最新墩柱模板强度校核书桁架式.docx

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最新墩柱模板强度校核书桁架式

墩柱模板强度校核书（桁架式）

墩柱模板强度校核书（桁架式）

一、设计依据

《建筑结构荷载规范》《混凝土结构设计规范》

《桥梁施工手册》《钢结构设计规范》《铁路桥涵施工技术规范》

二、技术特性：

1.满足墩身体形设计尺寸要求；

2.具有足够的刚度，确保成形后混凝土表面平顺美观，尺寸符合规范要求；

3.在现浇混凝土最大浇注高度的施工工况下，保证模板不出现位移和变形；

4.确保模板操作简单、拆装方便、安全可靠；

5.部件标准化、系列化，具有较好的通用性；

二、整体方案

从结构特点出发充分考虑结构施工要求，在满足砼施工质量要求，保证施工安全的前提下，尽量减少模板数量和规格，达到适用、经济、合理、安全的目的。

三、已知条件：

按照最大截面9.0x3.3m，最大墩高16.5m进行计算。

墩模板面板采用δ6㎜，竖肋用[10#槽钢间隔340㎜，横肋用δ14㎜*100㎜的板条，间距最大为750㎜，背楞采用[25#槽钢，桁架宽1150㎜，上下弦杆用双槽钢，腹杆用2-[8#槽钢，桁架间距750㎜，桁架与背楞斜连接采用Φ32精轧螺纹钢拉杆。

本工程钢柱模钢材牌号为Q235，根据《钢结构设计手册》（第三版）中的取值基本规定，取值如下：

（1）钢材强度设计值

钢材

抗拉、抗压

抗弯（N/mm2）

抗剪

端面承压

（刨平顶紧）

牌号

厚度或直径（mm）

Q235钢

≤16

215（205）

125（120）

325（310）

＞16～40

205

120

＞40～60

200

115

＞60～100

190

110

注：

a.表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受力构件系指截面中较厚板的厚度；

b.括号中数值适用于薄壁型钢。

（2）钢材其他取值

钢材弹性模量取E=2.06×105（N/mm2）

钢板泊松系数取ν=0.3

钢板截面塑性发展系数取γx=1

钢板挠度计算系数取Kf=0.00177

钢板的刚度取Bo=24×108（N/mm2）

（3）有关混凝土的设计计算取值

混凝土重力密度取γc=25KN/m3

混凝土的初凝时间，取to=8小时

混凝土外加剂影响系数取β1=1.2

混凝土坍落度影响系数取β2=1.15

倾倒混凝土产生的荷载标准值取F2=4KN/m2

1、荷载：

1）根据我国《混凝土结构工程施工及验收规范》〈GB50204-92〉中新浇注混凝土作用在模板上的最大侧压力计算公式如下

F=0.22γc.toβ1β2V½

F=γc.H

F—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/M2）；

γc-混凝土的重力密度（kN/m3）；

to—新浇筑混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。

当缺乏试验资料时，可采用to=200/（T+15）计算（T为混凝土的温度℃）；

V-混凝土的浇筑速度（m/h）；

H-混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（M）；

β1—外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0;掺具有缓凝作用的外加剂时取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。

带入数据得

侧压力取两者中较小值：

F=105KN/㎡

设计值：

（2）混凝土侧压力设计值：

F=F1*分项系数*折减系数

（3）倾倒混凝土时产生的水平荷载

查建筑施工手册17-78表为2KN/㎡

荷载设计值为

（4）混凝土振捣产生的荷载

查路桥施工计算手册8-1表为4KN/㎡

荷载设计值为

（5）按表17-81进行荷载组合

2、面板的计算：

圆弧模板在混凝土浇注时产生的侧压力有横肋承担，在刚度计算中与平模板相似。

2.1计算简图

取1m宽板带作为计算单元。

（1）面板荷载计算

面板荷载计算值q=121×1=121（kN/m）

（2）面板抗弯强度计算

按双向板计算，选面板区格中三面固结、一面简支的最不利受力情况进行计算。

，按近似0.5值，查《建筑结构静力学计算手册（第二版）》附表4-21可得，mxo=-0.0836，myo=-0.0569,mx=0.041,my=0.0028,Kw=0.0026。

