模板强度计算书讲解.docx

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模板强度计算书讲解

桥墩模板（模板强度计算书）

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一编制依据

1、《钢结构设计规范》GB50017—2003；

2、《钢结构工程施工及验收规范》GB50205—2001；

3、《建筑工程大模板技术规程》JGJ74—2003

4、《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ210-2005。

5、《铁路组合钢模板技术规则》TBJ211-86

二.设计计算指标采用值

1、钢材物理性能指标

弹性模量E＝2.06×105N/mm2；质量密度ρ＝7850kg/m3；

2、钢材强度设计值

材料名称

屈服点（MPa）

强度设计取值（MPa）N/mm2

抗剪

抗弯

抗压

Q235

235

94

141

211

三方案设计说明

本墩柱钢模板力学计算书适应于实心墩拉杆式方案，详细结构参见设计图。

墩身结构是一个形式于花瓶式的墩柱，墩柱模板基本材料：

面板为δ=6mm钢面板，贴面背肋为槽钢[10#，连接螺栓为M16，大背肋为][16组焊件（下面将要详细提到）。

以上材料的材质均为Q235。

对拉杆采用直径φ25的精轧螺纹钢。

模板高度h=2000mm，桁架最大间距Ly=100mm，高度方向的通长背肋间隔Ly=300mm。

四计算荷载

1、混凝土施工参数：

混凝土入模温度30度，浇注速度2m/h，最大浇注高度按8米。

2、混凝土浇筑时侧压力的标准值：

由式Fc=0.22rctoβ1β2ν½

取⑴rc=25KN/m³

⑵to=4.44（h）

新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。

当缺乏实验资料时，可采用t=200/（T+15）计算；T=混凝土的入模温度取30°得：

t=200/（30+15）=4.44

⑶β1=1.2（掺外加剂）

⑷β2=1

⑸ν=2m/h（浇筑速度）

有：

㈠、Fc=0.22×25×4.44×1.2×1×2½=41.44KN/㎡

㈡、Fc=rcH=25×8=200KN/㎡

按规范取:

Fc=41.44KN/㎡

3、倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值取2KN/㎡（混凝土入模时采用溜槽入模）

根据《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）和《混凝土结构工程及验收的规范》（GBJ5024-92）的有关规定，各类荷载相应的分项系数和调整系数，取值如下：

恒载分项系数取：

1.2

活载分项系数取：

1.4

折减调整系数取:

0.85

4、则混凝土浇筑的侧压力设计值为：

41.44×1.2×0.85=42.27KN/㎡

5、倾倒混凝土时产生的水平荷载设计值为：

2×1.4×0.85=2.38KN/㎡

6、总荷载设计值为:

F0=42.27+2.38=44.65（KN/㎡）

钢模主要承受混凝土的侧压力，侧压力取为F=45KN/㎡，有效高度h=F0/rc=45/25=1.8m参见下图示。

五面板强度验算

1取单格面板300mm×500mm作为计算单元，则单位宽板承受的荷载为：

q=45×0.5=22.5KN/m

2偏于安全考虑，不考虑横向肋板对面板的加强作用，将面板受力状况简化为以竖肋[8为支点的简支梁。

其简化受力分析示意图见图1。

图1面板简化受力分析示意图

3面板的截面抗弯系数为：

W1=b*h2/6

=0.5*0.006*0.006/6

=3（cm3）

4面板的截面抗弯惯性矩为：

I1=b*h3/12

=0.5*0.006*0.006*0.006/12

=0.9（cm4）

5根据公式有面板所以受的最大弯矩为：

Mmax=qL2/8

=22.5*0.3*0.3/8

=253（N·m）

6面板所受最大弯曲应力为：

σmax=Mmax/W

=253/3

=84.33（MPa）<[σ]=160

7面板在该载荷下所产生的最大变形量为：

Ymax=5*q*L4/（384E*I）

=5*25300*0.34/（384*206*109*0.9*10-8）

=0.00144（m）

∴δ6面板强度及刚度满足要求

六贴面背肋[10计算

1、构造

背肋与面板等共同承受外力，背肋的材料规格为槽钢[10，查型钢特性表，得截面面积A=10.2cm²IX=101cm4

2、竖肋[10的验算：

竖肋材料初步确定为[10。

对竖肋进行力学检算时,其力学模型可以简化为以大背肋布置处为支撑点，竖肋为一受T行载荷的简支梁。

图2竖向小肋[8受力分析示意图

3、考虑最不利影响，竖肋作用范围内各处侧压力均按照最大值计。

其值为:

q=F0*h1*=45*0.3=13.5（KN/m）

其中h1为[10的有效作用宽度（即[10间距），其值为0.3m

4、偏于安全考虑及计算方便，竖肋[10的简化力学模型改如下图：

图3竖向小肋[10简化受力分析示意图

取L=0.625m,L1=0.325m,L2=0.325m

∵L1=0.5>（0.707-0.5）*2=0.414=（0.707-0.5）*L

5、肋[10所受最大弯矩为：

Mmax=q1*L 12/2=13500*0.5*0.5/2=1687.5（N·m）

肋[10的抗弯截面系数：

W=25.3（cm3）

6、肋[10所受的最大弯曲应力为:

σmax=Mmax/W=1687.5/0.0000253=66.7（MPa）<[σ]

7、肋[10所产生的最变形量为:

y1=7*q1*L24/（24E*I）

∴y1=7*13500*0.54/（24*200,000,000,000*0.00000101）

=0.000105（m）

∴竖向小肋[10强度及刚度满足要求

七大背肋强度检算

1、构造

大背肋是16#槽钢背靠背形成的组焊件，节点处加焊节点板，桁架最大高度间距lx=625mm，桁架以对拉螺杆为其支承点，为简化计算将背肋传来的集中力简化为均布载荷,见其下计算简图：

桁架力学计算结合PKPM软件进行计算，PKPM力学计算在计算过程中如果程序中数字变成红色字眼，即表示此处材料达不到受力要求，本计算书中将出现的图片是在使用PKPM计算过程中自动生成切的屏，请参照图片查看。

根据下面图片中，因为没有出现任何红色字眼，桁架受力符合要求。

桁架对拉处（上图中支座处），受力特别大，应采取在槽钢槽口内贴节点板，加强以确保无误。

2、桁架模型（取最大截面为受力模型）

3、恒载图活载图

4、配筋包络和钢结构应力比图

5、相对绕度图

6、弯矩包络图

八对拉杆强度检算

以模板整体为研究对象分析，根据拉杆受力特点得计算公式：

P=F0*A

其中F0=45（KN）

根据拉杆布置得单根拉杆受力面积为：

A=1*2.6=2.6（m2）

代入公式求得：

F=45*2.6=117（KN）

拉杆采用Ⅳ级（HRB500）精轧螺纹钢规格为Φ25，其所受最大应力为：

σ4=F/A

=117/（3.14*0.0125*0.0125）=117/491*10-6

=237（MPa）<[σ]=500MPa

∴拉杆强度满足要求

精轧螺纹钢材料性能表

牌号

公称直径mm

σs（或σp0.2）

σb

δ5

Mpa

MPa

%

不小于

HRB335

6～25

335

490

16

28～50

HRB400

6～25

400

470

14

28～50

HRB500

6～25

500

630

12

28～50