墩柱模板计算书.docx
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墩柱模板计算书
墩
柱
模
板
计
算
书
2010-03-10
*设计、施工规范*
模板的计算参照《建筑施工手册》第四版、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《公路桥涵设计通用规范》（JTJD60-2004）等规范。
根据规范，当采用溜槽、串筒或导管时，倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2；
本计算数据采用贵单位给出的施工图纸中标准节段桥墩.
*设计计算条件*
1.混凝土坍落度：
150mm;2.混凝土入模温度：
25℃；3.混凝土初凝时间：
6小时；4.混凝土浇筑速度：
约60.0m3/h；
一、参数信息
1.基本参数
内楞间距（mm）:
320；
外楞间距（mm）:
1000；
外楞设对拉螺杆，对拉螺栓直径（mm）:
Φ25精轧螺纹钢（fy=785MPa）；
模板连接螺栓采用4.8级M20螺栓.
2.内楞信息
内楞材料:
槽钢100×48×10.008kg/m；
Ix=198cm4,Wx=39.7cm3,
3.外楞信息
外楞材料:
圆弧段：
槽钢2[280×84×35.823kg/m；
Ix=2x5130cm4,Wx=2x366cm3,
4.面板参数
面板类型:
钢面板；面板厚度（mm）:
6.00；
Ix=1.8cm4,Wx=6.0cm3,A=0.006m2（取100cm长为计算单元）
E=210GPa
5.对拉螺杆参数
对拉螺杆采用Φ25精轧螺纹钢Φ25x5000mm
二、模板荷载标准值计算
按《施工手册》，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:
其中γ--混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；
t--新浇混凝土的初凝时间，可按现场实际值取，输入0时系统按200/（T+15）计算，得5.0h,本工程去6.0h;
T--混凝土的入模温度，取25℃；
V--混凝土浇筑速度（m/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）；
β1--外加剂影响修正系数，取1.2；
β2--混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85，50-90mm时取1.0，110-150mm时取1.15。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；
有效压力高度：
h=
按每小时浇筑速度（60m3/h,截面积约S=73m2,故V=60/73≈1m/h）,以及初凝时间（t=6小时）计算，H=1.0X6=6.0米,本工程按12米考虑。
F1=0.22*24*6*1.15*1.2*√1=43.7kN/m2
F2=24*12=288kN/m2
分别为43.7kN/m2、288kN/m2，取较小值43.7kN/m2作为本工程计算荷载。
h=
=43.7/24=1.820米。
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2.000kN/m2。
本计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=75.5kN/m2；
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×43.7×1.00×0.85=44.6kN/m2，
其中0.85为按《施工手册》取的临时结构折减系数。
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×2.00×1.00×0.85=2.380kN/m2；
故取面荷载：
q=q1+q2=44.6+2.380=47.0kN/m2；
三、模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
取连续三跨计算，简化为两端固定的连续梁，利用‘清华大学力学求解器’计算其内力。
计算结果见下图：
面板计算简图（m）
M图（N.m）
Q图（N）
位移图（m）
1.抗弯强度验算
面板截面的最大应力计算值：
σ=M/W=481.28x103/6.00×103=80.21N/mm2<[f]=205.000N/mm2……………………OK！
；
2.抗剪强度验算
面板截面的最大受剪应力计算值:
T=16544/（1000×6.0）=2.75N/mm2<[fv]=125N/mm2…………………………OK！
3.挠度验算
dmax=（1/16）*L2*（M1+M2）/EI
=-（0.0625*0.3202*（481.23+481.23））/（210*109*1.8*10-8）
=-1.630mm
dmax=（5/384）*q*l4/EI
=0.013*47.0*1000*0.3204/（210*109*1.8*10-8）
=1.695mm
∑d=1.695-1.630=0.065mm〈[ω]=（L/250）=275/250=1.100mm…………………………OK！
标题:
SMSolver计算结果：
位移计算
杆端位移值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码u-水平位移v-竖直位移_-转角u-水平位移v-竖直位移_-转角
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.00000000-0.010185820.000000000.000000000.00339527
20.000000000.000000000.003395270.000000000.00000000-0.00339527
30.000000000.00000000-0.003395270.000000000.000000000.01018582
-----------------------------------------------------------------------------------------------
内力计算
杆端内力值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000006016.000000.000000000.00000000-9024.00000-481.280000
20.000000007520.00000-481.2800000.00000000-7520.00000-481.280000
30.000000009024.00000-481.2800000.00000000-6016.00000-0.00000000
-----------------------------------------------------------------------------------------------
反力计算
约束反力值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
结点约束反力合力
支座----------------------------------------------------------------------------------
结点水平竖直力矩大小角度力矩
-----------------------------------------------------------------------------------------------
40.000000006016.00000-0.000000006016.0000090.0000000-0.00000000
10.000000006016.00000-0.000000006016.0000090.0000000-0.00000000
20.0000000016544.00000.0000000016544.000090.00000000.00000000
30.0000000016544.00000.0000000016544.000090.00000000.00000000
-----------------------------------------------------------------------------------------------
四、模板内楞的计算
内楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁,采用‘清华大学力学求解器’计算其内力。
剪力及弯矩计算结果见下图：
内楞计算简图（m）
M图（N.m）
Q图（N）
位移图（m）
1.内楞的抗弯强度验算
内楞的抗弯强度应满足下式：
σ=
内楞的最大应力计算值：
σ=1920.46×103/25.3×103=75.9N/mm2<[f]=205.000N/mm2…………………OK！
2.内楞的抗剪强度验算
内楞的最大剪力：
∨=（10197.12+8497.6）=18.70KN；
内楞截面的受剪应力计算值:
fv=18.70x1000/1274.8=14.7N/mm2<[fv]=125N/mm2…………………………………OK!