支座弯矩：

面板截面抵抗矩

应力

，满足要求。

跨中弯矩：

钢板的泊松比

，故需换算

面板截面抵抗矩

应力为：

，满足要求。

（3）面板挠度计算

满足要求。

3、纵肋校核

选10#槽钢，参数：

Wx=39.7cm3Ix=198cm4

1）强度校核

纵肋间距为h=340mm，纵肋平均计算长度为L=750mm

σmax

2）挠度校核

跨中按照简支梁校核

[v]=L/1000=750/1000=0.75mm，Vmax<[v]满足要求

4、桁架的强度校核：

1150mm宽桁架，桁架腹杆采用2-[8，内弦杆采用2-【16，外弦杆采用2-[12.

内力计算

桁架的受荷面积9.172*0.75

q=121x0.75=90.75KN

图1——桁架简化模型

图2——桁架弯矩图

图3——桁架轴力图

图4——桁架剪力图

图5——桁架位移计算图

由力学求解器求出的内力如上图示

1）应力计算：

桁架内弦杆采用][16#槽钢：

截面参数:

Wx=2x117x103mm3=234000mm3Ix=2x934x104mm4=186800000mm3

δmax=Mmax/Wx（Mmax=1/8ql2）

=9.543x106/234000=40.8N/mm2∠f=215N/mm2

满足要求。

2）最大位移发生在6节点处，为3.7mm，

<

满足要求。

5、四角斜拉采用φ32的精轧螺纹钢，其截面积为804mm2，用于模板的加固及调方

取拉杆研究对象，由静力平衡条件N/sin45=ql/2，其支座反力N=360KN,

PSB930的精轧螺纹钢其轴向拉力设计值N=Af=804x1080=868320N,其值远大于392KN故满足要求，我方交付时会附带钢厂家精轧螺纹钢的材质单；其四角对拉为Tr32的普通圆钢起双重加固作用，无需计算。

6、宽度方向背楞验算：

背楞采用][25c#,截面参数：

A=2x44.9=89.8cm2,Wx=2x295=590cm3,Ix=2x3696=7392cm4

背楞按照两端斜拉角钢位置为固定点，两端固定计算；

图1——背楞简化模型

图2——背楞弯矩图

图3——背楞剪力图

图4——背楞位移计算图

由力学求解器求出的内力如上图示

均满足要求。

7、连接螺栓的校核：

模板连接螺栓采用M20，桁架上采用螺栓48-M20,其截面积S1=314.2㎜2

螺栓受力

T=AxP/2*24=5.9*2*111.47*103/48=27.4*103N

τ=T/S=27.4X103/314.2

=87.21MPa＜170MP满足要求

8、吊耳计算：

1.吊耳采用Q235（δ14钢板），截面面积Ａ＝2100mm2，每块长度方向模板上设四个吊耳，按吊装8300*1500mm宽模板自重3.9吨计算，模板自重荷载设计值取系数1.3，即Ｐx＝1.3×3.9×9800=49686N.

σ=Ｐx/Ａ=49686/（4×2100）=6.05N/mm2<[σ]=160N/mm2均满足要求。

160/6.05=26.4（则安全系数K=4）。

2.吊耳与模板之间采用焊接，焊缝长为80mm,焊角尺寸为8mm，单侧受拉面积为：

80×8/2=320mm2

σ=Ｐx/Ａ=48412/（8×320）=18.9N/mm2<[σ]=160N/mm2均满足要求。

160/18.9=8.5（则安全系数K=4）。

3.吊耳与模板之间采用焊接，焊缝长为80mm,焊角尺寸为8mm，单侧受剪面积为：

80×8=640mm2

Ｐx＝48412N

τ=Ｐx/Ａ=48412/（8×640）=9.5N/mm2<[τ]=160N/mm2故满足要求。

160/9.5=16.8（则安全系数K=4）。