鋼大模板的變形計算和承載能力計算

1、全鋼大模板(86系列 變形計算和承載能力驗算 版 本 號 2011版 主控部門 技術(shù)部編 號 計 算 田紀(jì)峰發(fā) 文 號 編 緝 田紀(jì)峰控制類別 非控 批 準(zhǔn) 廉永紅榆林鼎智工貿(mào)有限公司二 0一一年二月計算: 田紀(jì)峰 批準(zhǔn): 廉永紅 2011年 2月 : 1鋼大模板的變形計算和承載能力計算(86型1. 墻大模板的結(jié)構(gòu)構(gòu)造1. 1結(jié)構(gòu)構(gòu)造86型鋼大模板的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。單元板詳圖見附錄一,組拼大模板詳圖見附錄二。86型鋼大模板:面板采用=6 mm 厚,且材質(zhì)為 Q 235 A 的原平鋼板;豎肋、 橫肋和邊肋均采用 8 #普通型熱軋槽鋼;背楞采用 10 #普通型熱軋槽鋼。1. 2模板部件的力學(xué)特性數(shù)據(jù)86

2、型模板部件都是采用 Q 235 A 材質(zhì),其強度設(shè)計值 F=215 N/mm2,彈性模量 E=206000 N/mm2。面板厚 6mm ,取 1 m寬,截面積 A=6000 mm2,慣性矩 I=18000 mm4,截面模 量 W=6000 mm3。8 #槽鋼的截面積 A=1024 mm2,慣性矩 I=1.013×106 mm 4,截面模量 W=25.3×103 mm 3。 10 #槽鋼的截面積 A=1274 mm 4,慣性矩 I=1.983×106 mm 4,截面模量 W=39.7×103 mm 。2.模板的荷載計算2. 1計算模板變形用的荷載值按照國家

3、標(biāo)準(zhǔn)砼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范第 2.2.3條規(guī)定,計算大模板變 形的荷載標(biāo)準(zhǔn)值由下面二個公式計算,并取二者較小值。 設(shè) T=200C ,1=1.0,2=1.15, V=5.3代入(2.1-1式得, q=80 KN/m2。設(shè) H=3.5 m代入 (2.1-2 得 q=84 KN/ m2, 取 q=80 KN/ m2, 為計算 86型大模板變形的 標(biāo)準(zhǔn)荷載值。 這里需要說明二點:一是在 T=200的標(biāo)準(zhǔn)溫度下, 澆筑速度可達 5.3 M/h,2.2-1 2.2-2計算: 田紀(jì)峰 批準(zhǔn): 廉永紅 2011年 2月 : 2接近本規(guī)范規(guī)定的最大澆筑速度。二是通常的住宅大模板,層高 3 m以下, 86型大

4、 模板可以用來澆筑層高更高的建筑物。砼側(cè)壓力值分布如圖 2.1-1所示。圖示說明, 圖 2.1-1砼側(cè)壓力值分布圖 側(cè)側(cè)2. 2驗算模板承載能力用的荷載值如上所述,取用 80 KN/m2側(cè)壓力值,可以不考慮砼振搗和傾倒因素。承載能 力的荷載值為 80×1.2=96 KN/m2,分布同 2.1-1圖示。3.變形計算采用單向板計算方法計算產(chǎn)品的變形值。這種計算方法的結(jié)果是偏于保守的。 3. 1面板變形和豎肋變形的計算 3. 1. 1面板變形根據(jù)組拼大模板和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)大模板的結(jié)構(gòu),這里計算兩個單元模板,一個是 1.5m ,另一個是 1.2 m。豎肋布置為 300 mm間距,則一個簡化為五跨,

5、另一個簡化 為四跨。 查有關(guān)計算表, 五跨的撓度計算系數(shù) f i =0.00657 m, f 2=0.00151, f 3=0.00315, 四跨的系數(shù) f 1=0.00646, f 2=0.00186,以 Q=0.08, L=300, T=6, E=206000及對應(yīng)的 f i 代入式(3.1.1 ,其計算結(jié)果如圖 3.1.1-a 、圖 3.1.1-b 表示。公式 3.1.1 計算: 田紀(jì)峰 批準(zhǔn): 廉永紅 2011年 2月 : 3由于側(cè)壓力自下向上線性變化至 0,所以撓度值也是自下向上線性減至 0值, 如圖 3.1.1C 所示。3. 1. 2豎肋變形86系列模板的豎肋,不管是邊肋還是中間肋

6、,均采用匚 8。豎肋后面布置的背 楞共三道, 自下向上, 第一道背楞離模板底邊為 190mm , 第二道距第一道 1150mm , 第三道距第二道 1150 mm。背楞是豎肋的支座,所以豎肋的計算簡圖如圖 3.1.2-1所 示 采 用 計 算 機 程 序 計 算 。 現(xiàn) 取 中 間 豎 肋 為 例 , 作 用 在 上 面 的 荷 載 為 80× 五跨和四跨模板務(wù)肋受力系數(shù) 表 3.1.2 找出 L 、 P 、 T 支座反力, 然后再考慮各豎肋的受力不同, 即面板傳給豎肋的力不同, 可得到 L 、 P 、 T 三道背楞上的作用力,如表 3.2.1-1所示。由表中數(shù)值可知, P 背楞 受

