型材
Q235B
,
工钢或槽钢
圆钢
45#
,
调质,Φ≤200
圆钢
40Cr
,
调质,Φ≤100
四、各部件选型及验算
四.1模板选型及计算
四.1.1底模选型及计算
四.1.1.1荷载计算
底模预采用厚度10mm面板,顺桥向450mm间距布置δ10×100钢板背楞,横桥向400mm间距布置[10槽钢背楞,材质为Q235B。
底模下方支承横梁间距为L纵=0.9m,故取0.9m长底模进行受力分析,底模受力简图及截面如如下:
图四.1-1底模受力简图(单位:
mm)
图四.1-2底模截面图(单位:
mm)
底模截面参数:
现浇混凝土重力荷载:
振捣混凝土产生的荷载:
0.2t/m²;施工设备荷载:
0.25t/m²;钢模板自重:
0.15t/m²。
四.1.1.2整体横截面计算:
模板剪力:
模板弯矩:
弯应力:
=145MPa
剪应力:
=84MPa
合应力:
=145MPa
刚度验算:
满足要求
四.1.1.3面板局部验算:
图四.1-1局部计算单元(单位:
mm)
纵向背楞的间距为0.4m,横向背楞的间距为0.45m,故取长为0.45m、宽为0.4m作为计算单元。
弯矩计算:
四边嵌固板承受均布荷载,长边跨中支承的负弯矩最大,按下式进行计算:
M=Aql2=-0.0588*9.658*0.4*0.4=0.09086t
式中:
A——计算系数,根据《建筑结构静力手册》中双向板的计算系数,由la/lb=0.9查表4-19得A=-0.0588;
——板的长边与短边,l取la与lb中较小者;
q——作用在模板上的正压力。
面板为10mm钢板,单位长度内截面如下
弯应力:
=145MPa
剪应力可忽略不计。
满足要求。
刚度计算:
式中:
B——挠度计算系数;根据《建筑结构静力手册》中双向板的计算系数,由查表得,B=0.00140;
——短边的净跨度;
h——板厚。
满足要求
四.1.1.4纵向[10槽钢计算:
作用在顺桥向加劲肋上的荷载取左右各半跨的正压力,按照简支梁进行强度和挠度计算。
图四.1-1受力简图和计算单元截面(单位:
mm)
[10槽钢的截面参数:
=145MPa
满足要求
挠度计算:
四.1.1.5横向钢板背楞计算:
钢板背楞间距a=450mm,单排背楞上均布荷载
q=P总×a=9.658×0.45m=4.3461t/m。
以纵向背楞作为支点,间距0.4m
图四.1-1受力简图
图四.1-2剪力图(单位:
t)
图四.1-3弯矩图(单位:
t*m)
受力截面及参数如下:
横桥向钢板背楞弯曲正应力
剪应力
折算应力
满足要求。
四.1.2底部横梁计算:
四.1.2.1底横梁验算
底横梁为间距0.9m均布,采用25b工钢。
25b工钢截面参数:
图四.1-1截面参数
灌注混凝土箱梁的最大重量为150.7t*1.2*1.05/7.6=24.98t/m(砼重力密度:
=2600kg/m3=26kN/m3,考虑灌注混凝土时的动力因素和安全性,控制设计最大冲击荷载系数取μ1=1.2,超灌系数μ2=1.05计算)。
振捣混凝土产生的荷载:
0.2t/m2;施工机具荷载:
0.25t/m2;钢模板自重:
0.25t/m2。
单个横梁承受支承反力:
受力简图如下:
图四.1-2受力简图
图四.1-3剪力图(单位:
t)
图四.1-4弯矩图(单位:
t*m)
长细比:
按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数:
,
=145MPa
=84MPa
=145MPa
刚度计算:
满足要求。
四.1.2.2螺栓验算:
底横梁连接处采用4个M20(8.8级)螺栓连接。
单个螺栓承受剪力
螺栓群承受横梁处弯矩,所以单个螺栓拉力为:
式中:
n——螺栓数量,螺栓为两排,每排2个,故n=2;L为螺栓间距,L=100mm;
满足要求。
四.1.3侧模计算
四.1.3.1荷载说明:
砼重力密度:
=2.6t∕m3
砼灌注时气温:
T=12℃
则新浇砼的初凝时间t0=200∕(12+15)=7.4h,取t0=8h
砼灌注时间v=1.5m∕h
外加剂影响修正系数β1=1.2
砼坍落度影响修正系数β2=1.15
标准节混凝土分两次浇注,浇注次数不影响模板受力,此处模板计算按一次浇注成型进行计算,浇注砼总高度2.765m
根据《建筑施工模板安全技术规范》规定,当采用内部振捣器时,新浇砼作用于模板的最大侧压力标准值,当砼浇注速度在6m∕h以下时,按下列两式计算,并取两式中的较小值。
