华升富士达模架自升平台强度计算书20121112

北京xx科技发展有限公司 TSPM60集成化模架自升平台强度计算书TSPM60集成化模架自升平台强 度 计 算 书北京xxx发展有限公司二零一二年十一月目录一、计算依据3二、模板设计计算31、荷载计算42、木模板对拉螺栓验算43、木模板面板验算44、木模板竖楞计算55、木模板横楞计算66、钢模板的计算：66.1 钢模板面板计算66.2竖楞计算：76.3钢模板对拉螺栓验算76.4钢模板横楞计算87大模板悬空工况风荷载对下部架体相应杆件作用的计算8三、提升动力、架体、附墙支座、附墙螺栓和导轨的强度计算10(一) 荷载计算12（二）提升动力和吊点螺栓的强度校核12（三）提升时防坠落装置的强度计算13（四）上支撑架吊臂的强度计算14（五）上支撑架悬臂使用时的强度校核14(六) 架体销使用时的强度校核15（七）附墙支座的强度校核15（八）附墙支座固定螺栓的强度计算16（九）导轨的强度计算17四、建筑结构的混凝土强度验算17TSPM60集成化模架自升平台强度计算书一、计算依据1、钢结构设计规范 GB50017 2、混凝土结构设计规范 GB50010 3、建筑结构荷载规范 GB500094、建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81 5、建筑施工模板安全技术规范 JGJ162-20086、建筑施工安全检查标准 JGJ59-2011 7、液压爬升模板工程技术规程 JGJ19520108、建筑工程大模板技术规程 JGJ74-20039、环链电动葫芦 JB/T5317-200710、集成化模架自升平台 企业标准Q/TXTSK003-201011、建筑施工手册 第四版12、建质200987号关于印发的通知二、模板设计计算模板设计图如下图示：1、荷载计算根据建筑工程大模板技术规程（JGJ74-2003）附录B “大模板荷载及荷载效应组合”，新浇筑混凝土对模板侧面的压力标准值: 当采用内部振捣器时，可按以下两式计算，并取其较小值：F0.22ct012V1/2 和F 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24.000kN/m3；t0 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 ）；混凝土的入模温度T取20.000；得t0=5.72；V- 混凝土的浇筑速度（m/h); 取2.0m/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 )；3.4m；1 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;2混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于100mm时，取 1.1，不小于100mm时，取115；分别计算得 49.2 kN/m2、108kN/m2，取较小值49.2 kN/m2，取整为50 kN/m2作为本工程计算荷载。大模板荷载分项系数：活荷载：1.4，恒载：1.2。 新浇混凝土侧压力的设计值 F11.2F=501.260kN/m2 倾倒混凝土荷载标准值 F6kN/m2 倾倒混凝土荷载设计值 F261.48.4kN/m2 则作用于模板上的侧压力值 FS60+8.468.4kN/m2=0.0684 N/mm2荷载折减（调整）系数：模板工程属临时性工程。由于我国目前还没有临时性工程的设计规范，所以只能按正式结构设计规范执行。由于新的设计规范以概率理论为基础的极限状态设计法代替了容许应力设计法，又考虑到原规范对容许应力值作了提高，因此原混凝土结构工程施工及验收规范）(GB 50204-92）进行了套改。对模板及其支架的设计，其荷载设计值可乘以0.85系数予以折减。本工程外墙外皮和电梯井筒使用钢模板，钢模板穿墙螺栓选用M30螺栓副连接，最大纵向间距1.1m，最大水平间距为1.0m。楼板和梁等局部墙体使用木模板，木模板穿墙螺栓选用M16螺栓副连接，最大纵向间距0.7m，最大水平间距为0.6m。