爬模施工計(jì)算書及相關(guān)圖紙

未找到目錄項(xiàng)。WY-ZPM-180自動爬模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析計(jì)算書1前言2自動爬模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介3計(jì)算分析工況4結(jié)構(gòu)材料特性和構(gòu)件截面特性5載荷分析6有限元模型6.1有限元建模原則6.2幾何模型6.3有限元模型6.4模型信息6.5有限元載荷7爬模架體有限元分析結(jié)果7.1工況1：靜止恒載+施工荷載7.2工況2：靜止恒載+施工荷載+風(fēng)荷載7.3工況3：靜止恒載+風(fēng)荷載7.4工況4：穩(wěn)定性分析7.5工況5：提升導(dǎo)軌7.5.1“象鼻”板有限元模型7.5.2載荷與約束7.5.3分析結(jié)果7.6工況6：提升爬模架體7.6.1梯檔塊結(jié)構(gòu)7.6.2梯檔載荷7.6.3強(qiáng)度計(jì)算8模板懸掛梁強(qiáng)度計(jì)算8.1模板懸掛梁結(jié)構(gòu)8.2計(jì)算模型和受力分析8.3強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果9其它結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算9.1絲杠支撐強(qiáng)度計(jì)算9.2“象鼻”板雙銷栓強(qiáng)度計(jì)算9.3錨栓強(qiáng)度驗(yàn)算9.3.1錨栓抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算9.3.2錨栓抗剪抗拉驗(yàn)算9.3.3預(yù)埋螺桿抗拉力計(jì)算9.4混凝土強(qiáng)度的計(jì)算9.4.1混凝土抗拔力計(jì)算9.4.2埋件板下的混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算9.4.3承載螺栓下混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算10埋件墊塊結(jié)構(gòu)形式驗(yàn)算11結(jié)論

1前言自動爬模系統(tǒng)是適應(yīng)高層或超高層結(jié)構(gòu)混凝土澆筑而出現(xiàn)的先進(jìn)施工裝備，這種新式系統(tǒng)還具有工作平臺等的效用，一經(jīng)研制出，很快就在建筑業(yè)中廣泛使用。僅需要搭設(shè)一定高度并附著在建筑結(jié)構(gòu)上，依靠自身的升降動力裝置，在結(jié)構(gòu)施工時(shí)可隨結(jié)構(gòu)施工需要逐層爬升，提高混凝土澆筑的效率。自動爬模的爬升運(yùn)動是通過液壓油缸對導(dǎo)軌和爬架交替作用來實(shí)現(xiàn)的。導(dǎo)軌和爬架之間可進(jìn)行相對運(yùn)動。在爬架處于工作狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)軌和爬模架體都支撐在埋件支座上，兩者之間無相對運(yùn)動。退模后立即在退模留下的爬錐上安裝受力螺栓、掛座體及埋件支座，調(diào)整上下軛棘爪方向來使導(dǎo)軌運(yùn)動，待導(dǎo)軌升到位就位于該埋件支座上后，操作人員立即轉(zhuǎn)到下平臺拆除導(dǎo)軌提升后露出的位于下平臺處的埋件支座、爬錐等。在解除爬架上所有拉結(jié)之后就可以開始爬升架體及模板，這時(shí)導(dǎo)軌保持不動，調(diào)整上下棘爪方向后啟動油缸，爬模架體就相對于導(dǎo)軌運(yùn)動。通過導(dǎo)軌和爬模架這種交替附墻，提升對方，爬模架體沿著墻體垂直預(yù)留爬錐逐層向上爬升。自動爬模系統(tǒng)具有三個(gè)顯著的特點(diǎn)，一是爬模架體附著在現(xiàn)澆筑的混凝土墻體上，二是利用自帶的動力裝置提升自己無需外部動力，三是架體和導(dǎo)軌互相提供支撐交替地爬升。施工的順利進(jìn)行是以安全為前提的，要確保整個(gè)施工過程的安全性，就必須保證結(jié)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件在任何工況下都安全可靠。爬模架體的安全也很重要，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接關(guān)系結(jié)構(gòu)安全，施工安全和人身安全。本計(jì)算根據(jù)實(shí)際的材料類型，結(jié)構(gòu)形式，桿件截面形式，運(yùn)用大型有限元分析軟件ANSYS，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確分析，對關(guān)鍵的重要結(jié)構(gòu)件進(jìn)行精細(xì)的有限元分析，提高分析計(jì)算的正確性。充分分析計(jì)算結(jié)構(gòu)在各種工況下的力學(xué)性能，確保結(jié)構(gòu)的安全性。2自動爬模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介本報(bào)告分析計(jì)算的爬模的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由兩榀一跨框架構(gòu)成。在實(shí)際的工程使用中，爬模架體會左右連成片地使用。其最大跨度為6m。高度方向?yàn)榭缍鹊娜?