最新墩柱模板强度校核书(桁架式
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墩柱模板强度校核书(桁架式)墩柱模板强度校核书(桁架式)一、设计依据《建筑结构荷载规范》《混凝土结构设计规范》《桥梁施工手册》《钢结构设计规范》《铁路桥涵施工技术规范》二、技术特性:1.满足墩身体形设计尺寸要求;2.具有足够的刚度,确保成形后混凝土表面平顺美观,尺寸符合规范要求;3.在现浇混凝土最大浇注高度的施工工况下,保证模板不出现位移和变形;4.确保模板操作简单、拆装方便、安全可靠;5.部件标准化、系列化,具有较好的通用性;二、整体方案从结构特点出发充分考虑结构施工要求,在满足砼施工质量要求,保证施工安全的前提下,尽量减少模板数量和规格,达到适用、经济、合理、安全的目的。
三、已知条件:按照最大截面9.0 x3.3m,最大墩高16.5m进行计算。
墩模板面板采用δ6㎜,竖肋用[10#槽钢间隔340㎜,横肋用δ14㎜*100㎜的板条,间距最大为750㎜,背楞采用[25#槽钢,桁架宽1150㎜,上下弦杆用双槽钢,腹杆用2-[8#槽钢,桁架间距750㎜,桁架与背楞斜连接采用Φ32精轧螺纹钢拉杆。
本工程钢柱模钢材牌号为Q235,根据《钢结构设计手册》(第三版)中的取值基本规定,取值如下:(1)钢材强度设计值注:a.表中厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受力构件系指截面中较厚板的厚度;b.括号中数值适用于薄壁型钢。
(2)钢材其他取值钢材弹性模量取E=2.06×105(N/mm2)钢板泊松系数取ν=0.3钢板截面塑性发展系数取γx=1钢板挠度计算系数取K f=0.00177钢板的刚度取Bo=24×108(N/mm2)(3)有关混凝土的设计计算取值混凝土重力密度取γc=25 KN/m3混凝土的初凝时间,取to=8小时混凝土外加剂影响系数取β1=1.2混凝土坍落度影响系数取β2=1.15倾倒混凝土产生的荷载标准值取F2=4 KN/m21、荷载:1)根据我国《混凝土结构工程施工及验收规范》〈GB50204-92〉中新浇注混凝土作用在模板上的最大侧压力计算公式如下F=0.22γc.toβ1β2V½F=γc.HF—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN/ M2);γc - 混凝土的重力密度(kN/m3);to—新浇筑混凝土的初凝时间(h),可按实测确定。
当缺乏试验资料时,可采用to= 200/ (T+15)计算(T为混凝土的温度℃);V- 混凝土的浇筑速度(m/h);H- 混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度( M );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; 5 0 ~ 90 mm时,取1.0;110~150mm时,取1.15。
带入数据得侧压力取两者中较小值:F=105KN/㎡设计值:(2)混凝土侧压力设计值:F=F1*分项系数*折减系数(3)倾倒混凝土时产生的水平荷载查建筑施工手册17-78表为2KN/㎡荷载设计值为2x 1.4x0.9= 2.5KN/m2(4)混凝土振捣产生的荷载查路桥施工计算手册8-1表为4KN/㎡荷载设计值为4x 1.4x0.9=5KN/m2(5)按表1 7-81进行荷载组合F'=113+ 2.5+5=121KN/m22、面板的计算:圆弧模板在混凝土浇注时产生的侧压力有横肋承担,在刚度计算中与平模板相似。
2.1计算简图取1m宽板带作为计算单元。
(1)面板荷载计算面板荷载计算值q=121×1=121(kN/m)(2)面板抗弯强度计算按双向板计算,选面板区格中三面固结、一面简支的最不利受力情况进行计算。
,按近似0.5值,查《建筑结构静力学计算手册(第二版)》附表4-21可得,m x o=-0.0836,m y o=-0.0569, m x=0.041, m y=0.0028, Kw=0.0026。
支座弯矩:mKNqlmMxxx⋅-=⨯⨯-==17.1340.01210836.022mKNqlmMxyy⋅-=⨯⨯-==8.0340.01210569.022面板截面抵抗矩453. 0750340==yxll3226000610006161mmbhW=⨯⨯==应力226max /20519560001017.1mm N mm N W M <=⨯==σ,满足要求。
跨中弯矩:m KN ql m M x x x ⋅=⨯⨯-==052.0340.0121041.022m KN ql m M x y y ⋅=⨯⨯-==039.0340.01210028.022钢板的泊松比3.0=ν,故需换算m KN M M M y x x ⋅=⨯+=+=0637.0039.03.0052.0νν m KN M M M x y y ⋅=⨯+=+=195.052.03.0039.0νν 面板截面抵抗矩应力为:226max /2056.106000100637.0mm N mm N W M <=⨯==σ,满足要求。