2、木模板对拉螺栓验算：验算公式:N Nt = ftA，选用M16螺栓副连接。 对拉螺栓最大纵向间距0.7m、最大水平间距为0.6m，螺栓的抗拉强度设计值，取170 N/mm2；M16螺栓有效断面： An157 mm2 则 N0.8568.4 kN/m20.7m0.6m24418.8 N NtAn.f24418.8 N 满足使用要求。3、木模板面板验算: 技术参数：面板许用挠度V1.5mm木模板许用应力f13 N/mm2木模板弹性模量E9.5103 N/mm2采用16mm木模板制作面板，竖楞采用8040木枋，按照3575截面进行受力计算,中心间距230mm。(1)强度计算: 面板按单向板计算，跨度/板厚=230/16=14.4100属于小挠度连续板,查建筑施工手册中的“常用结构计算”中“荷载与结构静力学表”得最大弯距系数0.1，取10mm宽的板条为计算单元，线荷载为：q=FL=0.068410=0.684 N/mm，线荷载乘0.85荷载调整系数，故q=0.850.684=0.58 N/ Mmax=Kql2=0.10.58(230-35)2=2205.45 Nmm Wx=bH2/6=101626=426.7 mm3 max= Mmax/ Wx=2205.45426.7=5.2 N/ mm2f=13 N/mm2，满足使用要求。(2)挠度验算：VmaxKql4/100EIV,验算时取新浇混凝土侧压力的设计值60kN/m2，折算为线荷载0.6 N/，查建筑施工手册“施工常用结构计算”中“荷载与结构静力计算表”（表213）挠度系数为0.677，V max0.677ql4/100EI0.6770.61954 /（100950010163/12）0.2mmV=1.5mm,满足使用要求4、木模板竖楞计算：竖肋采用4080木方，按照3575截面进行受力计算。竖肋间距230mm，背楞是竖肋的支承，背楞距离最大按照600mm间距进行布置，因为受力尺寸只有500mm左右，所以按照500进行验算。 (1)强度计算: 荷载为：q=0.058（230-35）=11.31 N/mm,竖楞是背楞的支撑，竖楞在两边有挑出，中部近似按三跨连续梁计算。 M= qL2/8= 0.12511.315002=353437.5 Nmm 查木枋截面惯性矩:I=123104mm4；截面弹性抵抗弯矩W=32.8103mm3。，=M/W=353437.5（32.8103）=10.8 N/ mm2f=13 N/ mm2,满足使用要求。下端部按悬臂计算：M=0.5qL2= 0.511.312002=226200 Nmm=M/W=226200（32.8103）=6.9 N/ mm2f=13 N/ mm2,满足使用要求。上端部由于处于压力较小区，并且在上口距顶部距离只有0.55m，故可忽略不计算 （2）挠度计算：验算时取新浇混凝土侧压力的设计值60kN/m2，折算为线荷载为q=0.06（230-35）=11.7 N/mm，跨中部分：查常用结构计算中“荷载与结构静力学表” 按三等跨,跨中挠度最大系数为0.677。 V=系数ql4/100EI=0.67711.77004（1001.231063.28104）=0.47mm700/500=1.4mm， 满足使用要求。 悬臂部分： V=0.125ql4/EI=0.12511.72004（12.31053.28104）=0.058mm200/500=0.4mm，满足使用要求。 最上部分由于处于压力较小区，并且上口拉接，故忽略不计算 故竖楞满足使用要求。5、木模板横楞计算：（1）强度计算横楞用两个483.5mm钢管，按照483.2尺寸进行计算。483.2截面系数为: W=18.8103mm3 ,I=45.4104mm4，横梁纵向间距700mm,螺栓横间距600mm，接口处相距300mm,作用于模板上的侧压力：FS0.0684N/mm2, 则线荷载：q=0.0684700=47.88 N/mm，线荷载乘0.85荷载调整系数，q=0.8547.88=40.7 N/mm跨中部分： Mmax=ql2/8=40.76002/8=1831500 N.mm max=Mmax /2W=1831500(188002)=48.8 N/mm2f215N/mm2,满足使用要求。