17标计算书.doc

江都市中润模板厂 大思高速公路17标爬模计算书大面抬小面顶升力的核算一 墩身截面主要技术参数: 1) 大面模板尺寸: 8X4.65M 模板平方数:37.2平方,木模板每平方85KG,本模板重量3162KG小面模板尺寸:3X4.65模板平方数:18.6平方,木模板每平方85KG,本模板重量1581KG因此大面及小面模板合计重量:4743KG2) 大面上平台 平台共两层,上平台长度8米,宽度80CM,平台安装件如下序号名称长度/平方单重数量总重KG备注1底梁108.2米8221642平台铺板3CM木板6.56平方19.26.56125.93三角架13452合计341.9KG两层平台合计重量:341.9X2=683.8KG3) 大面主平台主平台宽度2.8长度13.8米平台安装件如下序号名称长度/平方单重数量总重KG备注1底梁2013.8米312.3951561.952平台铺板4CM木板38.6平方89.638.63458.56合计5020.51KG4) 大面中平台中平台宽度2.8长度8米平台安装件如下序号名称长度/平方单重数量总重KG备注1底梁108.28232462平台铺板3M木板22.9667.222.961542.91合计1788.915大面下吊台下吊台宽度1.1长度8米平台安装件如下序号名称长度/平方单重数量总重KG备注1底梁108.28221642平台铺板3M木板9.0226.49.02238合计4026) 大面爬模机位(上下架体各三榀,机构组成如下)序号名称长度/平方单重数量总重KG备注1上架体立杆108.53325.5参与爬升2上架体可调斜撑119.613358.83参与爬升3后移装置总成63.23189.6参与爬升4模板调平装置4.6313.8参与爬升5承重梁103.73311.1参与爬升6立杆298.333894.99参与爬升7主调节支撑125.83377.46参与爬升8中平台外立杆433129参与爬升9中平台横杆23.7371.1参与爬升10吊平台内立杆27381参与爬升11吊平台外立杆23.7371.1参与爬升12吊平台横杆13.5340.5参与爬升13上换向盒23369参与爬升14下换向盒22366参与爬升15油缸16348参与爬升16液压动力单元18.6355.8参与爬升17连接销轴一套架体7.4322.2参与爬升18附墙支撑21363参与爬升19附墙挂座总成373111不参与爬升20导轨45331359不参与爬升21中平台横向联系钢管共四根8.2米125.951125.95参与爬升22中平台围护剪刀撑共四根4米61.44161.44参与爬升23下平台横向围护钢管共三根8.2米94.46194.46参与爬升24下平台剪刀撑共四根3米46.08146.08参与爬升25安全网2001200参与爬升26扣件4501450参与爬升合计2530KG4735.91KG7)小面上平台 平台共两层,上平台长度3.6米,宽度80CM,平台安装件如下序号名称长度/平方单重数量总重KG备注1底梁103.6米362722平台铺板3CM木板6.56平方19.210.0866.123三角架13339合计177.12KG两层平台合计重量:177.12 X2=354.24KG8) 小面主平台主平台宽度2.8长度3.6米平台安装件如下序号名称长度/平方单重数量总重KG备注1底梁168.5米146.545732.72平台铺板4CM木板10.08平方89.610.08903.16合计1635.869) 小面中平台中平台宽度1.2长度3.6米安装件如下序号名称长度/平方单重数量总重KG备注1底梁103.63631082平台铺板3M木板4.3267.24.32290.3合计398.310)小面下吊台吊平台宽度1.2长度3.6米安装件如下序号名称长度/平方单重数量总重KG备注1底梁103.63631082平台铺板3M木板4.3267.24.32290.3合计398.311)小面后移(上下架体各三榀,机构组成如下)序号名称长度/平方单重数量总重KG备注1上架体立杆108.53325.5参与爬升2上架体可调斜撑119.613358.83参与爬升3后移装置总成63.23189.6参与爬升4模板调平装置4.6313.8参与爬升5安全网2001200参与爬升6吊平台加体及底梁1622324合计657.9KG1411.73KG上述大面及小面全部的重量为:1)+2)+.