，這里是18m高度。這些參數(shù)可以隨工程的需要而有所調(diào)整。圖1爬模架體結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示，爬模系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上共有七層，可以分成上、中、下三部分。上平臺為橫梁5、6、7所在的上三層構(gòu)成。中平臺為橫梁4所在的中間一層構(gòu)成。下平臺為橫梁1、2、3所在的下三層構(gòu)成。各部分的構(gòu)件性質(zhì)可參考詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖。自動爬模的工作流程簡單描述如下：（1）在已經(jīng)澆筑好的混凝土結(jié)構(gòu)上安裝預(yù)埋件（2）安裝上、中、下平臺及模板（3）固定模板（4）澆筑混凝土（5）退模、安裝預(yù)埋件（6）頂升并固定導(dǎo)軌（7）頂升爬架（8）重復(fù)步驟（3），如此往復(fù)3計(jì)算分析工況結(jié)構(gòu)的安全性是施工順利進(jìn)行的必要前提，要確保整個(gè)施工過程的安全性，就必須保證結(jié)構(gòu)的在任何工況下都滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求。因此需要對構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行分析計(jì)算和核算，確定是否滿足要求。這就是本報(bào)告分析計(jì)算的目的所在。該爬模結(jié)構(gòu)的計(jì)算是以單榀結(jié)構(gòu)為單元計(jì)算分析的，主要計(jì)算內(nèi)容包括：（1）架體強(qiáng)度計(jì)算（2）整個(gè)架子的穩(wěn)定性驗(yàn)算（3）模板懸掛梁強(qiáng)度計(jì)算（4）混凝土局部承壓驗(yàn)算（5）導(dǎo)軌梯檔的局部受壓強(qiáng)度計(jì)算（6）錨栓強(qiáng)度計(jì)算（7）支座鋼板強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)爬模系統(tǒng)的使用過程所處不同狀態(tài)而提出多種分析計(jì)算的工況。這里我們主要計(jì)算五種工況。如下描述。第一種工況是：爬模架體處于正常使用狀態(tài)，結(jié)構(gòu)荷載有：爬模架體的自重，包含連接結(jié)構(gòu)重量等；上中下三層平臺承受標(biāo)準(zhǔn)的荷載。第二種工況是：爬模架體處于正常使用狀態(tài)，結(jié)構(gòu)荷載有：爬模架體的自重，包含連接結(jié)構(gòu)重量等；上中下三層平臺承受標(biāo)準(zhǔn)的荷載；爬模架體外圍擋受到的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓的載荷。第三種工況是：爬模架體處于正常使用狀態(tài)，結(jié)構(gòu)荷載有：爬模架體的自重，包含連接結(jié)構(gòu)重量等；上中下三層平臺承受標(biāo)準(zhǔn)的荷載；爬模架體外圍擋受到的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓的載荷。4結(jié)構(gòu)材料特性和構(gòu)件截面特性爬模結(jié)構(gòu)使用的鋼材為Q235，該鋼材的機(jī)械性能參數(shù)為：彈性模量E=2.06105MPa，密度=7.85103kg，泊松系數(shù)=0.3。Q235鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：抗拉、抗壓和抗彎f=205MPa，抗剪fv=120MPa。Q235鋼E43XX型焊條的角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：抗拉、抗壓和抗剪fW=160MPa。Q235普通螺栓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：C級螺栓，抗拉ftb=170MPa，抗剪fvb=140MPa。爬模構(gòu)件主要由型鋼制成。各型鋼規(guī)格和截面特性參數(shù)的計(jì)算值如下。a)][10048雙槽鋼b)][8043雙槽鋼c)][16063雙槽鋼d)][12653雙槽鋼e)][20075雙槽鋼f)1405鋼管g)20#工字鋼h)100505矩形鋼管圖2型鋼截面特性參數(shù)爬模架體的桿件編號如圖3所示。各桿件與圖2所示截面型鋼的對應(yīng)關(guān)系為：a）對應(yīng)的桿件編號是1、2、3；b）對應(yīng)的桿件編號是9、10、11、12、13、5、6；c）對應(yīng)的桿件編號是4、14、23、24；d）對應(yīng)的桿件編號是15、16、17、18、19、20；e）對應(yīng)的桿件編號是7；f）對應(yīng)的桿件編號是22；g）對應(yīng)的桿件編號是8；h）對應(yīng)的桿件編號是21。圖3架體桿件編號5載荷分析爬模架體在使用過程中承受的荷載有三種形式：一是結(jié)構(gòu)的自重，包含架體和連接板件及鋪板等結(jié)構(gòu)的重量；二是架體圍擋所受的風(fēng)載荷；三是架體平臺承受的分布載荷；四是結(jié)構(gòu)承受的模板重量載荷。結(jié)構(gòu)的自重，按60kN計(jì)算，作用在單榀結(jié)構(gòu)上的重力為30kN。