模板拉杆加固计算.docx

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模板拉杆加固计算

X.X.X连续梁侧模板加固

车站站厅层和站台层梁模板均采用木模板，面板均采用1.5cm厚竹胶板。

外模横肋1.8m高以下的梁采用5cm×10cm方木，1.8m高以上的梁采用10cm×10cm方木，竖肋均采用10cm×10cm方木。

竖肋顶上、中部和底部各设一道拉杆。

1、车站模板材料特性

（1）10cm×10cm方木（落叶松）的力学性能（方木断面图见下图）

①落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103Mpa

②截面抵抗矩：

=0.10×0.102/6=1.67×10-4m3

③截面惯性矩：

=0.10×0.103/12=0.8×10-5m4

（2）5cm×10cm方木，方木（落叶松）的力学性能

①落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103Mpa

②截面抵抗矩：

=0.05×0.102/6=0.83×10-4m3

③截面惯性矩：

=0.10×0.103/12=0.42×10-5m4

（3）15cm×10cm方木，方木（落叶松）的力学性能

①落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103Mpa

②截面抵抗矩：

=0.15×0.102/6=2.5×10-4m3

③截面惯性矩：

=0.15×0.103/12=1.25×10-5m4

（4）竹胶板的力学性能

　竹胶板厚度大于15mm,计算时取单位长度1m。

①容许抗弯应力［σ］=50MPa，弹性模量E取6.5×103MPa

②截面抵抗矩：

W=

=1.0×0.0152/6=0.375×10-4m3

③截面惯性矩：

I=

=1.0×0.0153/12=2.81×10-7m4

2、梁外侧模板荷载分析

（1）新浇混凝土的侧压力（F1）

根据设计单位提供的数据，新浇混凝土容重rc=24KN/m3，浇筑速度v=0.5m/h，入模温度T=200C。

依据《建筑施工模板安全技术规范JGJ162-2008》混凝土有效压头计算公式：

F1=0.22γctoβ1β2V0.5（计算式一）

　　　　　F1=γcH（计算式二）

式中F——新浇筑混凝土对模板的侧压力，kN/m2；

γc——混凝土的重力密度，24kN/m3　；

to——新浇混凝土的初凝时间（h），采用to=200/（T+15）＝5.71；

V——混凝土地的浇筑速度，0.5m/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，取梁高为H=1.8m；

