自爬式模板设计计算书(增加)

液压自爬模计算书编制：审批：审核：北京卓良模板有限公司2005.1.8.一. 编制计算书遵守的规范和规程：建筑结构荷载规范 （GB 50009-2001）钢结构设计规范 （GBJ 50017-2003）混凝土结构设计规范 （GB 50010-2002）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204-2002）建筑施工计算手册 江正荣 编著 钢结构工程施工质量验收规范 （GB 50205-2001）二. 爬模组成:爬模由预埋件、附墙装置、导轨、支架、模板及液压动力装置组成。三. 计算参数：1. 塔肢内外墙液压自爬模各操作平台的设计施工荷载为:模板,浇筑,钢筋绑扎工作平台最大允许承载 3KN/m (沿结构水平方向)爬升装置工作平台最大允许承载 0.75KN/m(沿结构水平方向)模板后移及倾斜操作主平台最大允许承载 1.5KN/m(沿结构水平方向)2. 除与结构连接的关键部件外，其它钢结构剪力设计值为：FV=125KN; 拉力设计值为：F=215KN;3. 爬模的每件液压缸的推力为100KN (即10t)。4. 自爬模爬升时，结构砼抗压强度不低于15MPa。5. 假定模板,浇筑,钢筋绑扎工作平台宽度为4.0米，则施工荷载为12KN。6. 假定爬升装置工作平台宽度为4.0米，则施工荷载为3KN。7. 假定模板后移及倾斜操作主平台宽度为5.0米，则施工荷载为7.5KN。8. 假定分配到单位机位的模板宽度为3米，高度为5米，则模板面积为15平米。9. 假定分配到单位机位的模板自重为15KN。10. 假定最大风荷载为2.5KN/平米，作用在模板表面，侧沿模板高度方向风荷载为2.53=7.5KN/米。11. 假定单个机位系统总重为50KN，含支架、平台、跳板、液压设备及工具。四. 用计算软件SAP2000对架体进行受力分析： 1. 支架稳定性验算确定支架计算简图:按以上计算参数取值，通过计算软件SAP2000绘制轴力、弯矩、剪力和约束反力如下：轴力图 弯矩图剪力图 约束反力图各杆件的轴力、弯矩、剪力见下表:杆件号轴力KN弯矩KN.M剪力KN备注1-289.7638.9094.102-3161.6822.5343.123-4-147.71001-4119.4293.0437.491-5164.9254.1493.506-898.4835.9826.487-8-137.56007-9-7.5033.8530.78注：显然，若以上杆件满足要求，其它杆件必定满足要求，故可不作分析。约束反力：V=93.50KNN=164.92KNR2=124.42KN因受拉杆件远远满足要求，只需对受压杆件进行失稳验算， 3-4、7-8、7-9为受压杆，对3-4、7-8进行稳定性验算，7-9轴力很小，不作计算。分板结果如下图：杆件号内力规格截面积mm2长细比稳定系数应力值3-4-147.71160X5.02419.03550.83373.317-8-137.56114X5.01712.17500.85693.86各杆件轴向应力均小于强度设计值f=215mm2 故满足要求。1-4 杆件最大剪应力：=37.491000/7248=5.18(N/mm2)1-4 杆件受弯最大应力：=M/W=(93.041000000)/ 467510=199.02(N/mm2) (/125)2+ (/215)21/2=0.9271 符合要求.6-8 杆件与模板紧贴在一起，6-8杆件的弯矩实际上可认为由模板承担，因模板刚度很大，完全可不记其变形，故6-8 杆件符合要求。五. 埋件、重要构件和焊缝计算： 1. 单个受力螺栓设计抗剪100KN，抗拉150KN，验算时，只需验算结果小于设计值就可。2. 单个埋件的抗拔力计算： 根据建筑施工计算手册,按锚板锚固锥体破坏计算埋件的锚固强度如下:假定埋件到基础边缘有足够的距离，锚板螺栓在轴向力F作用下，螺栓及其周围的混凝土以圆锥台形从基础中拔出破坏（见右图）。分析可知,沿破裂面作用有切向应力s和法向应力s,由力系平衡条件可得： F=A(s sin+s cos)由试验得：当b/h在0.191.9时，=45，F=0.0203 fc, 代入式中得： F=(20.0203/sin45)fc (/2)h2ctg45+bh=0.1 fc (0.9h2+bh)式中 fc混凝土抗压强度设计值（15N/mm2）; h破坏锥体高度（通常与锚固深度相同）（400mm）; b锚板边长（80mm）.所以F=0.1 fc (0.9h2+bh) =0.115(0.93102+80400) =177.73(KN)埋件的抗拔力为F=177.73 KN 150 KN, 故满足要求。3. 锚板处砼的局部受压抗压力计算：根据混凝土结构设计规范局部受压承载力计算：FL1.35CL fc ALnL=Ab/AL 式中 FL局部受压面上的作用的局部荷载或局部压力设计值；（KN）fc 混凝土轴心抗压强度设计值；（15N/mm2）C混凝土强度影响系数；（查值为0.94）L混凝土局部受压时的强度提高系数；（2）AL 混凝土局部受压面积；（mm2）ALn混凝土局部受压净面积；（8080mm2）Ab局部受压计算底面积；（mm2）所以：FL1.35CL fc ALn =1.350.942156400 =243.65KN150 KN, 故满足要求。