該重力載荷在結(jié)構(gòu)中均勻分布，在有限元計(jì)算時(shí)，通過增大如圖3所示的結(jié)構(gòu)的密度，來調(diào)整結(jié)構(gòu)自重，使其達(dá)到30kN。以圖3所示結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過有限元分析計(jì)算，密度需增大3倍，即密度由7.85103kg/m3，增大到23.55103kg/m3，結(jié)構(gòu)自重達(dá)W1=30kN。風(fēng)載荷的計(jì)算，根據(jù)規(guī)范計(jì)算公式：風(fēng)壓q=zzs0其中z為高度變化系數(shù)，取B類地區(qū)，則200m高度處，該值為2.46；βz高壓z處風(fēng)壓系數(shù)；βz=1+φzξν/μzφz結(jié)構(gòu)陣型系數(shù)，考慮到高度很高，而爬模架體高度不高，（高寬比小于1.5），可以保守取φz=1；ξ脈動增大系數(shù)，ω0T2=0.21×（0.1×7）2=0.1，相應(yīng)的ξ=1.88；ν脈動影響系數(shù)，H/B=12.687/6=2，相應(yīng)的ν=0.48；βz=1+1×1.88×0.48/2.09=1.43s為體型系數(shù)，爬模圍擋單面迎風(fēng)受載，受風(fēng)面積為平面，其值可取為0.75；0為基本風(fēng)壓，根據(jù)項(xiàng)目所在地區(qū)環(huán)境等選用，本文取0.85kPa。風(fēng)壓荷載設(shè)計(jì)值為：q=2.461.430.750.85kPa=2.24kPa。圍擋面積為A=9m21.5m=263.7m2，架體混凝土以上高度9米，21.5米墻體共布置6榀機(jī)位圍擋表面是開孔漏風(fēng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如圖4所示，開孔半徑為10mm，孔為方陣排列，孔中心距為30mm，所以受風(fēng)壓有效面積比率為：(30mm30mm-10mm10mm)/(30mm30mm)=0.65。因此，單榀架體總風(fēng)載荷：F=0.65qA/8=0.652.24kPa263.7m2/8=47.9kN，取為50kN。圖4架體圍擋結(jié)構(gòu)平臺承受的荷載為分布荷載，按規(guī)范可以取p=3.0kN/m2。上層平臺，有效寬度取為0.9m，則每層荷載為P1=3.0kN/m20.9m6m=16.2kN。中層平臺，有效寬度取為1.0m，則該層荷載為P2=3.0kN/m21.0m6m=18kN。下層平臺，有效寬度取為1.0m，則每層荷載為P3=3.0kN/m21.0m6m=18kN。載荷均分到單榀框架上，在上層平臺每層分為兩點(diǎn)集中力作用，其點(diǎn)集中力為16.2kN/2/2=4kN，在中、下層平臺上每層分為三點(diǎn)集中力作用，其點(diǎn)集中力為18kN/2/3=3kN。模板結(jié)構(gòu)的重力荷載計(jì)算如下，假設(shè)其自重為1.0kN/m2，模板高度為4.4m，寬度為6m，所以模板的重力為W2=6m4.4m1.0kN/m2=26.4kN，按30kN計(jì)算。所以單榀框架模板懸掛點(diǎn)受到的力為15kN。6有限元模型本報(bào)告應(yīng)用有限元分析手段對爬模的架體和主要部件進(jìn)行準(zhǔn)確地應(yīng)力分析計(jì)算，以確保結(jié)構(gòu)的安全性。6.1有限元建模原則根據(jù)實(shí)際的爬架結(jié)構(gòu)建立有限元分析計(jì)算模型。由于爬架結(jié)構(gòu)主要以細(xì)長桿件為結(jié)構(gòu)形式，所以使用有限元分析程序中的梁單元來建立計(jì)算模型。本文使用ANSYS分析程序計(jì)算，應(yīng)用其中的梁單元BEAM188來劃分構(gòu)件。絲杠支撐是單向支撐，只能壓混凝土墻，不能拉混凝土墻。在計(jì)算時(shí)，施加該約束，經(jīng)計(jì)算確定有拉力存在，則取消此約束，重新進(jìn)行計(jì)算。6.2幾何模型本計(jì)算應(yīng)用的單元為梁單元BEAM188，梁單元是建立在一維曲線或直線上的，此線為梁單元的中線或形心線。所以，第一步首先是建立表示空間梁的直線幾何。整體結(jié)構(gòu)的幾何模型如圖5所示。圖5爬模架體幾何模型6.3有限元模型在上面建立的幾何模型的基礎(chǔ)上，用BEAM188單元?jiǎng)澐纸Y(jié)構(gòu)中桿件。梁單元的截面特性如前所述。整體有限元模型和局部放大模型如下諸圖所示。梁單元的截面布置方向應(yīng)與設(shè)計(jì)的一致。圖6整體有限元模型圖7帶梁截面特性顯示的有限元模型局部圖6.4模型信息本模型中，有節(jié)點(diǎn)數(shù)974個(gè)，有BEAM188單元數(shù)980個(gè)。梁截面總數(shù)為13個(gè)。6.5有限元載荷將前面分析計(jì)算得的荷載，施加在有限元結(jié)構(gòu)上。結(jié)構(gòu)自重荷載、平臺荷載和模板懸掛荷載，如圖8所示。重力荷載是施加的重力加速度，圖中坐標(biāo)系原點(diǎn)的箭頭表示，重力的方向與箭頭方向相反。平臺荷載，以集中力的形式施加在鋪板梁的端部，上平臺每層有兩個(gè)集中力作用點(diǎn)，中、下平臺每層有三個(gè)集中力作用點(diǎn)，方向均向下，如圖中所示。圖8架體重力、平臺和懸掛梁荷載風(fēng)荷載如圖9所示。載荷均布在節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)受力67.5N，共379個(gè)受力節(jié)點(diǎn)，合力為37967.5N=25.58kN。