大型桁架模板受力計(jì)算(版)

1、中交第一航務(wù)工程局第五工程有限公司模板受力計(jì)算書（胸墻模板）單位工程： 錦州港第二港池集裝箱碼頭二期工程 計(jì)算內(nèi)容： 胸墻模板計(jì)算 編制單位： 主管：計(jì)算：審批單位： 主管：校核：錦州港第二港池集裝箱碼頭二期工程胸墻模板計(jì)算書一、設(shè)計(jì)依據(jù)1. 中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院圖紙2. 水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)JTS257-20083. 水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范JTJ268-964. 組合鋼模板技術(shù)規(guī)范（GB502142001）5. 組合鋼模板施工手冊6. 建筑施工計(jì)算手冊7. 港口工程模板參考圖集二、設(shè)計(jì)說明1、模板說明在胸墻各片模板中，1#模板位于碼頭前沿側(cè)，澆筑胸墻高度為3.15m，承受的側(cè)壓力最大，

2、同時(shí)胸墻外伸部分的重量也由三角托架來承受，因此選取1#模板來進(jìn)行計(jì)算。1#模板大小尺寸為17.9m（長）×3.15m（高）。采用橫連桿、豎桁架結(jié)構(gòu)形式大型鋼模板面板結(jié)構(gòu)采用安裝公司統(tǒng)一的定型模板，板面為5mm鋼板制作，背后為50×5豎肋。內(nèi)外橫連桿采用單10制作，間距為75cm；桁架寬度為650cm，最大水平間距75cm，上弦桿采用背扣雙6.3，下弦桿為雙50×50×5，腹桿為方管50×5。2、計(jì)算項(xiàng)目本模板計(jì)算的項(xiàng)目模板面板及小肋模板橫連桿的驗(yàn)算。模板豎桁架的驗(yàn)算。模板支立的各桿件的驗(yàn)算。模板計(jì)算1、混凝土側(cè)壓力計(jì)算混凝土對模板的最大側(cè)壓力：

3、 Pmax = 8KS+24KtV1/2=8×2.0+24×1.33×0.57½=40.1kN/m² 式中: Pmax混凝土對模板的最大側(cè)壓力Ks外加劑影響系數(shù)，取2.0Kt溫度校正系數(shù) 10時(shí)取Kt1.33V 混凝土澆筑速度50m3/h，取0.57m/h砼坍落度取100mm40.1+6×1.4=48.5 kN/m²取50KN/ m²其中為傾倒砼所產(chǎn)生的水平動力荷載，取6kN/×1.4=8.4kN/。2、板面和小肋驗(yàn)算板面強(qiáng)度驗(yàn)算取1mm寬板條作為計(jì)算單元，計(jì)算單元均布荷載q=0.05×1=0.

4、05 N/mm 5mm鋼板參數(shù)：I=bh3/12=300×5×5×5/12=3125mm4 = bh2/6=300×5×5/6=1250mm3q=0.05×300=15 N/mm=M/=0.078 ql2/=0.078×15×3002/1250=85 N/mm2=215 N/mm2fmax=Kf×Fl4/B0=0.00247×0.05×3004/2358059=0.43mm300/500=0.6mm，鋼板滿足要求其中Kf為撓度計(jì)算系數(shù)，取0.00247B0為板的剛度，B0=Eh3x/1

5、2(1-2)=2.06×105×53/12(1-0.32)=2358059鋼板的泊松系數(shù)，取0.3h為鋼板厚度，h=5mm故面板的強(qiáng)度、剛度滿足要求。板肋驗(yàn)算50×5扁鋼豎肋驗(yàn)算： (a)荷載 q=0.05×30015N/mm (a) 強(qiáng)度驗(yàn)算Mmax=ql2/8=15×3002×1/8=168750 N·mmW=5×502×1/6=2083.3mm3max=Mmax/w=168750/2083.3=81 N/mm2 <f=215 N/mm2(c)撓度驗(yàn)算fmax=0.644ql4/100EI=12

6、×0.644×15×3004/100×2.06×105×5×503 =0.08 mm < 300/500 =0.6 mm滿足要求。3、橫連桿10驗(yàn)算(a)線荷載q，=q·h =0.05×750=37.5 N/mm。 (b)強(qiáng)度驗(yàn)算 查表得100×48×5.3 Wx=39.7×103 mm3 Ix=198×104 mm4 max=Mmax/rx·Wx=0.125×37.5×7502/1.0×39.7×103 =6