悬臂部分：M=0.5qL2= 0.540.72002=814000 Nmm=M/2W=814000（188002）=21.7 N/ mm2f=215 N/ mm2,满足使用要求。（2）挠度计算：验算时取新浇混凝土侧压力的设计值60kN/m2，折算为线荷载为q=0.06700=42 N/，查常用结构计算中“荷载与结构静力学表” 按五等跨取跨中挠度最大系数为0.644。跨中部分 V=系数ql4/100EI=0.644426004（1002.0610545.4104）=0.38mm600/500=1.2mm， 满足使用要求。悬臂部分 V=0.125ql4/EI=0.125422004（2.0610545.4104）=0.09mm200/500=0.4mm，满足使用要求。故横楞满足使用要求。6、钢模板的计算：6.1 钢模板面板计算采用6mm钢板制作，竖楞采用8040槽钢，中心间距300mm。(1)强度计算: 面板按单向板计算，跨度/板厚=300/6=50100属于小挠度连续板,查建筑施工手册中的“常用结构计算”中“荷载与结构静力学表”得最大弯距系数0.1，取10mm宽的板条为计算单元，线荷载为：q=FL=0.068410=0.684 N/mm，线荷载乘0.85荷载调整系数，故q=0.850.684=0.58 N/ Mmax=Kql2=0.10.58(300-40)2=3920.8 Nmm Wx=bH2/6=10626=60 mm3 max= Mmax/ Wx=3920.860=65.4 N/ mm2f=215 N/mm2，满足使用要求。(2)挠度验算：VmaxKql4/100EIV,验算时取新浇混凝土侧压力的设计值60kN/m2，折算为线荷载0.6 N/，查建筑施工手册“施工常用结构计算”中“荷载与结构静力计算表”（表213）挠度系数为0.677，V max0.677ql4/100EI0.6770.62604 /（100206001063/12）0.03mmV=1.5mm,满足使用要求6.2竖楞计算：竖楞采用8040槽钢，(1)强度计算: 荷载为：q=0.058（300-40）=15.08 N/mm,竖楞是背楞的支撑，竖楞在两边有挑出，中部近似按三跨连续梁计算。 M= qL2/8= 0.12515.0811002=2280850 Nmm 查型钢8040槽钢的截面系数为: W=25.3103mm3 ,I=101104mm4，=M/W=2280850（25.3103）=90.2N/ mm2f=215 N/ mm2,满足使用要求。下端部按悬臂计算：M=0.5qL2= 0.515.083002=678600 Nmm=M/W=678600（25.3103）=26.8 N/ mm2f=215 N/ mm2,满足使用要求。上端部由于处于压力较小区，并且在上口拉接，故可忽略不计算 （2）挠度计算：验算时取新浇混凝土侧压力的设计值60kN/m2，折算为线荷载为q=0.06（300-40）=15.6 N/mm N/，跨中部分：查常用结构计算中“荷载与结构静力学表” 按三等跨,跨中挠度最大系数为0.677。 V=系数ql4/100EI=0.67715.611004（1002.06105101104）=0.72mm1100/500=2.2mm， 满足使用要求。 悬臂部分： V=0.125ql4/EI=0.12515.63004（2.06105101104）=0.075mm300/500=0.6mm，满足使用要求。 最上部分由于处于压力较小区，并且上口拉接，故忽略不计算 故竖楞满足使用要求。6.3钢模板对拉螺栓验算：验算公式:N Nt = ftA，选用M30螺栓副连接。 对拉螺栓最大纵向间距1.1m、最大水平间距为1.0m，螺栓的抗拉强度设计值，取170 N/mm2；M30螺栓断面： An561 mm2 则 N68.4 kN/m21.1m1.0m75.24kN75240N NtAn.ft56117095370N75240N 满足使用要求。