方向指向混凝土墻體。圖9分壓荷載分布7爬模架體有限元分析結(jié)果在上面建立的有限元模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合各計(jì)算工況的特點(diǎn)，施加約束和荷載，然后經(jīng)程序分析計(jì)算，可得計(jì)算結(jié)果。下面按計(jì)算工況分別描述分析結(jié)果。7.1工況1：靜止恒載+施工荷載該工況下，爬模處于工作狀態(tài)，爬模架體固定，各層平臺承受標(biāo)準(zhǔn)荷載，結(jié)構(gòu)承受自重。結(jié)構(gòu)承受的荷載有：結(jié)構(gòu)自重，平臺荷載和模板重量。其值如前述。結(jié)構(gòu)約束有：上埋件處固定約束，絲杠支撐的單向水平約束（只能承受壓力）。下面給出計(jì)算所獲得的結(jié)果。圖10為桿件軸向應(yīng)力整體和局部分布圖，局部圖顯示最大應(yīng)力分布。圖11為桿件VonMises等效應(yīng)力整體和局部分布圖，局部圖顯示最大應(yīng)力分布。最大軸向和等效應(yīng)力出現(xiàn)在固定支撐處。圖10軸向應(yīng)力整體分布和最大應(yīng)力局部分布圖11VonMises等效應(yīng)力整體分布和最大應(yīng)力局部分布現(xiàn)工況下，爬模架體最大等效應(yīng)力為146MPa，該值小于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205MPa。所在該工況下，結(jié)構(gòu)滿足安全要求。約束處反力如表1所示。表中數(shù)值0，表示近似為0，其值大小小于0.1N(或Nmm)?？瞻滋幈硎驹摲较驔]有約束，即是自由的，無約束反力。以下同此。表1工況1的支撐約束反力支撐節(jié)點(diǎn)號Fx(kN)Fy(kN)Fz(N)Mx(Nmm)My(Nmm)Mz(kNm)固定支撐50426.582105.0000-32.87單向支撐512-26.582由表1，可知豎直方向的總荷載為105kN，它是由結(jié)構(gòu)自重、平臺荷載和模板懸掛荷載合成?？偹胶奢d為0，表示架體結(jié)構(gòu)沒有受到水平載荷的作用，水平外荷載為0。7.2工況2：靜止恒載+施工荷載+風(fēng)荷載該工況下，爬模處于工作狀態(tài)，爬模架體固定，各層平臺承受標(biāo)準(zhǔn)荷載，結(jié)構(gòu)承受自重，結(jié)構(gòu)承受風(fēng)荷載。結(jié)構(gòu)承受的荷載有：結(jié)構(gòu)自重，平臺荷載和模板重量，風(fēng)載荷。其值如前述。結(jié)構(gòu)約束有：上埋件處固定約束，絲杠支撐的單向水平約束（只能承受壓力）。下面給出計(jì)算所獲得的結(jié)果。圖12為桿件軸向應(yīng)力整體和局部分布圖，局部圖顯示最大應(yīng)力分布。圖13為桿件VonMises等效應(yīng)力整體和局部分布圖，局部圖顯示最大應(yīng)力分布。最大軸向和等效應(yīng)力出現(xiàn)在固定支撐處。圖12軸向應(yīng)力整體分布和最大應(yīng)力局部分布圖13VonMises等效應(yīng)力整體分布和最大應(yīng)力局部分布現(xiàn)工況下，爬模架體最大等效應(yīng)力為202.8MPa，該值小于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205MPa。所在該工況下，結(jié)構(gòu)滿足安全要求。約束處反力如表2所示。表2工況2的支撐約束反力支撐節(jié)點(diǎn)號Fx(kN)Fy(kN)Fz(N)Mx(Nmm)My(Nmm)Mz(kNm)固定支撐504-11.5105.0000-28.35單向支撐512-14.08由表2，可知豎直方向的總荷載為105kN，它是由結(jié)構(gòu)自重、平臺荷載和模板懸掛荷載合成。總水平荷載為-25.58kN，表示架體結(jié)構(gòu)受到水平載荷的作用，這里就是風(fēng)荷載，該數(shù)值就是其合力。7.3工況3：靜止恒載+風(fēng)荷載該工況下，爬模處于工作狀態(tài)，爬模架體固定，各層平臺無荷載，模板重量不計(jì)，結(jié)構(gòu)承受自重，結(jié)構(gòu)承受風(fēng)荷載。結(jié)構(gòu)承受的荷載有：結(jié)構(gòu)自重，風(fēng)載荷。其值如前述。結(jié)構(gòu)約束有：上埋件處固定約束，絲杠支撐的單向水平約束（只能承受壓力）。經(jīng)過計(jì)算，在該工況下，絲杠支撐受到拉力作用，即絲杠拉混凝土，這與單向約束特性不符，需要釋放該絲杠支撐約束。再次計(jì)算時(shí)取消了絲杠處的約束，只保留上部的固定約束。下面給出計(jì)算所獲得的結(jié)果。圖14為桿件軸向應(yīng)力整體和局部分布圖，局部圖顯示最大應(yīng)力分布。圖15為桿件VonMises等效應(yīng)力整體和局部分布圖，局部圖顯示最大應(yīng)力分布。最大軸向和等效應(yīng)力出現(xiàn)在固定支撐處。圖14軸向應(yīng)力整體分布和最大應(yīng)力局部分布圖15VonMises等效應(yīng)力整體分布和最大應(yīng)力局部分布現(xiàn)工況下，爬模架體最大等效應(yīng)力為195.5MPa，該值小于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205MPa。所在該工況下，結(jié)構(gòu)滿足安全要求。