7、7 N/mm2 < f =215 N/mm2滿足要求。(c)撓度驗(yàn)算 fmax=0.644ql4/100EI=0.644×37.5×7504/100×2.06×105×198×104 =0.19mm <750/500= 1.5mm滿足要求。5、豎桁架驗(yàn)算豎桁架高度為65cm，最大間距75cm，由10傳導(dǎo)至豎桁架節(jié)點(diǎn)處得集中力F。桁架圖示發(fā)如下 模板桁架結(jié)構(gòu)圖將板面?zhèn)鱽淼木鶆蚝奢d轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)受力，各桿件受力見圖如下,其中拉桿為負(fù)值(a)豎桁架強(qiáng)度驗(yàn)算桁架上弦桿材料26.3，W=32.246cm3，S=1688.8 mm2;腹桿

8、為方管50×5，W=15.6cm3, S=960 mm2;下弦桿為雙50×50×5， W=15.6cm3, S=960mm2F=0.05×750×750=29×103 N上弦桿最大內(nèi)力1.73F，壓應(yīng)力max=29×103×1.73/1688.8=30N/mm2<=170 N/mm2下弦桿最大內(nèi)力2.31P，拉應(yīng)力max=29×103×2.31/960=70N/mm2<=170 N/mm2腹桿最大內(nèi)力2.28P，壓應(yīng)力max=29×103×2.28/960=69N

9、/mm2<=170 N/mm2滿足要求。（b）桁架整體剛度驗(yàn)算桁架撓度近似的按幾個(gè)集中荷載作用下簡支梁的最大撓度公式進(jìn)行驗(yàn)算fmax=(5n4+2n2+1)Fl3/(384n3EI)n=5；F=29KN；l3550mm；I=2×11.8×104+1688.8×(750/2-15.2)2=4.37×108mm4,E=2.06×105N/mm2；fmax=(5×54+2×52+1)×29000×35503/(384×53×206000×4.37×108)=0.12

10、mmf=3200/1000= 3.2mm經(jīng)計(jì)算桁架單跨強(qiáng)度和撓度均滿足要求。6、模板拉桿1、三腳架螺栓連接計(jì)算三腳架采用M24螺栓與沉箱內(nèi)預(yù)留圓臺螺母連接，M24螺栓間距為75cm，每段胸墻有23個(gè)螺栓。M24螺栓同時(shí)承受拉力和剪力，桁架上的施工荷載按P2=2KN/m2計(jì)算，每段胸墻有24個(gè)桁架，胸墻前模自重G=120KN。螺栓承受的剪力：Nv=(1202×0.46×17.5)÷23=5.92KN螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值：Nbv= Ae fbv=353×140×10-3=49.42KN螺栓承受的拉力：Nt=RD×24÷23=50

11、×24÷23=52.2 KN螺栓受拉承載力設(shè)計(jì)值：Nbt=Ae fbt=353×170×10-3=60.01 KN(Nv/ Nbv)2(Nt/ Nbt)21/2=(5.92÷49.42)2(52.2÷60.01)21/2=0.88<1螺栓強(qiáng)度滿足要求2、頂拉桿計(jì)算和頂口預(yù)埋件焊縫計(jì)算2.1頂口對拉桿的水平間距為2000mm，以后側(cè)模板壓力計(jì)算如下：Pmax = 8KS+24KtV1/2=8×2.0+24×1.33×0.57½=40.1kN/m² 式中: Pmax混凝土對模板的最大

12、側(cè)壓力Ks外加劑影響系數(shù)，取2.0Kt溫度校正系數(shù) 10時(shí)取Kt1.33V 混凝土澆筑速度50m3/h，取0.57m/h砼坍落度取100mm19.3+6×1.4=48.5 kN/m² 24×1.6+6×1.4=46.8 kN/m²兩者取小值P側(cè)=46.8 kN/m²，取47 kN/m²壓力圖形如下：根據(jù)壓力圖形可求出單個(gè)頂拉桿受的拉力F1=50*1.62/6*2m=42.7kN(間距2m)單個(gè)預(yù)埋件所受的力F2=50*1.62/3*3m=128kN（間距3m）頂拉桿螺栓的拉應(yīng)力：=42700/（3.14×252/4