6.4钢模板横楞计算：（1）强度计算横楞用两个100504方管，截面系数为: W=26.824103mm3 ,I=112.409104mm4，横梁纵间距1100mm,螺栓横间距1000mm，接口处相距350mm,作用于模板上的侧压力：FS0.0684N/mm2, 则线荷载：q=0.06841100=75.24 N/mm，线荷载乘0.85荷载调整系数，q=0.8575.24=63.954 N/mm跨中部分： Mmax=ql2/8=63.95410002/8=7994250 N.mm max=Mmax /2w=7994250(268242)=149 N/mm2f215N/mm2,满足使用要求。悬臂部分：M=0.5qL2= 0.563.9543502=3917182.5 Nmm=M/W=3917182.5（26824103）=150 N/ mm2f=215 N/ mm2,满足使用要求。（2）挠度计算：验算时取新浇混凝土侧压力的设计值60kN/m2，折算为线荷载为q=0.061100=66 N/，查常用结构计算中“荷载与结构静力学表” 按五等跨取跨中挠度最大系数为0.644。跨中部分 V=系数ql4/100EI=0.6446610004（1002.06105112.409104）=1.8mm1000/500=2.0mm， 满足使用要求。悬臂部分 V=0.125ql4/EI=0.125663004（2.06105112.409104）=0.46mm250/500=0.5mm，满足使用要求。故横楞满足使用要求。7大模板悬空工况风荷载对下部架体相应杆件作用的计算支模架受力状态如右图示。主要构件节点受力计算如下：风荷载计算，WK0.7SZWO 基本风压 WO=500N/m2 （廊坊） 高度修正系数z2.75(按B类地区建筑物高度200m计) 体型系数 1.3(基本值) 钢网挡风系数 0.6 模板挡风系数 1 s=0.61.30.78 Wk0.70.782.75500750.8 N/m2 相对模板的最大风压为： Wk0.71.32.755001252 N/m2 计算时取大值q= Wk0.71.32.755001252 N/m2 。本工程支模架的最大跨距为3.6米，模板高3.6米，模板的挡风面积为：A=3.63.6=12.96 m2,则模板的受力为:F风=qA=125212.96=16226 N支撑架调节螺杆受的压力为：F=2100F风/1000=34074 N调节螺杆为中心受压构件，计算其压杆的稳定性。=l/imin,调节螺杆采用763钢管,材质Q235，其imin=D2+d2/4=25.83 mm,两端铰接，=1，l=1595 mm, A=687.66 mm2=l/imin,=11595/25.83=61.75,查表得：=0.83=59.7 MPaf=215MPa,满足使用要求。三、提升动力、架体、附墙支座、附墙螺栓和导轨的强度计算(一) 荷载计算1.静荷载(1) 架体自重（不含导轨）:F1=11000 N ，(2) 工具式架体自重( 按最大跨度3.6m计)：F2=3.6m6000 N/m=21600 N(3) 模板自重（按最大跨度3.6m，高3.6m计）: F3=3.6m3.6m800 N/m2=10368 N静荷载合计 F=F1+F2+F3=11000216001036842968 N (4) 导轨自重：F4=3300 N2.动荷载上操作平台施工荷载标准值：FK1=4000 N/m2，平台按最大跨3.6m,宽0.75m计算；下操作平台施工荷载标准值：FK2=2000 N/m2, 吊平台施工荷载标准值FK3=1000 N/m2下平台按最大跨3.6m,宽2.3-0.8=1.5m计算；吊平台按最大跨3.6m,宽0.75m计算。3.风荷载 WK0.7SZWO 基本风压 WO500N/m2 (廊坊) 高度修正系数z2.75(按B类地区建筑物高度200m计) 体型系数 1.3(基本值) 钢网挡风系数 0.60 模板挡风系数 1 s=0.61.30.78 Wk0.70.782.75500750.8 N/m2 相对模板的最大风压为： Wk0.71.32.755001252 N/m2 计算时取大值1252 N/m2 。