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。

因此，F1=0.22×24×5.71×1.2×1.15×0.50.5=29.42kN/m2，F1=γcH以实际浇筑高度决定，计算时二者取大值。

（2）倾倒混凝土产生的侧压力（F2）

当采用泵送混凝土浇筑时，侧压力取6kN/m2

（3）侧压力合计（F3）

F3=F1+F2

3、站厅梁高1.8m的侧模计算

（1）模板的形式与用料

其中面板为15mm厚木胶板；横肋用5cm×10cm方木间距25cm～30cm的，竖肋为10cm方木间距800mm。

在竖肋的梁顶和中间各用一根Φ16拉杆对拉，梁底用Φ18拉杆对拉，拉杆垫片采用δ10mm×100mm的钢板，拉杆间距小于800mm。

图11.8米高的梁模板构造及侧压力图

（2）计算图式

侧面板：

侧面板的计算图式为支承于相邻两横肋和竖肋之上受均布荷载的板，见图2-a。

当L1/L2>2时为单向板（简支板）；

当L1/L2<2时为双向板（四边简支）。

横肋：

横肋简化为支承于相邻竖肋上的受均布荷载的简支梁，

见图2-b。

竖肋：

竖肋的计算简图可简化为支承于竖肋中和底两个支点简支梁，横肋传来的集中力做为竖肋的均布力简化计算。

（3）混凝土侧压力

混凝土的坍落度为控制在12～16cm,浇筑时间5小时左右，采用泵送混凝土，用挣捣棒挣捣混凝土，其挣捣半径1.0m。

由于5小时左右可浇筑完梁混凝土，所以混凝土灌注高度等于梁体高度1.8m。

模面板上的随混凝土浇筑高度变化的混凝土侧压力，按其结构绘制侧压力图，如图1所示。

P0=2400×0.16=3.84kPa

P1=2400×0.46=11.04kPa

P2=2400×0.76=18.24kPa

P3=2400×1.06=25.44kPa

P4=2400×1.31=31.44kPa

P5=2400×1.56=37.44kPa

P6=2400×1.8=43.20kPa

（4）面板强度和刚度验算

由压力分析图可见在横肋布置间距为24cm的5～6区间的面板，其承受的测压力最大，故取该区间的面板验算：

面板厚度15mm

横肋间距L2=240mm

竖肋间距L1=800mm

L1/L2=800/240=3.33>2，按单向板计算，那么有面板计算跨径

，板宽b取单位长度1m，即所受均布荷载

，考虑到外加剂的影响

。

考虑泵送荷载6kN/m2>挣捣荷载4kN/m2，因此

考虑板的连续性，其强度和刚度可按下式计算：

面板采用15mm厚竹胶板其［σ］=50MPa，弹性模量E=6.5×103MPa，截面抵抗矩，W=0.375×10-4m3，惯性矩I=2.81×10-7m4

最大的内力为：

，满足要求。

挠度计算：

且小于1mm，满足要求。

（5）横肋强度和刚度验算

梁底部横肋受到的均布荷载最大

考虑泵送荷载6kN/m2>挣捣荷载4kN/m2，

横肋采用5cm×10cm方木（落叶松），其力学性能容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103Mpa，截面抵抗矩W=0.83×10-4m3，截面惯性矩I=0.42×10-5m4

如图2所示按单跨简支梁进行验算其强度和刚度，跨度

：

最大的内力为：

，满足要求。

挠度计算：

，满足要求

（6）竖肋强度和刚度验算

每道横肋施加竖肋上的集中力为

：

受到的均布荷载最大

考虑泵送荷载6kN/m2>挣捣荷载4kN/m2，

竖肋采用10cm×10cm方木（落叶松），其力学性能容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103Mpa，截面抵抗矩W=1.67×10-4m3，截面惯性矩I=0.80×10-5m4

如图2所示按单跨简支梁进行验算其强度和刚度，跨度

：

最大的内力为：

，满足要求。

挠度计算：

，满足要求。

（7）拉杆选用验算

梁底混凝土对模板的最大侧压力为P=（P4+P5+P6）/3×1.2+6=50.83kN/M2，拉杆布置间距80cm×70cm计算拉杆承受的拉力F=50.83×0.8×0.7=28.46kN。

查表得Φ16拉杆的容许拉力为24.5kN，Φ18的为29.6kN，因此底部选用Φ18的拉杆。

梁中混凝土对模板的最大侧压力为P=（P2+P3+P4）/3×1.2+6=36.05kN/M2，拉杆布置间距80cm×80cm计算拉杆承受的拉力F=36.05×0.8×0.8=23.07kN，查表得Φ16拉杆的容许拉力为24.5kN，因此中部选用Φ16的拉杆。