約束處反力如表3所示。表3工況2的支撐約束反力支撐節(jié)點(diǎn)號Fx(kN)Fy(kN)Fz(N)Mx(Nmm)My(Nmm)Mz(kNm)固定支撐504-25.58.30.00000.58單向支撐512由表3，可知豎直方向的總荷載為30kN，它是由結(jié)構(gòu)自重?？偹胶奢d為-25.58kN，是風(fēng)荷載的合力。固定支座受到的彎矩較小。7.4工況4：穩(wěn)定性分析我們分析的單榀剛架，面內(nèi)具有較大的剛度，而兩榀之間的橫向連接結(jié)構(gòu)剛度較弱，所以架體在承受荷載的過程中，發(fā)生面外失穩(wěn)的可能性很大。采用上面計(jì)算使用的模型進(jìn)行屈曲模態(tài)分析是可行的，前面計(jì)算模型是空間模型，能夠計(jì)算出三個(gè)方向結(jié)構(gòu)剛度對屈曲的影響。計(jì)算載荷為：靜止恒載+施工荷載。約束為：固定支撐+絲杠單向支撐。第一階屈曲模態(tài)如圖16、17所示。圖16表示架體面內(nèi)的變形狀態(tài)，圖17表示架體面外的變形狀態(tài)。第一階屈曲模態(tài)形式為，支撐上部結(jié)構(gòu)的側(cè)傾。其屈曲值為4.0。達(dá)到了規(guī)范要求的4.0，結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。圖16第一階屈曲模式面內(nèi)變形圖17第一階屈曲模式面外變形第二階屈曲模態(tài)如圖18、19所示。屈曲模態(tài)形式為，支撐上部結(jié)構(gòu)的弓形變形。其屈曲值為44.8。圖18第二階屈曲模式面內(nèi)變形圖圖19第二階屈曲模式面外變形7.5工況5：提升導(dǎo)軌提升導(dǎo)軌時(shí)，爬模架體整個(gè)懸掛在預(yù)埋件上，此時(shí)受力構(gòu)件為“象鼻”鋼板。每個(gè)預(yù)埋點(diǎn)有兩塊這樣的“象鼻”鋼板連接承力。如圖20所示。板厚為25mm。圖20“象鼻”板連接結(jié)構(gòu)及其其結(jié)構(gòu)“象鼻”板上所受的力為支座反力，取前面架體分析中的最大值。其值為105kN，見表1、2。該板結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，也使用有限元方法計(jì)算其應(yīng)力分布。7.5.1“象鼻”板有限元模型我們使用ANSYS中的空間實(shí)體單元SOLID185，建立該板的有限元分析模型。實(shí)體單元精度高，非常適合對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分析。幾何模型和有限元模型見圖21、22所示。單元尺寸為2.5mm，單元總數(shù)為74720個(gè)，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為85613個(gè)。圖21“象鼻”板幾何模型圖22“象鼻”板有限元模型7.5.2載荷與約束“象鼻”板受的載荷，為支撐反力，該值最大為105kN，由兩塊板共同承受，每塊板受力為52.5kN，假設(shè)其均勻分布在R26的半圓孔面上。該壓力為p=52.5kN/(25mm226mm)=40.5MPa。約束施加在另一端的端面上，為固定約束。載荷與約束如圖23所示。圖23“象鼻”板的載荷和約束7.5.3分析結(jié)果經(jīng)計(jì)算得，“象鼻”板的VonMises等效應(yīng)力分布云圖如圖24所示，局部最大應(yīng)力處的云圖如圖25所示。圖24整體應(yīng)力分布圖25最大局部應(yīng)力分布根據(jù)計(jì)算結(jié)果知，結(jié)構(gòu)中的最大等效應(yīng)力值為200MPa，小于Q235的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205MPa，所以該結(jié)構(gòu)滿足安全要求。7.6工況6：提升爬模架體提升爬模架體時(shí)，導(dǎo)軌固定不動，在油缸作用下，以導(dǎo)軌上的梯檔塊為支撐點(diǎn)，推動爬模架體相對導(dǎo)軌上升，此時(shí)梯檔塊將承受全部載荷。根據(jù)架體的有限元分析結(jié)果，該最大值為105kN。7.6.1梯檔塊結(jié)構(gòu)梯檔結(jié)構(gòu)如圖26所示，焊縫有效尺寸為10mm。焊縫截面如凸6所示。圖26梯檔塊結(jié)構(gòu)和其焊縫截面7.6.2梯檔載荷根據(jù)架體的有限元個(gè)工況的計(jì)算結(jié)果，確定梯檔承受的荷載最大值為105kN。對梯檔塊而言這是剪切力。7.6.3強(qiáng)度計(jì)算在105kN剪力作用下，假設(shè)梯檔塊上下兩道焊縫承載，則剪切應(yīng)力為：=105kN/(270mm10mm)=75MPa，小于焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fW=160MPa。所以梯檔塊焊縫強(qiáng)度，滿足安全要求。梯檔塊在105kN剪力作用下，截面中部出現(xiàn)最大剪應(yīng)力，計(jì)算如下：矩形截面剪應(yīng)力計(jì)算公式：截面上最大剪應(yīng)力；V截面上承受的剪力：V=105KN；b，h矩形的寬和高：b=70，h=50。，小于Q235抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv=120MPa。所以梯檔塊強(qiáng)度，滿足安全要求。