+11)=21572.54KG扣除大面不参与爬升的爬模构件1470KG,因此实际参与爬升的总重量为21572.54-1470=20102.54KG,大面三个机位实际额定顶升能力为每个机位10T(调定压力20MPA),最大顶升能力为12.56T(额定可调最大压力25MPA),即三个机位额定顶升力达30T,最大顶升力37.68T,上述无论何种状态,均可满足施工爬升要求.二 爬模主要性能指标及主要构件强度计算1）爬模主要性能指标：1. 名称型号： ZPY100型液压自爬模2. 架体系统：架体支承跨度： 6米（相邻埋件点之间距离）； 架体高度： 16.5米；架体宽度： 主平台2.70m，上平台0.9米，中、下平台1.60米；筒外各作业层作业工况下施工荷载：主平台3KN/m2，上平台3KN/m2，下平台1KN/ m2;升降工况下施工荷载：主平台1.5KN/m2，上平台1.5KN/m2，下平台1KN/m;筒内主平台作业工况下施工荷载: 3KN/m2(不含内平台自重); 升降工况下施工荷载: 1KN/m2(不含内平台自重)。 3. 电控液压升降系统额定压力： 25Mpa；油缸行程： 400mm；伸出速度：380mm/min；(依配用的液压控制台型号及液压油缸数量不同其值略有差别)额定推力： 100KN；最大推力: 125.6KN4. 爬升机构：爬升机构有自动导向、液压升降、自动复位的锁定机构，能实现架体与导轨互爬的功能。上下换向盒在工作过程中及换向时均不存在死点位置，工作性能可靠。2）主要构件强度计算：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 17-88）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. 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/m2 爬升装置工作平台最大允许承载 1.5KN/m2模板后移及倾斜操作主平台最大允许承载 1.5KN/m2电梯人口平台最大允许承载 1.0KN/m2系统工作平台总体额定承载能力(按顶层计) 3.0KN/m2(注:筒内墙各爬升机位外侧空间用工字梁搭设的平台不能作为物料平台使用，只是操作人员的操作空间。)2. 爬模整体提升，同一榀爬架提升机位间同步差控制在20mm以内。3. 爬模的每根液压缸的推力为100KN (即10t)。4. 自爬模爬升时，结构砼抗压强度不低于15MPa。三. 模板受力计算：（1）侧压力计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，此时的侧压力即位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称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）;取分层节段中最大浇筑层高度4.5m1-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 =25x3.15=112.14kN/ 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/ m21） 面板验算将面板视为两边支撑在木工字梁上的多跨连续板计算，面板长度取标准板板长2440mm，板宽度b=1000mm，面板为18mm厚胶合板,木梁间距为l=280mm。1. 强度验算面板最大弯矩：Mmax=ql2/10=(52.3x280x280)/10=0.41x106N.mm面板的截面系数：W=1/6bh2=1/6x1000x212=5.4x104mm3应力：= Mmax/W=0.41x106/5.4x104=7.59N/mm2fm=13 N/mm2 故满足要求其中：fm-木材抗弯强度设计值，取13 N/mm2E-弹性模量，木材取9.5x103 N/mm2，钢材取2.1x105 N/mm22. 刚度验算：刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则q2=38.9x1=38.9 kN/ m模板挠度由式= q2l4/150EI=38.9x2804/(150x9.5x1000x48.6x104) =0.35mm=280/400=0.7mm 故满足要求面板截面惯性矩：I=bh3/12=1000X183/12=48.6X104mm42） 木工字梁验算：木工字梁作为竖肋支承在横向背楞上，可作为支承在横向背楞上的连续梁计算，其跨距等于横向背楞的间距最大为L=1350mm。