4、站厅盖梁的侧模计算

（1）模板的形式与用料

站厅盖梁高2.1m,外模面板为15mm厚竹胶板；横肋用10cm方木间距30cm～35cm的，竖肋为10cm方木间距900mm。

在竖肋的梁底和中间各用Φ20拉杆对拉，梁顶采用Φ16拉杆对拉，拉杆垫片采用δ10mm×100mm的钢板，拉杆间距如图。

图3站厅盖梁模板构造及侧压力图

（2）计算图式

侧面板：

侧面板的计算图式为支承于相邻两横肋和竖肋之上受均布荷载的板，见图2-a。

当L1/L2>2时为单向板（简支板）；当L1/L2<2时为双向板（四边简支）。

横肋：

横肋简化为支承于相邻竖肋上的受均布荷载的简支梁，见图2-b。

竖肋：

竖肋的计算简图可简化为支承于竖肋中和底两个支点简支梁，横肋传来的集中力做为竖肋的均布力简化计算。

（3）混凝土侧压力

混凝土的坍落度为控制在12～16cm,浇筑时间5小时左右，采用泵送混凝土，用挣捣棒挣捣混凝土，其挣捣半径1.0m。

由于5小时左右可浇筑完梁混凝土，所以混凝土灌注高度等于梁体高度2.1m。

模面板上的随混凝土浇筑高度变化的混凝土侧压力，按其结构绘制侧压力图，如图1所示。

P0=2400×0.20=4.80kPa

P1=2400×0.55=13.20kPa

P2=2400×0.90=21.6kPa

P3=2400×1.20=28.80kPa

P4=2400×1.50=36.0kPa

P5=2400×1.80=43.20kPa

P6=2400×2.10=50.40kPa

（4）面板强度和刚度验算

由压力分析图可见在横肋布置间距为30cm的5～6区间的面板，其承受的测压力最大，故取该区间的面板验算：

面板厚度15mm

横肋间距L2=300mm

竖肋间距L1=900mm

L1/L2=900/300=3.0>2，按单向板计算，那么有面板计算跨径可取净间距

，板宽b取单位长度1m，即所受均布荷载

，考虑到外加剂的影响

。

考虑泵送荷载6kN/m2>挣捣荷载4kN/m2，因此

考虑板的连续性，其强度和刚度可按下式计算：

面板采用15mm厚竹胶板其［σ］=50MPa，弹性模量E=6.5×103MPa，截面抵抗矩，W=0.375×10-4m3，惯性矩I=2.81×10-7m4

最大的内力为：

，满足要求。

挠度计算：

且小于1mm，满足要求。

（5）横肋强度和刚度验算

梁底部横肋受到的均布荷载最大

考虑泵送荷载6kN/m2>挣捣荷载4kN/m2，

横肋采用10cm方木（落叶松），其力学性能容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103Mpa，截面抵抗矩W=1.67×10-4m3，截面惯性矩I=0.80×10-5m4

如图2所示按单跨简支梁进行验算其强度和刚度，跨度

：

最大的内力为：

，满足要求。

挠度计算：

，满足要求。

（6）竖肋强度和刚度验算

每道横肋施加竖肋上的集中力为

：

受到的均布荷载最大

考虑泵送荷载6kN/m2>挣捣荷载4kN/m2，

竖肋采用15cm方木（落叶松），其力学性能容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103Mpa，截面抵抗矩W=2.5×10-4m3，截面惯性矩I=1.25×10-5m4

如图2所示按单跨简支梁进行验算其强度和刚度，跨度

：

最大的内力为：

，满足要求。

挠度计算：

，满足要求。

（7）拉杆选用验算

梁底混凝土对模板的最大侧压力为P=（P4+P5+P6）/3×1.2+6=49.2kN/M2，拉杆布置间距90cm×80cm计算拉杆承受的拉力F=49.2×0.9×0.8=35.42kN。

查表得Φ18拉杆的容许拉力为29.6kN，Φ20的为38.2kN，因此底部选用Φ20的拉杆。

梁中混凝土对模板的最大侧压力为P=（P2+P3+P4）/3×1.2+6=34.8kN/M2，拉杆布置间距100cm×90cm计算拉杆承受的拉力F=34.8×1.0×0.9=31.32kN，查表得Φ20拉杆的容许拉力为38.2kN，因此中部选用Φ20的拉杆。