4荷载合计 恒载分项系数a1.2， 活载分项系数q1.4，荷载不均匀系数2=1.3，坠落时的冲击系数c2.0（1）静载： F静=1.2F=1.24296851562 N（2）活荷载：F活=0.9q2 (A1FK1+2A2FK2+A3FK3) =0.91.4(A1FK1+2A2FK2+A3FK3) 1.3=1.638(3.60.754000+3.61.52000+3.60.751000)=39803 N（3）使用时：F= F静F活+1.2 F4=5156239803+1.23300=95325 N（4）提升时：F升= F静=51562 N（5）防坠落时的冲击力：F坠=2 F升=251562=103124 N（二）提升动力和吊点螺栓的强度校核提升动力使用10吨电动葫芦，其额定提升力为100KN，取动力提升折减系数：0.8，则提升力: F=0.8100000=80000 N F升=51562 N，提升动力满足使用要求。提升上下吊点的连接螺栓的强度计算上下吊点均采用M30螺栓副连接，螺栓的受剪面积：A=1523.14=706.5 mm2= F升/2A=51562(2706.5)=36.5 N/mm2125N/mm2,满足使用要求。（三）提升时防坠落装置的强度计算星轮（如右图示）的强度计算星轮材质：40Cr, 调质处理，180N/mm2（1）防坠落时的冲击力：F坠=2 F升=251562=103124 N（2）星轮的防坠落受剪截面：A=2039=975 mm2（3）= F坠/A=103124975 =106.4 N/mm2180 N/mm2,满足使用要求。防坠摆块（如下图示）的强度计算摆块材质：40Cr, 调质处理，180 N/mm2（1）防坠落时的冲击力：F坠=2 F升=251562=103124 N（2）防坠摆块的受剪截面：A=2439=936 mm2（3） = F坠/A=103124936 =110 N/mm2180 N/mm2,满足使用要求。导轨防坠杆（如右图示）的强度计算材质：Q235，直径30mm，（1）防坠落时的冲击力：F坠=2 F升=251562=103124 N（2）防坠杆的受剪截面：A=1523.14=706.5 mm2（3）= F坠/2A=103124(2706.5) =73 N/mm2125N/mm2,满足使用要求。（4） 防坠杆的截面系数：W=0.0982d3=0.0982303=2651.4 mm3（5） 冲击力产生的弯矩（如右图示）：MMAX=Fa2/l= 10312415.52/70=353936.3 N.mm（6） = MMAX /W =353936.32651.4=133.5 N/mm2f215N/mm2,满足使用要求。星轮轴的强度计算（1）防坠落时的冲击力：F坠=2 F升=251562=103124 N （2）星轮轴的受剪截面：A=1523.14=706.5 mm2（3）= F坠/2A=103124(2706.5) =73 N/mm2125N/mm2,满足使用要求。防坠摆块轴的强度计算（1）防坠落时的冲击力：F坠=2 F升=251562=103124 N（2）防坠摆块轴的受剪截面：A=12.523.14=490.625 mm2（3）= F坠/2A=103124(2490.625) =105.1 N/mm2125N/mm2,满足使用要求。6. 摆块撑板的强度计算（1）防坠落时的冲击力：F坠=2 F升=251562=103124 N（2）撑板受到的剪切力：F=65 F坠/35=191516 N（3）防坠摆块轴的受剪截面：A=10012=1200 mm2（4）= F/2A=191516(21200) =79.8 N/mm2125N/mm2,满足使用要求。7摆块撑板两侧的焊缝强度校核（1）防坠落时的冲击力：F坠=2 F升=251562=103124 N（2）撑板受到的剪切力：F=65 F坠/35=191516 N（3）焊缝长度：l=448 mm, 焊缝高度：h=6 mm, (4) 焊缝有效面积：A=0.717lh=0.7174486=1927.3 mm2（5）= F/A=1915161927.3 =99.4 N/mm2125N/mm2,满足使用要求。（四）上支撑架吊臂的强度计算（1）提升力：F=F升=51562 N（2）悬臂长：l=235 mm（3）吊臂的截面系数（16号型钢根）：截面系数为: W=108103mm3 ,I=866104mm4，（4）提升力产生的弯矩（如右图示）：MMAX=Fl=51562235=12117070 Nmm（5） = MMAX /2W =12117070216000=56.1 N/mm2f215N/mm2,满足使用要求。