7、的力等于 L 背楞的 1.0626倍, T 背楞所受的力是 L 背楞的 0.2381倍。豎肋對背楞的作用力(KN 表 3.2.1-1 組拼大模板可以由二跨、三跨、四跨、五跨的單元模板組拼而成,連續(xù)的背楞可以 承擔(dān)各單元模板的肋的作用。附錄二組拼大模板的背楞計算簡圖如圖 3.2.1-1所示。計算:田紀(jì)峰 批準(zhǔn):廉永紅 2011年 2月 : 4 注:表中負(fù)值為反方向的撓度值。3. 2. 2對拉螺栓變形對拉螺栓所受的力,由上述背楞變形計算結(jié)果中的支座反力得到,整理后列在 表 3.2.2中,對應(yīng)的 M32對拉螺栓的變形也反映在表中。計算變形過程中,采用的 對拉螺栓長度為 750 mm ,凈面積 A=6

8、48 mm 2。對拉螺栓的變形計算公式為 L=N L/A E ,其中 N 即為對拉螺栓所受的力(內(nèi)力 N 。對拉螺栓內(nèi)力和變形值 表 3.2.2 全塊模板共 18個對拉螺栓,總內(nèi)力為 447 KN ,而外荷載為 80 KN ×4.2×2.68/2=450 KN,基本平衡。由表中數(shù)值可知,對拉螺栓的最大變形為 0.274 mm。3. 3變形值匯總根據(jù)計算的變形值位置, 在相同坐標(biāo)處疊加, 面板與豎肋變形值疊加后如圖 3.3-1所示。 兩個圖都只畫了一半, 因為另一半是對稱的。 圖中的變形值均以 mm 為單位 。 圖 3.3-2背楞與對拉螺栓變形疊加值 (mm 面板的變形是模板

9、變形的代表, 是直接影響澆筑砼的質(zhì)量, 所示應(yīng)該根據(jù)圖 3.3-1和圖 3.3-2合成變形值, 再一次合成為模板面板的最終變形值。 這次模板變形值的合 成,是由于背楞與對拉螺栓形成豎肋發(fā)生位移的原因。這就需要計算由于支座位移 發(fā)生的次變形。也就是需要計算面板由于支座位移發(fā)生的次變形。也就是需要計算 由模板而板構(gòu)造的五跨和四跨連續(xù)梁由于支座位移而發(fā)生的次變形 (次撓度 , 其計 算簡圖如圖 3.3-3所示。支座位移值取圖 3.3-2中的底邊外以及 665 mm和 1765 mm 支座位移值表(mm 表 3.3-1 面板因為支座位移發(fā)生的次撓度可應(yīng)用有關(guān)公式計算, 或應(yīng)用計算機程序計算。 其計算結(jié)

10、果在表 3.3-2. 中列出?？紤]次撓度(次變形后的模板變形值如圖 3.3-4所 示。 圖 3.3-4的模板變形值考慮了各種主要受力因素后的模板總變形。 由圖的數(shù)值可知,模板的最大變形值為 1.357 mm,沒有超過 2 mm,相互間的差異更不到 2 mm。4.承載能力驗算由于模板承載能力驗算用的荷載分布圖與上述變形計算用的荷載分布圖相同, 所以變形計算過程中的內(nèi)力只需乘以荷載分項系數(shù) 1.2即可。4.1面板承載能力驗算 面板按單向連續(xù)梁計算 , 各跨的彎曲應(yīng)力 滿足要求。 4.2豎肋承載能力驗算由豎肋變形計算結(jié)果查得最大彎矩為負(fù)彎矩,即第二道背楞處為 -1.418 KN m ,彎曲應(yīng)力五跨

11、:五跨 : 4.3背楞承載能力驗算由背楞變形計算結(jié)果查得最大彎矩為負(fù)彎矩,發(fā)生在五跨板內(nèi)的對拉螺栓 處,為 -3.867 KN m ,彎曲應(yīng)力4.4對拉螺栓承載能力驗算由背楞變形計算結(jié)果得, 對拉螺栓承受拉力是在中間一排對拉螺栓的由邊向 里數(shù)第二個對拉螺栓, 其內(nèi)力為 48.75 KN, 而對拉螺栓采用 M32, 凈面積為 648 mm2。 以上各部件的承載能力均滿足要求,因拉應(yīng)力。 5.結(jié)語86型大模板承受的側(cè)壓力可達 80 KN/ m2,因而施工速度可加快。組拼大模板是用背楞連接的,背楞上的對拉螺栓安排不可任意,其最大間距不 宜超過 1200mm ,在不增加螺栓數(shù)量的情況下,橫排其間距盡量均勻一些,否則會 引起較大的次變形,影響澆筑砼的質(zhì)量。由以上計算結(jié)果說明, 86型大