承臺(tái)鋼模板計(jì)算書(shū)

承臺(tái)鋼模板計(jì)算書(shū)編制：復(fù)核：審批：二零一八年三月目 錄1、工程簡(jiǎn)介21.1、工程概況21.2、模板結(jié)構(gòu)形式22、設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)選定32.1、計(jì)算目的32.2、計(jì)算依據(jù)32.3、主要控制計(jì)算參數(shù)32.4、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)及相關(guān)荷載大小選定42.4.1、荷載類型42.4.2、荷載組合52.4.3、計(jì)算方法、模式63、模板結(jié)構(gòu)計(jì)算63.1模板結(jié)構(gòu)傳力路線說(shuō)明63.2面板計(jì)算73.3豎肋計(jì)算83.4橫肋計(jì)算93.5龍骨計(jì)算103.6對(duì)拉拉桿計(jì)算123.7模板底部限位受力123.8模板外側(cè)斜撐計(jì)算134、模板抗傾覆計(jì)算145、計(jì)算結(jié)果匯總146、結(jié)論15承臺(tái)鋼模板計(jì)算書(shū)1、工程簡(jiǎn)介1.1、工程概況承臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸為，承臺(tái)一次澆筑完畢，混凝土澆筑速度約1m/h，初凝時(shí)間約12小時(shí)。1.2、模板結(jié)構(gòu)形式承臺(tái)采用大塊鋼模板組拼而成，模板之間設(shè)對(duì)拉拉桿，模板與基底接觸處采用限位措施將模板底部固定。單個(gè)側(cè)面分成4塊模板，各塊之間采用M20普通螺栓連接形成整體。兩側(cè)模板垂直相交連接處設(shè)置陽(yáng)角角模板，用拉桿連接固定。模板面板采用6mm厚鋼板；豎肋采用10槽鋼，間距375400mm；橫肋及各塊四周邊肋采用100mm高 、10mm厚鋼板帶，間距500mm；沿承臺(tái)高度方向設(shè)三道225a龍骨（背楞），間距1000mm，頂?shù)讓育埞蔷喑信_(tái)頂?shù)走吘壘鶠?00mm；對(duì)拉拉桿采用32鋼筋，固定在龍骨上，拉桿最大間距1950mm。模板結(jié)構(gòu)布置圖如圖1.1所示。圖1.1承臺(tái)模板結(jié)構(gòu)布置圖2、設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)選定2.1、計(jì)算目的本承臺(tái)模板設(shè)計(jì)首先為滿足本項(xiàng)目承臺(tái)施工需求。另外為實(shí)行物資統(tǒng)購(gòu)，提高項(xiàng)目模板的通用性和周轉(zhuǎn)材料利用效率，發(fā)掘模板剩余價(jià)值，本模板設(shè)計(jì)為下一步制定公司橋涵結(jié)構(gòu)物模板通用圖集，推行模板設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化工作提供基礎(chǔ)資料。2.2、計(jì)算依據(jù)1.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50017-2003；2.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 JTG/T F50-2011.3.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB502044.建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)2.3、主要控制計(jì)算參數(shù)模板材料采用Q235鋼材，其彈性模量E2.1105Mpa；鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，根據(jù)鋼材厚度按下表采用。表2-1 鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼 材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉、抗壓和抗彎抗剪端面承壓構(gòu)件鋼號(hào)厚度f(wàn)fvfcemmMPaMPaMPaQ235162151253251640205120406020011560100190110依照J(rèn)TG/T F50-2011規(guī)范要求，計(jì)算模板、支架剛度時(shí)，其最大變形值不得超過(guò)下列允許值：1.結(jié)構(gòu)表面外露模板，撓度為模板構(gòu)件跨度的1/400；2.結(jié)構(gòu)表面隱蔽的模板，撓度為模板構(gòu)件跨度的1/250；3.支架受載后撓曲的桿件（橫梁、縱梁），其彈性撓度值為相應(yīng)結(jié)構(gòu)計(jì)算跨境的1/400；4.鋼模板的面板變形值為1.5mm，鋼棱和柱箍變形為L(zhǎng)/500，B/500，（其中L為計(jì)算跨境，B為柱寬度；模板在自重和風(fēng)荷載等作用下的抗傾覆系數(shù)穩(wěn)定性系數(shù)不小于1.3。