（五）上支撑架悬臂使用时的强度校核（1）使用时的重力：F=95325 N（2）悬臂长：l=530 mm（3）悬臂的截面系数：简化为两块322mm16mm的钢板截面系数为: W=ab2/6=163222/6=276490 mm3 , （4）使用重力产生的弯矩（如右图示）：MMAX=Fl=95325530=50522250 N.mm（5） = MMAX /2W =50522250(2276490)=91.4 N/mm2f215N/mm2,满足使用要求。(六) 架体销使用时的强度校核（1）使用时的重力：F=95325 N（2）销轴的受剪面积：A=1523.14=706.5 mm2（3）= F坠/2A=95325(2706.5) =67.5N/mm2125N/mm2,满足使用要求。（七）附墙支座的强度校核1、摆块的强度核算（1）使用时的重力：F=95325 N（2）摆块的受剪面积：A=2460=1440 mm2（3）= F坠/A=953251440 =66.2 N/mm2125N/mm2,满足使用要求。2、摆块轴的强度核算（1）使用时的重力：F=95325 N（2）摆块轴的受剪面积：A=12.523.14=490 mm2（3）= F坠/2A=95325(2490) =97.3 N/mm2125N/mm2,满足使用要求。3、附墙支座背板的强度核算使用时受向下的重力（1）使用时的重力：F=95325 N（2）背板的受剪面积：A=12（140-40）/2=600 mm2（3）= F坠/2A=953251200 =79.4 N/mm2125N/mm2,满足使用要求。使用或提升时架体偏心产生的水平力：（1）使用时的重力：F=95325 N（2）提升时的重力：F升=51562 N（3）使用时的偏心力臂：L=300 mm（4）提升时的偏心力臂：L升=1000 mm（5）使用时产生的水平力：F1=953253002000 =14298.75 N（6）提升时产生的水平力：F2=5156210002000 =25781 N（7）两者取其大值：F= F2 =25781 N（8）风荷载产生的水平力，按最大悬臂模板高度加防护高度：A=8.8m3.6m=31.68 m2F3=AWk31.681252=39664 N（9）组合风荷载时的水平力： F=1.35F2+1.4F3=1.35257811.439664=90334 N（10）组合风荷载的水平力对背板产生的弯矩： M=F L/2 =9033450=4516700 N.mm （11） 背板的截面系数（简化如右图示）：W=(HB3-hb3)/6B =(140403-120283)/(640)=26357.3 mm3（12）= M /W =451670026357.3=171.4 N/mm2f215N/mm2,满足使用要求。4、附墙支座侧板的强度计算（1）使用时的重力：F=95325 N（2）组合风荷载时的水平力： F=1.35F2+1.4F3=1.35272731.440214=90334 N（3）重力和水平力的合力：F=( F2+(F)2) 1/2=(953252+903342)1/2=131328 N（4）侧板受剪面积：A=1237.5=450 mm2（5）= F/4A=131328（4450） =73 N/mm2125N/mm2,满足使用要求。（八）附墙支座固定螺栓的强度计算采用M36的螺栓副连接，其公称应力截面积为：A=817 mm2, fbv=140 N/mm2 ,fbt =170 N/mm2,螺栓受最大剪力为使用时的重力: Nv=95325 N,螺栓受最大拉力为组合风荷载时的水平力: Nt=F=90334 N,螺栓所受剪应力为：= Nv /A=95325（1823.14） =93.7 N/mm2fbv=140 N/mm2, 满足使用要求。螺栓所受拉应力为： = Nt/A=90334817 =110.6 N/mm2fbt =170 N/mm2, 满足使用要求。螺栓同时应满足下式