8模板懸掛梁強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)前面架體有限元計(jì)算結(jié)果知，模板懸掛橫梁的應(yīng)力分布如圖27、28所示。其最大等效應(yīng)力為35MPa，小于抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205MPa。所以該梁整體上滿足安全要求。下面計(jì)算連接銷栓的局部抗剪強(qiáng)度。圖27橫梁軸向應(yīng)力分布圖28橫梁等效應(yīng)力分布8.1模板懸掛梁結(jié)構(gòu)模板懸掛橫梁結(jié)構(gòu)如圖29所示。由20#工字鋼制成。銷栓直徑為35的。圖29模板懸掛橫梁8.2計(jì)算模型和受力分析模板懸掛橫梁計(jì)算簡化模型，如圖30所示。其中，F(xiàn)C為模板對橫梁的重力作用，其值為15kN，即模板自重為30kN。橫梁在FC作用下，以B點(diǎn)為支點(diǎn)，可以計(jì)算得FA=420Fc/300=21kN，則FB=FA+FC=36kN。圖30計(jì)算簡化模型8.3強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果銷栓直徑為35的，其截面積為A=352/4=962mm2。B孔處剪切力最大，其值為36kN，則其上銷栓的剪切應(yīng)力為：=36kN/A=36kN/962mm2=37.4MPa，小于Q235螺栓的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fvb=140MPa。所以，銷栓滿足安全要求。9其它結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算9.1絲杠支撐強(qiáng)度計(jì)算絲杠支撐結(jié)構(gòu)如圖31所示，其中強(qiáng)度薄弱部位在螺桿直徑最小的截面處。該截面直徑為30，其截面積為A=302/4=707mm2。根據(jù)架體的有限元計(jì)算結(jié)果，見表1、2、3中數(shù)據(jù)，知該絲杠支撐所受的最大軸向壓力為27kN。圖31絲杠支撐結(jié)構(gòu)及其最小截面絲杠螺桿壓應(yīng)力為：=27kN/707mm2=38.2MPa，小于Q235的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205MPa。所以，絲杠支撐結(jié)構(gòu)滿足安全要求。9.2“象鼻”板雙銷栓強(qiáng)度計(jì)算由圖20，知雙銷栓中心距離為90mm，在爬模使用過程中，該處固定支撐要承受力矩作用，根據(jù)前面架體的有限元分析結(jié)果知該力矩為33kNm，這由雙銷栓的剪力來承受。此外，還要承受支座剪力，其值為105kN?，F(xiàn)計(jì)算力矩產(chǎn)生的剪力。F=Mz/900mm=33kNm/900mm=37kN。銷栓直徑為35，其截面積A=352/4=962mm2。該剪力與支座剪力，是正交的。所以，銷栓受的合剪力為：Q=(332+372)1/2=50kN。銷栓的剪應(yīng)力為：=Q/A=50kN/962mm2=52MPa，小于螺栓剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fvb=140MPa。所以，銷栓是滿足安全要求的。9.3錨栓強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)前面計(jì)算結(jié)果知，錨栓處承受的剪力大小為105kN，承受的拉力為27kN，承受的彎矩為33kNm。9.3.1錨栓抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)圓截面剪應(yīng)力計(jì)算公式，計(jì)算錨栓（2-M42）的抗剪能力，如下：式中：為截面上最大剪應(yīng)力；Fs為截面上承受的剪力：Fs=105/2=52.5KN；A為螺栓M42截面面積：A=3.14×212=1385mm2。因此：，小于螺栓剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fvb=140MPa。所以，滿足安全要求。9.3.2錨栓抗剪抗拉驗(yàn)算考慮材料在復(fù)合受力狀態(tài)下的承載力，承載螺栓除了受拉受剪還受彎，因此還需驗(yàn)算剪拉狀態(tài)下的承載力。彎矩引起的最大正應(yīng)力計(jì)算式為：式中：b為截面上最大彎曲應(yīng)力；M為截面上承受的彎矩，其值為33kNm/2=16.5Nm；R為螺栓半徑，其值為21mm；I為截面彎曲模量：I=×R4/4=152745.0mm4。因此：b=16.5kNm21mm/152745.0mm4=2.3MPa。螺栓受拉力為F=27kN/2，則拉應(yīng)力為t=F/A=27kN/2/1385mm2=10.0MPa。拉和彎合成應(yīng)力為：=b+t=2.3MPa+10.0MPa=12.3MPa。下面計(jì)算拉剪狀態(tài)下的螺栓承載能力：1為截面上主應(yīng)力；為截面上正應(yīng)力；為截面上剪應(yīng)力。==58MPa<Q235的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205MPa。因此，錨栓滿足安全要求。說明：承重插銷斷面為50，大于承載螺栓，抗剪能力不作計(jì)算。