4. 受力螺栓的抗剪力和抗拉力的计算： 材料：45号钢 调质处理 Rc25-30受力螺栓为M42螺纹，计算内径为:d=36mm；截面面积为：A=d2/4=1017.4mm2;单个机位为双埋件，单个埋件的设计剪力为：FV=50KN; 设计拉力为：F=75KN; 受力螺栓的抗压、抗拉、抗弯强度查表可知：抗拉屈服强度f=640N/mm2，抗剪强度为：fV=320 N/mm2. 根据计算手册拉弯构件计算式计算： .抗剪验算： =FV /A=100103/1017.4=98.28 N/mm2 fV=348 N/mm2,故满足要求。.抗拉验算： =F/A=150103/1017.4=147.44 N/mm2100 KN, 满足要求。6. 导轨梯档的抗剪力计算： 根据图纸，单个梯档的焊缝长度为320mm,焊高为8mm,故焊缝的断面面积为：A=3208=2560mm2查计算手册可知：材料Q235钢的焊缝抗剪强度为125N/mm2所以梯档承载力为：FV=1252560=320KN 100KN 故满足要求。7. 承重插销的抗剪力计算：承重插销设计承载200KN。根据图纸可知承重插销的断面尺寸为：A=3.142020=1256mm2由五金手册可查材料Q235钢的抗拉屈服强度值为215N/mm2，所以抗剪强度为：fV = fc0.58=124.7N/mm2因为抗剪面为两个，所以承重插销的承载力为：FV=21256124.7=313.25KN 200KN 故承重插销满足设计要求。8. 维萨板变形验算：混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度为混凝土的有效压头。通过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值：F=0.22ct012V1/2F=cH式中 F-新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2） c-混凝土的重力密度（kN/m3）取25 kN/m3 t0-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=200/(25+15)=5T-混凝土的温度（）取25V-混凝土的浇灌速度（m/h）;取2m/hH-混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）;取4.65m1-外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1； 2-混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；5090mm时，取1；110150mm时，取1.15。取1F=0.22ct012V1/2 =0.22x25x5x1x1x21/2 =38.9kN/m2 F=cH =25x4.65=116.25kN/ m2取二者中的较小值，F=38.9kN/ m2作为模板侧压力的标准值，并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4 kN/ m2，分别取荷载分项系数1.2和1.4，则作用于模板的总荷载设计值为：q=38.9x1.2+4x1.4=52.3 kN/ m2维萨板的弹性模量8730N/mm2,厚度18mm,模板假设高4.65m,有效压头高度h=F/24=52.324=2.18m,取最下边一米高度计算，均布压力52.3kN/m,对 z 轴惯性矩 I z=4.86x105mm4,取其中的5跨，维萨板与木工字梁连接为铰接，通过力学求解器计算结果如下图各跨最大位移如下表跨数12345挠度（mm）0.640.150.150.150.64满足最大位移3mm的要求9. 木工字梁变形验算对z轴惯性矩I z =0.23x0.08/12-2x0.123x0.025/12=4.61x10-5 ,弹性模量为9500N/mm2,次背楞间距为1m,距板边0.35m ,木工字梁间距0.3 m，则最大侧压力52.3x0.3=15.69kN/m通过力学求解器计算结果如下图各跨最大位移如下表跨数1234567挠度（mm）0.020.130.080.10.080.050.02最大位移0.13mm, 远小于3mm，满足要求圆弧处张力：F=R x Pb x e=5.1m x 30kN/ m2x1.4m=231kN289.5kN, 满足要求.10. 附墙撑的强度验算由先前的计算，R2=124.42kN,附墙撑的材料为56的圆钢，长度L=750mm,长细比750/5614=350,所以不用验算稳定性，只验算强度即可A=r22463mm2F/N=124.2x103/2463/225.2N/mm2=215,所以满足要求。 第 12 页 共 12页