3.内楞的挠度验算
取最不利跨计算：
dmax=（1/16）*L2*（M1+M2）/EI
=-（0.0625*1.132*（1920.46+1920.46））/（210*109*198*10-8）=-0.740mm
dmax=（5/384）*q*l4/EI
=0.013*15.04*1000*1.134/（210*109*198*10-8）=0.600mm
∑d=-0.740+0.600=0.140mm〈[ω]=（L/250）=1000/250=4.00mm……………………………OK！
标题:
SMSolver计算结果：
位移计算
杆端位移值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码u-水平位移v-竖直位移_-转角u-水平位移v-竖直位移_-转角
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.00000000-0.001304780.000000000.000000000.00043493
20.000000000.000000000.000434930.000000000.00000000-0.00043493
30.000000000.00000000-0.000434930.000000000.000000000.00130478
-----------------------------------------------------------------------------------------------
内力计算
杆端内力值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000006798.080000.000000000.00000000-10197.1200-1920.45760
20.000000008497.60000-1920.457600.00000000-8497.60000-1920.45760
30.0000000010197.1200-1920.457600.00000000-6798.080000.00000000
-----------------------------------------------------------------------------------------------
反力计算
约束反力值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
结点约束反力合力
支座----------------------------------------------------------------------------------
结点水平竖直力矩大小角度力矩
-----------------------------------------------------------------------------------------------
40.000000006798.080000.000000006798.0800090.00000000.00000000
10.000000006798.080000.000000006798.0800090.00000000.00000000
20.0000000018694.72000.0000000018694.720090.00000000.00000000
30.0000000018694.72000.0000000018694.720090.00000000.00000000
-----------------------------------------------------------------------------------------------
五、模板外楞计算
外楞直接承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的简支梁,采用‘清华大学力学求解器’计算其内力。
剪力及弯矩计算结果见下图：
1.外楞的抗弯强度验算
外楞的抗弯强度应满足下式：
σ=
外楞的最大应力计算值：
σ=12282.72×103/（2×366×103）=16.8N/mm2<[f]=205.000N/mm2…………………OK！
2.外楞的抗剪强度验算
外楞的最大剪力：
∨=46.663KN；
外楞截面的受剪应力计算值:
fv=46.663x1000/（4563.4×2）=5.11N/mm2<[fv]=125N/mm2…………………………………OK!
3.外楞的挠度验算
取最不利跨计算：
dmax=（5/384）*q*l4/EI
=0.013*15.040*1000*3.324/（2*210*109*5130*10-8）=1.10mm
∑d=1.10mm〈[ω]=（L/250）=1188/250=4.75mm……………………………OK！
外楞计算简图（m）
M图（N.m）
Q图（N）
位移图（m）
标题:
SMSolver计算结果：
位移计算
位移计算
杆端位移值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码u-水平位移v-竖直位移_-转角u-水平位移v-竖直位移_-转角
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.000000000.000000000.000022970.000000000.00000000-0.00004848
20.000000000.00000000-0.000048480.000000000.000000000.00000499
30.000000000.000000000.000004990.000000000.000000000.00002852
40.000000000.000000000.000028520.000000000.00000000-0.00011865
50.000000000.00000000-0.000118650.000000000.000000000.00012197
60.000000000.000000000.000121970.000000000.00000000-0.00004351
70.000000000.00000000-0.000043510.000000000.000000000.00005207
80.000000000.000000000.000052070.000000000.00000000-0.00002475
-----------------------------------------------------------------------------------------------
内力计算
杆端内力值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
杆端1杆端2
----------------------------------------------------------------------------------
单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩
-----------------------------------------------------------------------------------------------
10.00000000-13392.4977-0.000000000.00000000-20070.2577-7428.73173
20.0000000019265.3606-7428.731730.00000000-20846.3193-9536.94028
30.0000000020664.9543-9536.940280.00000000-19446.7256-7912.43241
40.0000000018409.0516-7912.432410.00000000-21687.5883-12282.7218
50.0000000024975.3496-12282.72180.00000000-24897.2903-12153.2995
60.0000000021481.8658-12153.29950.00000000-18629.8141-8350.08850
70.0000000020211.3768-8350.088500.00000000-19900.3031-7935.27172
80.0000000021178.4713-7935.271720.0000000014485.6713-0.00000000
-----------------------------------------------------------------------------------------------
反力计算
约束反力值（乘子=1）
-----------------------------------------------------------------------------------------------
结点约束反力合力
支座----------------------------------------------------------------------------------
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