13、）=87 N/mm2<170 N/mm2，頂拉桿滿足要求。 2.2 預(yù)埋件焊縫計(jì)算側(cè)面角焊接：=160N/mm2 =hf為焊腳尺寸，l為焊縫長度角焊接焊腳尺寸取8mm則可求得：l159mm，取16cm。3、抗傾覆拉桿計(jì)算胸墻前模防傾拉桿為M24螺栓，與模板成40°傾斜。拉桿底口與沉箱內(nèi)預(yù)留預(yù)埋件焊接加固，采用雙面搭接焊，搭接長度不小于13cm。產(chǎn)生模板傾覆的作用力有：1）模板自重，簡稱P自傾 2）后模底部以下混凝土產(chǎn)生的不平衡的側(cè)壓力和傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的水平動力荷載，兩者和二為一簡稱P外傾。模板計(jì)算簡圖見圖10。 先求得模板的重心：yc=32.5cm3.1當(dāng)若斜拉桿間距為1.5

14、m時(shí):每根對拉處的P自傾=120 KN÷17.5m×1.5m=10.3 KNP外傾對C點(diǎn)的彎矩M1=75×1.072/2+75/2×2.08×(1.07m+2.08/3m)=180 KN*m頂口對拉桿的豎直線荷載f1=F1/2=21.4KN/m砼側(cè)壓力的豎直線荷載q=Pmax*1.5=75KN/m由MC=10.3×0.325+180-f1×1.5×3.15-P抗傾×sin40o×3.15=0，求得防傾拉桿承受的拉力：P抗傾=40.6 KN防傾拉桿截面積極限值：A=Nbt/fbt=40.6/170

15、×10-3=238 mm2<M24有效截面積Ae=353 mm2M24螺桿滿足要求。3.2當(dāng)間距為2.25m時(shí)每根對拉處的P自傾=120 KN÷17.5m×2.25m=15.5 KNP外傾對C點(diǎn)的彎矩M1=113×1.072/2+113/2×2.08×(1.07m+2.08/3m)=270 KN*m頂口對拉桿的水平線荷載f1=F1/2=21.4KN/m砼側(cè)壓力的水平線荷載q=Pmax*2.25=113KN/m由MC=15.5×0.325+270-f1×2.25×3.15-P抗傾×sin40

16、o×3.15=0，求得防傾拉桿承受的拉力：P抗傾=61 KN防傾拉桿截面積極限值：A=Nbt/fbt=61/170×10-3=359 mm2>M24有效截面積Ae=353 mm2,不滿足要求。斜拉桿選用M24螺桿，且間距為1.5m時(shí)滿足要求。7.吊點(diǎn)驗(yàn)算7.1模板吊環(huán)驗(yàn)算模板采用四點(diǎn)吊，荷載按照兩點(diǎn)吊計(jì)算，1#模板重120KN，吊點(diǎn)單獨(dú)設(shè)計(jì)，其余模板重量不超過60KN取吊環(huán)直徑為25mm。安全荷重量為：Q1=×（25/2）2×6×210 /5=123.6KN<60KN滿足要求。7.2卡環(huán)計(jì)算1#模板卡環(huán)配套鋼絲繩采用M62型，經(jīng)查表

17、得單個(gè)安全荷重為160KN，其余模板采用M42型，經(jīng)查表得單個(gè)安全荷重為68KN。滿足要求。7.3 鋼絲繩驗(yàn)算鋼絲繩采用36.5mm、6×37芯，經(jīng)查表6-1鋼絲破斷拉力總和為705KN，又查表6-2，換算系數(shù)=0.82，取安全系數(shù)K=6，模板起吊及拆除時(shí)，兩端繩頭夾角不大于90°。安全荷重量為：Q2=705KN×2×cos45°×0.82/6=136.3KN<120KN滿足要求。8、焊縫要求桁架模板的頂口、底口拉桿均作用在桁架內(nèi)側(cè)弦桿上，而桁架為整體受力結(jié)構(gòu)，故桁架制作時(shí)所有連接焊縫為影響模板整體結(jié)構(gòu)安全的控制點(diǎn)，要求桁架制作時(shí)連接焊