2.4、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)及相關(guān)荷載大小選定2.4.1、荷載類型1.承臺(tái)模板混凝土側(cè)壓力依照混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50204）采用內(nèi)部振搗時(shí)，新澆筑混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力為： 對(duì)比、式取較小值，得，有效壓頭高度3m。模板強(qiáng)度計(jì)算時(shí)將混凝土側(cè)壓力乘以1.2倍荷載系數(shù)，進(jìn)行加載計(jì)算。2.其他荷載計(jì)算傾倒砼時(shí)水平?jīng)_擊荷載，模板強(qiáng)度計(jì)算時(shí)乘以1.4倍荷載系數(shù)，進(jìn)行加載計(jì)算。風(fēng)荷載，風(fēng)荷載乘以1.4倍荷載系數(shù)，進(jìn)行計(jì)算。2.4.2、荷載組合依照J(rèn)TG/T F50-2011模板、支架設(shè)計(jì)時(shí)考慮下列各項(xiàng)荷載，并按照表3的規(guī)定進(jìn)行組合。表3-1 模板、支架設(shè)計(jì)計(jì)算的荷載組合模板、支架結(jié)構(gòu)類別荷載組合強(qiáng)度計(jì)算剛度計(jì)算梁、板的底模板及支撐架、支架等1+2+3+4+7+81+2+7+8緣石、人行道、欄桿、柱、梁、板等側(cè)模板4+55基礎(chǔ)、墩臺(tái)等厚大結(jié)構(gòu)物的側(cè)模板5+651.模板、支架自重；2.新澆筑混凝土、鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋或其他圬工結(jié)構(gòu)物的重力；3.施工人員及施工設(shè)備、施工材料荷載；4.振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的振動(dòng)荷載；5.新澆筑混凝土對(duì)模板側(cè)面的壓力；6.混凝土入模時(shí)產(chǎn)生的水平方向的沖擊荷載；7.設(shè)于水中的支架所承受的水流壓力、波浪力、流水壓力、船只及其他漂浮物的撞擊力；8.其他可能產(chǎn)生的荷載，如風(fēng)荷載、雪荷載、冬季保溫設(shè)施荷載等。根據(jù)荷載及其荷載組合，承臺(tái)模板荷載計(jì)算圖示意圖如圖2-1所示。圖2.1 承臺(tái)模板荷載計(jì)算示意圖2.4.3、計(jì)算方法、模式模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用極限狀態(tài)法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，所有鋼材均采用Q235鋼材，模板結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)取1.2（1.0），砼側(cè)面壓力作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.2，砼振搗荷載作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.4，風(fēng)荷載作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù),取1.4。3、模板結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1模板結(jié)構(gòu)傳力路線說(shuō)明根據(jù)模板受力狀態(tài)，模板結(jié)構(gòu)傳力路線為： 上述傳力路線是在理想狀態(tài)下，承臺(tái)砼澆筑速度各面均一致，相對(duì)的兩面砼側(cè)壓力傳遞給拉桿的拉力值一樣，方向相反，模板形成自平衡體系。實(shí)際承臺(tái)砼澆筑施工時(shí)不可能處于理想狀態(tài)，因此需要在模板外側(cè)設(shè)斜撐，用于平衡承臺(tái)砼兩側(cè)澆筑不平衡時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向壓力差，以及模板在風(fēng)荷載作用下保持平衡。3.2面板計(jì)算模板面板簡(jiǎn)化為四周固定在豎肋和橫肋上的板，面板荷載實(shí)際為梯形荷載，為簡(jiǎn)化計(jì)算，面板計(jì)算按均布荷載計(jì)算，荷載取值按承臺(tái)底部最大處取值。面板豎肋最大間距400mm，橫肋間距500mm，豎肋與橫肋間距比為，查建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)表4-4，模板面板最大撓度計(jì)算系數(shù)為0.00182，剛度計(jì)算時(shí)荷載取值，面板單位寬度剛度值： 式中彈性模量； 板厚； 泊桑比。