9.3.3預(yù)埋螺桿抗拉力計(jì)算根據(jù)圓截面在軸心受拉狀態(tài)下的正應(yīng)力計(jì)算公式：式中：為截面正應(yīng)力；F截面承受的拉力：F=27KN/2=13.5KN；A為預(yù)埋螺栓22的截面面積：A=×112=380mm2因此：=13.5kN/380mm2=36MPa<Q235的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205MPa。滿足規(guī)范要求。9.4混凝土強(qiáng)度的計(jì)算9.4.1混凝土抗拔力計(jì)算如圖32所示，對埋墻螺栓在軸向力F作用下，螺栓及其周圍混凝土以圓錐臺形從墻體中拔出破壞。圖32埋件結(jié)構(gòu)圖F=0.1fc(0.9h2＋bh)式中：fc為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取10MPa；h為破壞錐體高度：200mm；b為底板邊長：100mm?？拱瘟椋篎=0.1×10×(0.9×2002＋200×100)=56KN＞13.5KN。滿足規(guī)范要求。9.4.2埋件板下的混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算混凝土局部承壓計(jì)算公式：為局部受壓面積上的局部荷載或局部壓力設(shè)計(jì)值；為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，重要結(jié)構(gòu)取1.1；N為局部壓力，其值為13.5kN；為混凝土局部受壓時(shí)的修正系數(shù)，取1.0；為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，本報(bào)告中取混凝土抗壓強(qiáng)度10MPa；為混凝土局部受壓凈面積，其值為212=1385mm2；為混凝土局部受壓時(shí)的強(qiáng)度提高系數(shù)，保守取=1；為局部受壓計(jì)算底面積；為不扣除孔洞的混凝土局部受壓面積；其值取為10000mm2；因此，墊板處混凝土局部承壓驗(yàn)算如下：滿足規(guī)范要求10.埋件墊塊結(jié)構(gòu)形式驗(yàn)算埋件結(jié)構(gòu)10.1埋件荷載根據(jù)有限元結(jié)構(gòu)分析結(jié)果知，埋件承受的力為：（1）最大拉力：N=26kN；（2）最大剪力為：V=105kN；（3）最大彎矩為：M=33kNm。10.2計(jì)算截面特性根據(jù)埋件結(jié)構(gòu)圖，計(jì)算簡便，并確保安全，取中間的兩塊板的焊縫進(jìn)行強(qiáng)度校核。焊縫截面按20276計(jì)算，有兩道。見圖中有YZ坐標(biāo)軸圖。焊縫截面積：A=220276=11040mm2YY軸截面慣性矩為：I=2bt3/12=2202762/12=0.701108mm4ymax=138mm。10.3應(yīng)力計(jì)算與強(qiáng)度校核焊縫的應(yīng)力計(jì)算如下：拉應(yīng)力：N=N/A=26kN/11040mm2=2.4MPa剪應(yīng)力：=V/A=105kN/11040mm2=9.5MPa彎曲應(yīng)力：M=Mymax/I=33kNm138mm/0.701108mm4=65.0MPa組合應(yīng)力：(2+32)1/2=((2.4+65)2+39.52)1/2=69.4MPa焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：ftw=160MPa。組合應(yīng)力值，69.4MPa<1.1ftw=176MPa。根據(jù)規(guī)范知焊縫強(qiáng)度滿足安全要求。11結(jié)論和建議根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果以及強(qiáng)度計(jì)算可得如下結(jié)論。（1）爬模架體結(jié)構(gòu)和連接結(jié)構(gòu)是安全的。強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。（2）預(yù)埋件和混凝土結(jié)構(gòu)是安全的。強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。江蘇萬元模架工程有限公司爬模安裝檢查驗(yàn)收記錄表工程名稱：檢驗(yàn)位置：－號機(jī)位第1頁共4頁檢查項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容技術(shù)要求檢查方法與工具檢查結(jié)果1附墻裝置附墻裝置的安裝位置。拉接螺栓與附墻座和固定套的安裝情況。附墻裝置與導(dǎo)軌和主框架的安裝情況。水平偏差5mm。螺桿應(yīng)露出螺母3扣以上，并用力擰緊。應(yīng)插上鎖定板，導(dǎo)軌掛勾在附墻裝置的承力板上。鋼卷尺目測目測2爬升機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌和上爬升器的安裝情況。爬升器。上爬升器內(nèi)的承力塊下爪部位應(yīng)支撐在導(dǎo)軌的方形踏塊上平面。上、下爬升器內(nèi)的定位銷、限位器、導(dǎo)向板、承力塊等組裝件應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，定位正確可靠。目測或手感目測和用手搬動