(3)面板挠度计算mm lmm B ql K w w 22.01500001.0105.41340121.00026.08404=<=⨯⨯⨯==, 满足要求。
3、纵肋校核选10#槽钢,参数: W x =39.7cm 3 I x =198cm 4 1) 强度校核纵肋间距为h=340mm ,纵肋平均计算长度为L=750mmq=F*h=0.121N/mm 2*340mm=41.14N/mmM max =q*L 2/8 =0.125*41.4N/mm*7502mm=2910938N*mmσmax =M max /W x =2910938/39.7*103=73.32338N/mm 2σmax <f=215MPa ,满足要求32 2 6000 6 1000 616 1 mm bh W = ⨯ ⨯ = = ( ) ( ) Eh B = - ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ = - = 2 3 3 5 2 3 0 3 . 01 12 6 1010 .1 2 1 12 ν 41.5×108 N.mm2)挠度校核跨中按照简支梁校核5*41.1*7504 384* 2.06*105*198*104=0.42f max=5*q*L4/(384*E*I)=[v]=L/1000=750/1000=0.75mm , V max<[v]满足要求4、桁架的强度校核:1150mm宽桁架,桁架腹杆采用2-[8,内弦杆采用2-【16,外弦杆采用2-[12.内力计算桁架的受荷面积9.172*0.75q=121x0.75=90.75KN图1——桁架简化模型图2——桁架弯矩图图3——桁架轴力图图4——桁架剪力图图5——桁架位移计算图由力学求解器求出的内力如上图示1)应力计算:桁架内弦杆采用][16#槽钢:截面参数:W x =2x117x103mm 3 =234000 mm3I x =2x934x104mm 4=186800000 mm 3δmax =M max / W x (M max =1/8ql 2)=9.543x106/234000=40.8N/mm 2∠f=215 N/mm 2 满足要求。
2)最大位移发生在6节点处,为3.7mm ,247811729/7.3<10001,满足要求。
5、四角斜拉采用φ32的精轧螺纹钢,其截面积为804 mm 2,用于模板的加固及调方取拉杆研究对象,由静力平衡条件N/sin45=ql/2,其支座反力N=360KN, PSB930的精轧螺纹钢其轴向拉力设计值N=Af=804x1080=868320N, 其值远大于392KN 故满足要求,我方交付时会附带钢厂家精轧螺纹钢的材质单;其四角对拉为Tr32的普通圆钢起双重加固作用,无需计算。
6、宽度方向背楞验算:背楞采用][25c#, 截面参数:A=2x44.9=89.8 cm 2,W x =2x295=590cm 3 , I x =2x3696=7392cm 4背楞按照两端斜拉角钢位置为固定点,两端固定计算;图1——背楞简化模型图2——背楞弯矩图图3——背楞剪力图图4——背楞位移计算图由力学求解器求出的内力如上图示均满足要求。
7、连接螺栓的校核:模板连接螺栓采用M20,桁架上采用螺栓48-M20, 其截面积S1=314.2㎜2螺栓受力T=AxP/2*24 =5.9*2*111.47*103/48=27.4*103Nτ=T/S=27.4X103/314.2=87.21MPa<170MP满足要求8、吊耳计算:1. 吊耳采用Q235(δ14钢板),截面面积A=2100mm2,每块长度方向模板上设四个吊耳,按吊装8300*1500mm宽模板自重3.9吨计算,模板自重荷载设计值取系数1.3,即Px=1.3×3.9×9800=49686N.σ=Px /A=49686/(4×2100)=6.05N/mm2<[σ]=160N/mm2均满足要求。
160/6.05=26.4(则安全系数K=4)。
2. 吊耳与模板之间采用焊接,焊缝长为80mm,焊角尺寸为8mm,单侧受拉面积为:80×8/2=320 mm2σ=Px /A=48412/(8×320)=18.9N/mm2<[σ]=160N/mm2均满足要求。
160/18.9=8.5(则安全系数K=4)。
3. 吊耳与模板之间采用焊接,焊缝长为80mm,焊角尺寸为8mm,单侧受剪面积为:80×8=640 mm2Px=48412Nτ=Px/A=48412/(8×640)=9.5N/ mm2<[τ]=160 N/mm2故满足要求。
160/9.5=16.8(则安全系数K=4)。