木工字梁上的荷载为：q3=Fl=52.3X0.28=14.67N/mmF-混凝土的侧压力l-木工字梁之间的水平距离1. 强度验算最大弯矩Mmax=0.1 q3L2=0.1x14.67x1350x1350=2.68x106N.mm木工字梁截面系数：W=（1/6H）XBH3-(B-b)h3= （1/6X200）X80X2003-(80-30)X1203=46.1X104mm2应力：= Mmax/W=2.68X106/46.1X104=5.8N/mm2fm=13 N/mm2 满足要求木工字梁截面惯性矩：I=1/12XBH3-(B-b)h3= 1/12X80X2003-(80-30)X1203=46.1X106mm42. 挠度验算：悬臂部分挠度w=q114/8EI=14.67X5004/(8X9.5X103X46.1X106)=0.26mmw=1mmw-容许挠度，w=L/500,L=500mm跨中部分挠度w= q1l24X（5-242）/384 EI =14.67X13504X(5-24X0.372)/(384X9.5X103X46.1X106)=0.497mmw=3.375mmw-容许挠度，w=L/400,L=1350mmq1=52.3x0.280=14.67 N/mm-悬臂部分长度与跨中部分长度之比，= l1/ l23） 面板、木工字梁的组合挠度为：w=0.35+0.497=0.847mm0Fld= 16.66kN 故满足要求2.3 3.3.2锚杆抗拉力计算锚杆直径为20mm高强度螺杆，设计抗拉强度550MPa，双根抗拉能力：F3.14102550X2345.4KNFid15.1KN满足要求。2.4 3.3.3受力螺栓扭矩计算高强螺栓须分两次（即初拧和终拧）进行拧紧，对于大型节点应分初拧、复拧和终拧三次进行。复拧扭矩应等于初拧扭矩。对于高强度大六角头螺栓尚应在终拧后进行扭矩值检查。根据建筑施工计算手册扭矩值可按下式计算：.初拧扭矩值计算： TO=0.065PCd 其中 PC=P+P式中， TO 高强螺栓的初拧扭矩（Nmm）； PC 高强螺栓施工拉力（kN）；PC= P+P=104.5kN d 高强螺栓公称直径（mm）；d=42mm P 高强螺栓拉力设计值（kN）；P=76/0.895kN P 预拉力损失值，一般取拉力设计值的10%；P=9.5kN TO=0.065104.542=285.3(kN)mm终拧扭矩值计算： TC=K PCd式中：K 高强螺栓连接副的扭矩系数平均值，一般取0.13； TC 高强螺栓的终拧扭矩（Nmm）；其它符号意义同前。 TC=0.13104.542570.6(kN)mm 检查扭矩值计算： 高强度大六角头螺栓扭矩检查应在终拧1h后，24h以内完成。扭矩检查时，应将螺母退回30o50o，再拧到原位测定扭矩，该扭矩与检查扭矩的偏差应在检查扭矩的10%以内，检查扭矩应按下式计算： Tch=KPd式中，Tch 高强螺栓的检查扭矩（Nmm）；其它符号意义同前。 Tch=KPd=0.139542=518.7(kN)mm2.5 3.3.4 受力螺栓的抗剪力和抗弯拉力的计算材料：35VB或40Cr号钢 强度等级10.9S 直径M42受力螺栓的抗压、抗拉、抗弯强度查表可知：抗拉强度极限f=1000N/mm2，屈服强度f=900N/mm2，设计值按0.8倍屈服值取720N/mm2，剪力设计值432N/mm2（该数据在高强度螺栓部分上查不到，按一般机械性能指标抗拉的0.60.7倍，取值0.6）根据GB9.728-91的规定的性能等级, 每个螺栓的受拉承载力设计值按下式计算 NbtAeff fbtNbt 高强度螺栓拉力设计值高强度螺栓直径对承载力的影响系数，当螺栓直径小于30MM时，取1.0，当螺栓直径大于30MM时，取0.93，Aeff高强度螺栓有效截面面积，M42螺栓有效面效=1121 mm2螺栓有效直径=37.8 mmfbt高强度螺栓热处理后的抗拉强度设计值，按0.8倍屈服值取720MPAAeff fbt=0.931121720=751kNNbt=15.1kN(此反力是根据6M爬模MIDAS建模所得数据,取值偏大,安全系数偏高)受力螺栓满足要求。