模板面板最大變形值為：查建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)表4-4，模板面板最大彎矩計(jì)算系數(shù)為0.0271，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)荷載取值：， 模板面板最大彎矩為：模板面板最大彎曲應(yīng)力為：模板面板剛度與強(qiáng)度均滿足施工要求。3.3豎肋計(jì)算豎肋簡(jiǎn)化為支撐在龍骨上的連續(xù)梁，豎肋最大間距s=400mm=0.4m，其剛度計(jì)算時(shí)荷載取值，其強(qiáng)度計(jì)算時(shí)荷載取值。豎肋采用有限元計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，豎肋采用梁?jiǎn)卧?，在龍骨及豎肋底板施加豎向約束，按連續(xù)梁模型建模計(jì)算。豎肋最大變形發(fā)生在第二道和第三道龍骨間跨中位置，最大變形-0.3mm，豎肋剛度計(jì)算加載及變形圖如圖3.3-1所示。圖3.3-1豎肋剛度計(jì)算加載及變形圖（單位：mm）豎肋最大組合應(yīng)力為47.1MPa，最大剪應(yīng)力為31.0 MPa，其組合應(yīng)力圖見(jiàn)圖3.3-2，剪力圖見(jiàn)3.3-3。圖3.3-2 豎肋強(qiáng)度計(jì)算加載及組合應(yīng)力圖（單位：MPa）圖3.3-3 豎肋強(qiáng)度計(jì)算加載及剪應(yīng)力圖（單位：MPa）3.4橫肋計(jì)算橫肋簡(jiǎn)化為支撐在豎肋上的簡(jiǎn)直梁，豎肋最大間距即橫肋跨徑400mm，橫肋間距500mm，最下面一道橫肋受力最為不利，按偏于保守計(jì)算原則，取模板荷載底部最大值代替實(shí)際荷載進(jìn)行加載。其剛度計(jì)算時(shí)荷載取值，其強(qiáng)度計(jì)算時(shí)荷載取值。模板橫肋截面慣性矩：橫肋最大變形： 橫肋最大彎矩為：橫肋最大彎曲應(yīng)力為：橫肋最大剪力為：橫肋最大剪應(yīng)力為：模板橫肋剛度與強(qiáng)度均滿足施工要求。3.5龍骨計(jì)算龍骨簡(jiǎn)化為支撐在拉桿上的連續(xù)梁，龍骨間距s=1000mm=1m，按偏于保守計(jì)算原則，取模板荷載底部最大值代替實(shí)際荷載進(jìn)行加載。其剛度計(jì)算時(shí)荷載取值，其強(qiáng)度計(jì)算時(shí)荷載取值。龍骨采用有限元計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，龍骨采用梁?jiǎn)卧诶瓧U位置施加豎向約束，按連續(xù)梁模型建模計(jì)算。龍骨最大變形-0.8mm，龍骨剛度計(jì)算加載及變形圖如圖3.5-1所示。圖3.5-1 龍骨剛度計(jì)算加載及變形圖（單位：mm）龍骨最大組合應(yīng)力為124.2MPa，最大剪應(yīng)力為50.0 MPa，其組合應(yīng)力圖見(jiàn)圖3.5-2，剪力圖見(jiàn)3.5-3。圖3.5-2 龍骨強(qiáng)度計(jì)算加載及組合應(yīng)力圖（單位：MPa）圖3.5-3 龍骨強(qiáng)度計(jì)算加載及剪應(yīng)力圖（單位：MPa） 龍骨拉桿位置最大支撐反力為162.3KN，其反力圖見(jiàn)圖3.5-4。圖3.5-4 龍骨支撐反力圖 （單位：KN）3.6對(duì)拉拉桿計(jì)算根據(jù)龍骨計(jì)算中最大支撐發(fā)力162.3KN，計(jì)算拉桿最大拉應(yīng)力為，滿足要求。3.7模板底部限位受力單根豎肋底部位置支撐反力為4.5KN，其反力圖見(jiàn)圖3.7-1。圖3.7-1 豎肋支撐反力圖 （單位：KN）底部采用預(yù)埋在墊層中的22圓鋼進(jìn)行限位，鋼筋剪切應(yīng)力，滿足要求。3.8模板外側(cè)斜撐計(jì)算模板一側(cè)的風(fēng)荷載為，另外考慮兩側(cè)砼澆筑不均勻，高度相差50cm的側(cè)壓力，兩個(gè)壓力的和，由模板外側(cè)斜撐承受。斜撐上撐在最上層龍骨上，上端距地面高度2.5m，與地面成45角，一側(cè)承臺(tái)側(cè)面設(shè)兩根2I20a斜撐，斜撐長(zhǎng)度。斜撐為壓彎構(gòu)件，一側(cè)斜桿軸向分力N與水平分力F均為，斜撐底部最大彎矩為。斜撐采用2I20a，其截面面積，彎截面積，強(qiáng)軸回旋半徑，弱軸回旋半徑， b類截面，截面強(qiáng)軸塑性發(fā)展系數(shù)。計(jì)算長(zhǎng)度，長(zhǎng)度系數(shù)，強(qiáng)軸長(zhǎng)細(xì)比，軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)；弱軸長(zhǎng)細(xì)比，軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)。參數(shù)，斜撐軸向壓力N=13.9KN，彎矩。彎矩平面內(nèi)穩(wěn)定性：彎矩平面外穩(wěn)定性：滿足要求。4、模板抗傾覆計(jì)算模板抗傾覆力矩為模板重量力臂=150（7.5/2+2.5）=937.5KNm，傾覆力矩為模板一側(cè)的風(fēng)荷載力臂=0.57.533.0/2=16.9KNm，模板抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為：K=937.5/16.9 =55，滿足