爬模安裝檢查驗(yàn)收記錄表工程名稱：檢驗(yàn)位置：－號機(jī)位第2頁共4頁檢查項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容技術(shù)要求檢查方法與工具檢查結(jié)果3防傾、防墜裝置導(dǎo)軌的垂直度和撓度。爬升箱與導(dǎo)軌的間隙。防墜裝置是否有效。導(dǎo)軌的垂直度為5/1000或30mm，工作狀態(tài)中的最大撓度應(yīng)小于1/500或6.6mm。防傾裝置的導(dǎo)向間隙應(yīng)小于5mm。防墜裝置必須靈敏、可靠、其下墜制動距離不得大于50mm。吊線和鋼卷尺目測和鋼卷尺模擬試驗(yàn)和鋼卷尺。電氣控制和液壓升降系統(tǒng)電氣控制操作情況。電氣系統(tǒng)接線情況。液壓系統(tǒng)工作情況。液壓系統(tǒng)的超載和安全保護(hù)。油缸不同步時(shí)的調(diào)節(jié)功能。電控系統(tǒng)工作正常、靈敏可靠。電氣接線應(yīng)牢固、電纜接頭絕緣可靠，電路應(yīng)有漏電和接地保護(hù)。液壓系統(tǒng)工作正常可靠。升降平穩(wěn)、二缸同步誤差不超過2%或12

mm。超載時(shí)溢流閥保護(hù)，油缸油管破裂時(shí)液壓鎖保護(hù)。當(dāng)油缸不同步時(shí)可以單獨(dú)升降某個(gè)油缸。操作試驗(yàn)?zāi)繙y和檢測目測和鋼卷尺目測和試驗(yàn)?zāi)繙y和試驗(yàn)。 爬模安裝檢查驗(yàn)收記錄表工程名稱：檢驗(yàn)位置：－號機(jī)位第3頁共4頁檢查項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容技術(shù)要求檢查方法與工具檢查結(jié)果架體系統(tǒng)主框架。豎向掛架。附墻調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)架體支承跨度的布置。架體的懸挑長度。。豎向主框架的安裝垂直度為1/500或11mm。螺桿螺母轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活。直線布置不應(yīng)大于5m。整體式架體不得大于1/3水平支承跨度或3米。目測和板手經(jīng)緯儀或吊線和鋼卷尺板手鋼卷尺鋼卷尺鋼卷尺鋼卷尺腳手板及安全防護(hù)措施腳手板的鋪設(shè)。架體外側(cè)的防護(hù)。腳手板要滿鋪、鋪平、鋪穩(wěn)、不得有探頭板。架體外側(cè)必須用防護(hù)網(wǎng)必須可靠固定在架體上。目測和試驗(yàn)?zāi)繙y和手感爬模安裝檢查驗(yàn)收記錄表工程名稱：檢驗(yàn)位置：－號機(jī)位第4頁共4頁檢查項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容技術(shù)要求檢查方法與工具檢查結(jié)果腳手板及安全防護(hù)措施架體底層的防護(hù)架體作業(yè)層的防架體開口處的防護(hù)架體底層的腳手板必須鋪設(shè)嚴(yán)密，應(yīng)設(shè)置架體升降時(shí)底層腳手板可折起的翻板構(gòu)造，保持架體底層腳手板與外墻表面在升降和正常使用中的間隙，防止物料墜落。架體作業(yè)層的外側(cè)必須設(shè)置上、下兩道防護(hù)欄桿和擋腳板。架體開口處必須有可靠的防止人員及物料墜落的措施。目測和試驗(yàn)?zāi)繙y目測綜合結(jié)論施工單位：安裝班組：總包單位：驗(yàn)收人員：監(jiān)理單位：驗(yàn)收人員：驗(yàn)收日期：江蘇萬元模架工程有限公司爬模爬升前安全檢查表工程名稱：爬模型號：WYZPM-180型自爬模階段檢查項(xiàng)目檢查結(jié)果（√）爬升前天氣狀況，是否會出現(xiàn)大風(fēng)、強(qiáng)降雨天氣混凝土墻體是否達(dá)到爬升需要的強(qiáng)度受力螺栓是否擰緊，附墻掛座是否牢固檢查架體各個(gè)構(gòu)件之間連接是否正常牢固檢查爬升單元之間是否有連接，需斷開檢查爬升墻體是否有防礙架體爬升的其他物體伸出各工作臺不得堆放任何與爬升無關(guān)的物體，物品必須撤離電控系統(tǒng)工作正常，液壓系統(tǒng)正?？煽空{(diào)整上下軛，油缸在空載作用下調(diào)試同步導(dǎo)軌尾撐就位后。收回承重三角架附墻撐撥掉安全銷上下軛調(diào)整到爬模檔位非操作人員撤離根據(jù)現(xiàn)場情況，明確爬升單元的先后順序確保各個(gè)機(jī)位人員到位，溝通方式統(tǒng)一爬模組：日期：安全部：日期：監(jiān)理：日期：江蘇萬元模架工程有限公司爬模爬升中安全檢查表工程名稱：爬模型號：WYZPM-180型自爬模階段檢查項(xiàng)目檢查結(jié)果（√）爬升中待導(dǎo)軌提升超過最下層的附墻掛座，及時(shí)拆除附墻掛座及爬錐。導(dǎo)軌提升到位后是否和附墻掛座卡死，不得有空隙架體爬升一個(gè)行程后，撥掉承重銷。爬升時(shí)，如果有油缸不同步，或架體遇到障礙，要立即喊停爬升到位，插入承重銷。爬升完畢，及時(shí)插入安全銷。爬模組：日期：安全部：日期：監(jiān)理：日期：江蘇萬元模架工程有限公司爬模爬升后安全檢查表工程名稱：爬模型號：WYZPM-180型自爬模階段檢查項(xiàng)目檢查結(jié)果（√）爬升后爬升完畢，上下軛全部調(diào)到爬軌檔位關(guān)閉所有開關(guān)，鎖定液壓裝置單個(gè)機(jī)位的附墻撐就位檢查單個(gè)架體各構(gòu)件連接是否牢固檢查爬升單元各個(gè)平臺是否牢固，護(hù)欄鋼管是否松動各爬升單元從新連接，使各個(gè)獨(dú)立的爬升單元形成整體檢查各個(gè)平臺的限重設(shè)備是否正常檢查各個(gè)平臺的防墜安全網(wǎng)是否密實(shí)、牢固爬模組：日期：安全部：日期：監(jiān)理：日期：江蘇萬元模