2.6 3.3.5 导轨梯档的抗剪力计算根据图纸，梯档高度80 mm，四面均要求焊接，焊高为8mm，梯档仅承受剪应力，因此只需对焊缝处剪应力进行校核即可单个梯档的焊缝长度为4X80 mm=320mm根据钢结构设计规范GB 500172003-7.1.3直角角焊缝的强度计算侧面角焊缝(作用力平行于焊缝长度方向):f=N/(helw)ffw (7.1.3-2) 式中N角焊缝处的受力设计值,设计顶升力为103kN（油缸推力值）f按焊缝有效截面（helw）计算，垂直于焊缝长度方向的应力; f按焊缝有效载面计算，沿焊缝长度方向的剪应力;he角焊缝的计算厚度,对直角角焊缝等于0.7hf,hf为焊脚尺寸8 mm (图7.1.3选取（a）类); he=0.7hf=0.78=5.8 mmlw角焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度减去2hf; lw=(80-28) 4=256 mmffw角焊缝的强度设计值: 材料Q235钢的焊缝抗剪强度为125N/mm2f正面角焊缝的强度设计值增大系数:对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构,1=1.22;对直接承受动力荷载的结构,1=1.0。f=N/(helw)=100300N/5.8 mm256 mm=67.6 N/mm2ffw= 125N/mm2故满足要求。2.7 3.3.6承重楔的抗剪力计算根据图纸可知承重楔为直径40mm，材料为45#钢，调质处理承重楔的断面尺寸为：A=3.142020=1256 mm2由规范可查材料45#钢的抗拉强度值为b600N/mm2，抗拉屈服强度值为s355N/mm2，所以抗剪强度设计值为：fV =s0.6=213( N/mm2) （注：按一般机械性能指标抗剪为抗拉的0.6-0.7倍取偏于安全值0.6）因为抗剪面为两个，所以承重楔的承载力为：FV=21256213=535(kN) Fz=34.4KN(按混凝土浇注工况取值,此力是根据6M爬模MIDAS建模所得数据,取值偏大,安全系数偏高)故承重楔满足设计要求。2.8 3.3.7受力三角架撑杆连接销子计算撑杆端部开36孔，穿36销子，材质为45#钢，撑杆轴力为213.8KN。销子双面抗剪计算：=N/A0.5213.8103/1017.4105.1 N/mm2fv213 N/mm2，故满足要求。撑杆孔口局部承压：=N/A=0.5213.8103/（3.1436/210）189 N/mm2 f=355 N/mm2，故满足要求。双槽钢18a横梁孔口局部承压：=N/A=0.5213.8103/（3.1436/217）111 N/mm2 f=215 N/mm2，故满足要求。3.3.9承重立杆挂钩处焊缝验算:1)前侧挂钩处焊缝验算:挂钩焊缝总长=110+50+110+50+188.4+220=729.4MM,图纸要求焊缝高度8MM根据钢结构设计规范GB 500172003-7.1.3直角角焊缝的强度计算侧面角焊缝(作用力平行于焊缝长度方向):f=N/(helw)ffw (7.1.3-2) 式中N角焊缝处的受力设计值,按工况三计算结果可知最大竖向反力为427.0kNf按焊缝有效截面（helw）计算，垂直于焊缝长度方向的应力; f按焊缝有效载面计算，沿焊缝长度方向的剪应力;he角焊缝的计算厚度,对直角角焊缝等于0.7hf,hf为焊脚尺寸8 mm (图7.1.3选取（a）类); he=0.7hf=0.78=5.8 mmlw角焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度减去2hf; lw=(729.4-28) 4=713.4 mmffw角焊缝的强度设计值: 材料Q235钢的焊缝抗剪强度为125N/mm2f正面角焊缝的强度设计值增大系数:对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构,1=1.22;对直接承受动力荷载的结构,1=1.0。焊缝强度f= N/(helw)=427000/5.8713.4=103.1 N/mm2ffw= 125N/mm2焊缝抗剪强度满足设计要求!2)后侧过渡板焊缝强度验算:挂钩焊缝总长=343+176+180=699MM,图纸要求焊缝高度8MM根据钢结构设计规范GB 500172003-7.1.3直角角焊缝的强度计算侧面角焊缝(作用力平行于焊缝长度方向):f=N/(helw)ffw (7.1.3-2) 式中N角焊缝处的受力设计值,按工况三计算结果可知最大竖向反力为427.0kNf按焊缝有