新浇筑砼对模板的最大侧压力:
F=2.6x2.765=7.19t/m2
F=Fmin=7.19t/m2
采用导管向模板内供料,因砼厚度大于1.0m,其产生的冲击荷载不计,
振捣砼时对侧面模板的压力按4.0kPa计。
P强=(7.19+0.4)kPa=7.59t/m2
P刚=7.19t/m2
四.1.3.2外侧模板横截面计算:
外侧模支架间距为1.8m,故侧模整体受力简图如下:
图四.1-1外侧模板整体受力简图(单位:
mm)
图四.1-2外侧模板截面图(单位:
mm)
图四.1-3外侧模板截面受力简图(单位:
t/m2)
由于侧模是线性载荷,计算时采用局部计算,荷载取左右各半跨的正压力,按照简支梁进行强度和挠度计算。
外侧模板计算单元验算:
图四.1-4外侧模板计算单元截面(单位:
mm)
计算单元简化为均布荷载作用,均布荷载大小为:
图四.1-5外侧模板计算单元受力简图
受力图如下:
图四.1-6外侧模板计算单元剪力图(单位:
t)
图四.1-7外侧模板计算单元弯矩图(单位:
t*m)
局部截面参数:
长细比:
按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数:
=84MPa
=145MPa
合应力:
=145MPa
满足要求
挠度计算:
满足要求
四.1.3.3内侧模板横截面计算:
侧模支架间距为1.8m,由于内侧模板需在横梁位置断开,故内侧模板最不利工况受力简图如下:
图四.1-1内侧模板受力简图(单位:
mm)
图四.1-2内侧模板截面图(单位:
mm)
图四.1-3内侧模板截面受力简图(单位:
t/m2)
由于侧模是线性载荷,计算时采用局部计算,荷载取左右各半跨的正压力,按照简支梁进行强度和挠度计算。
计算单元验算:
图四.1-4内侧模板计算单元截面(单位:
mm)
计算单元简化为均布荷载作用,均布荷载大小为:
图四.1-5内侧模板受力图(单位:
mm)
受力图如下:
图四.1-6内侧模板计算单元剪力图(单位:
t)
图四.1-7内侧模板计算单元弯矩图(单位:
t*m)
局部截面参数:
长细比:
按照b类截面轴心受压构件查表得稳定系数:
=84MPa
=145MPa
合应力:
=145MPa
满足要求
挠度计算:
满足要求
四.1.3.4面板局部验算:
最不利局部位置为纵向背楞的间距0.9m,横向背楞间距0.3m,故取长为0.9m,宽为0.3m板单元作为计算单元,如下图所示:
图四.1-1局部计算单元(单位:
mm)
弯矩计算:
四边嵌固板承受局部荷载,长边跨中支承的负弯矩最大,按下式进行计算:
M=Aql2=-0.0829*7.59*0.3*0.3=0.05663t
式中:
A——计算系数,根据《建筑结构静力手册》中双向板的计算系数,由la/lb=0.33查表4-29得A=-0.0829;
——板的长边与短边,l取la与lb中较小者;
q——作用在模板上的正压力。
面板为8mm钢板,单位长度内截面如下
弯应力:
=145MPa
剪应力可忽略不计
满足要求。
刚度计算:
式中:
B——挠度计算系数;根据《建筑结构静力手册》中双向板的计算系数,由查表得,B=0.00253。
——短边的净跨度。
h——板厚。
满足要求
四.1.3.5竖向钢板背楞计算:
钢板背楞间距a=900mm,单排背楞上均布荷载
q=P强×a=7.59×0.9m=6.831t/m。
图四.1-1受力简图
图四.1-2剪力图(单位:
t)
图四.1-3弯矩图(单位:
t*m)
受力截面及参数如下:
横桥向钢板背楞弯曲正应力
剪应力
折算应力
满足要求。
四.1.4顶模计算
外侧顶模受力较内侧顶模受力小,故只按内侧顶模计算即可。
四.1.4.1顶模截面说明:
顶模预采用厚度6mm面板,400mm间距布置80槽钢支承,顺桥向亦400mm间距布置6mm钢板支承。
顶模下方支承间距L纵=1.8m,故整体受力简图如下:
图四.1-1内侧顶模整体受力简图(单位:
mm)
图四.1-2内侧顶模截面图(单位:
mm)
现浇混凝土重力荷载:
振捣混凝土产生的荷载:
0.2t/m²;施工机具荷载:
0.25t/m²;钢模板自重:
0.1t/m²。
图四.1-3内侧顶模横截面内荷载分布图(t/㎡)
由于内侧顶模是线性载荷,计算时采用局部计算,荷载取槽钢左右各半跨的正压力,按照简支梁进行强度和刚度计算。
四.1.4.2计算单元验算:
图四.1-1受