5、站台π梁和外侧箱梁的侧模计算

（1）模板的形式与用料

站厅π梁高2.35m,外侧箱梁高2.25m,外模面板为15mm厚竹胶板；横肋用10cm方木间距20cm～35cm的，竖肋为15cm方木间距800mm。

在竖肋的梁底和中间各用Φ20拉杆对拉，梁顶采用Φ16拉杆对拉，拉杆垫片采用δ10mm×100mm的钢板，拉杆间距如图。

图4站台π梁和外侧箱梁模板构造及侧压力图

（2）计算图式

侧面板：

侧面板的计算图式为支承于相邻两横肋和竖肋之上受均布荷载的板，见图2-a。

当L1/L2>2时为单向板（简支板）；当L1/L2<2时为双向板（四边简支）。

横肋：

横肋简化为支承于相邻竖肋上的受均布荷载的简支梁，见图2-b。

竖肋：

竖肋的计算简图可简化为支承于竖肋中和底两个支点简支梁，横肋传来的集中力做为竖肋的均布力简化计算。

（3）混凝土侧压力

混凝土的坍落度为控制在12～16cm,浇筑时间5小时左右，采用泵送混凝土，用挣捣棒挣捣混凝土，其挣捣半径1.0m。

由于5小时左右可浇筑完梁混凝土，所以混凝土灌注高度以π梁高度2.35m进行验算。

模面板上的随混凝土浇筑高度变化的混凝土侧压力，按其结构绘制侧压力图，如图1所示。

P0=2400×0.30=7.20kPa

P1=2400×0.50=12.0kPa

P2=2400×0.85=20.4kPa

P3=2400×1.15=27.60kPa

P4=2400×1.45=34.8kPa

P5=2400×1.75=42.0kPa

P6=2400×2.05=49.2kPa

P7=2400×2.35=56.4kPa

（4）面板强度和刚度验算

由压力分析图可见在横肋布置间距为30cm的6～7区间的面板，其承受的测压力最大，故取该区间的面板验算：

面板厚度15mm

横肋间距L2=300mm

竖肋间距L1=800mm

L1/L2=800/300=2.67>2，按单向板计算，那么有面板计算跨径可取净间距

，板宽b取单位长度1m，即所受均布荷载

，考虑到外加剂的影响

。

考虑泵送荷载6kN/m2>挣捣荷载4kN/m2，因此

考虑板的连续性，其强度和刚度可按下式计算：

面板采用15mm厚竹胶板其［σ］=50MPa，弹性模量E=6.5×103MPa，截面抵抗矩，W=0.375×10-4m3，惯性矩I=2.81×10-7m4

最大的内力为：

，满足要求。

挠度计算：

且小于1mm，满足要求。

（5）横肋强度和刚度验算

梁底部横肋受到的均布荷载最大

考虑泵送荷载6kN/m2>挣捣荷载4kN/m2，

横肋采用10cm方木（落叶松），其力学性能容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103Mpa，截面抵抗矩W=1.67×10-4m3，截面惯性矩I=0.80×10-5m4

如图2所示按单跨简支梁进行验算其强度和刚度，跨度

：

最大的内力为：

，满足要求。

挠度计算：

，满足要求。

（6）竖肋强度和刚度验算

每道横肋施加竖肋上的集中力为

：

受到的均布荷载最大

考虑泵送荷载6kN/m2>挣捣荷载4kN/m2，

竖肋采用15cm方木（落叶松），其力学性能容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103Mpa，截面抵抗矩W=2.5×10-4m3，截面惯性矩I=1.25×10-5m4

如图2所示按单跨简支梁进行验算其强度和刚度，跨度

：

最大的内力为：

，满足要求。

挠度计算：

，满足要求。

（7）拉杆选用验算

梁底混凝土对模板的最大侧压力为P=（P5+P6+P7）/3×1.2+6=65.04kN/M2，拉杆布置间距80cm×70cm计算拉杆承受的拉力F=65.04×0.8×0.7=36.42kN。

查表得Φ18拉杆的容许拉力为29.6kN，Φ20的为38.2kN，因此底部选用Φ20的拉杆。

梁中混凝土对模板的最大侧压力为P=（P4+P5+P6）/3×1.2+6=56.4kN/M2，拉杆布置间距80cm×80cm计算拉杆承受的拉力F=56.4×0.8×0.8=36.10kN，查表得Φ20拉杆的容许拉力为38.2kN，因此中部选用Φ20的拉杆。