板刚度、强度、稳定性满足施工要求。