内拉大模板计算书

溪洛渡水电站拱坝溪洛渡水电站拱坝 导流底孔牛腿导流底孔牛腿 1.8m1.8m 宽宽 1.5:11.5:1 倒悬面内拉倒悬面内拉 悬臂模板结构计算书悬臂模板结构计算书 批批 准准 于永军 审审 定定 杨静 审审 查查 吴少桥 校校 核核 张建清 编编 写写 胡凯 日期：日期：2010 年年 03 月月 23 日日 1.5:1 内拉悬臂模板结构计算书 1 目目 录录 1. 荷载标准值荷载标准值-2 1.1 悬臂模板模板自重悬臂模板模板自重-2 1.2 新浇混凝土自重（图新浇混凝土自重（图 11）-2 1.3 施工人员和设备荷载施工人员和设备荷载-2 1.4 振捣混凝土时产生的荷载振捣混凝土时产生的荷载-2 1.5 新浇混凝土侧压力（图新浇混凝土侧压力（图 2.2） -2 1.6 倾倒混凝土冲击荷载倾倒混凝土冲击荷载-3 2. 荷载分项系数荷载分项系数-3 3. 荷载设计值荷载设计值-4 3.1 模板自重加载面板垂直向荷载模板自重加载面板垂直向荷载-4 3.2 新浇混凝土重加载面板垂直方向荷载新浇混凝土重加载面板垂直方向荷载-4 3.3 施工人员（和设备）荷载加载面板垂直向荷载施工人员（和设备）荷载加载面板垂直向荷载-4 3.4 振捣混凝土时产生的荷载加载面板垂直向荷载振捣混凝土时产生的荷载加载面板垂直向荷载-4 3.5 新浇混凝土侧压力加载垂直面板向荷载新浇混凝土侧压力加载垂直面板向荷载-4 3.6 倾倒混凝土冲击荷载加载垂直面板向荷载倾倒混凝土冲击荷载加载垂直面板向荷载-5 4. 受力模型受力模型-5 5. 荷载组合荷载组合-5 5.1 悬臂模板荷载组合叠加悬臂模板荷载组合叠加-5 6. 悬臂模板结构计算悬臂模板结构计算-6 6.1 模板面板模板面板 -6 6.2 Z 型横肋型横肋-6 6.3 模板支撑桁架（背楞及三角架）、内拉系统的受力计算模板支撑桁架（背楞及三角架）、内拉系统的受力计算-8 6.3.1 静定方程分析-8 6.3.2 内力图-9 6.3.3 受力构件计算 -14 6.3.4 定位锥处的混凝土强度要求 -17 1. 荷载标准值荷载标准值 1.1 悬臂模板模板自重悬臂模板模板自重 取 3t 计算，自重 30kN 1.2 新浇混凝土自重（图新浇混凝土自重（图 11） 图 1.1 3 2 0.5 1.8 25135kN 1.3 施工人员和设备荷载施工人员和设备荷载 2.5KN/m2 1.4 振捣混凝土时产生的荷载振捣混凝土时产生的荷载 （振捣设备加载振捣荷载） （水电水利工程模板施工规范DL/T5110-2000 P 附录 A1.5 ） 振捣设备加载垂直面模板时荷载取 4KN/m2，加载水平面模板取 2KN/m2 1.5 新浇混凝土侧压力（图新浇混凝土侧压力（图 2.2） 1/2 012 0.22 C Ft 按照 3m 浇筑分层计算 式中： 钢筋混凝土自重，取 25KN/m3； c 初凝时间，取 12 小时； 0 t 1 外加剂影响系数，取 1.2； 1.5:1 内拉悬臂模板结构计算书 3 坍落度影响系数，塌落度为 3.09.0cm，取 1.0； 2 混凝土浇筑平均速度，取 0.4m/h； H混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土浇筑顶面总高度（m）。 图 1.2 侧压力标准值最大为 1 2 2 ,max=0.22 25 12 1.2 1.0 0.4 =50.09KN/mc F 有效压头高度 ,max h=F/50.09/ 252 cc m 3m 浇筑层底部侧压力标准值 2 ,min 32 =(1-) 50.09=41.74KN/m 3 2 c F 1.6 倾倒混凝土冲击荷载倾倒混凝土冲击荷载 （水平荷载） 容量为 1m33m3的运输器具，取 8KN/m2； 容量大于 3m3运输器具，取 10KN/m2； 2. 荷载分项系数荷载分项系数 1.1、1.2、1.5 为 1.2； 1.3、1.4、1.6 为 1.4； 3. 荷载设计值荷载设计值 3.1 模板自重加载面板垂直向荷载模板自重加载面板垂直向荷载 模板自重转成面荷载： 2 1 30 1.2 5.54/ 1.8 3.61 PKN m 1.5:1 斜面上，垂直于面板向的荷载： 2 11 cos56 =3.10/pPKN m 3.2 新浇混凝土重加载面板垂直方向荷载新浇混凝土重加载面板垂直方向荷载 取如图 ds 宽混凝土为研究对象 1.5：1 斜面上垂直于面板向的荷载： 2 2 31.8 25 cos56 p1.228.14/ 1.8 cos56 ds KN m ds 3.3 施工人员（和设备）荷载加载面板垂直向荷载施工人员（和设备）荷载加载面板垂直向荷载 该荷载为施工过程集中线型荷载（按不利工况考虑加载于有效压头高度范围内） 2 3 p1.4 2.5 cos561.96/KN m 3.4 振捣混凝土时产生的荷载加载面板垂直向荷载振捣混凝土时产生的荷载加载面板垂直向荷载 该荷载为施工过程中的线型荷载（按不利工况考虑加载于有效压头高度范围内） A）、竖直方向振捣荷载加载至垂直模板方向的荷载设计值为 2 41 p1.4 4 sin564.64/KN m B）、水平方向振捣荷载加载至垂直模板方向的荷载设计值为 2 42 p1.4 2 cos561.57/KN m 因此，总的振捣荷载加载至垂直模板方向的荷载设计值为 2 44142 pp +p =6.21/KN m 3.5 新浇混凝土侧压力加载垂直面板向荷载新浇混凝土侧压力加载垂直面板向荷载 侧压力最大值： 2 5max 1.2 50.09 sin5649.83/PKN m 1.5:1 内拉悬臂模板结构计算书 5 3m 浇筑层底部侧压力： 2 5min 1.2 41.74 sin5641.53/PKN m 3.6 倾倒混凝土冲击荷载加载垂直面板向荷载倾倒混凝土冲击荷载加载垂直面板向荷载 该荷载为施工过程中的线型荷载（按不利工况考虑加载于有效压头高度范围内） 2 6 p1.4 10 sin5611.61/KN m 4. 受力模型受力模型 悬臂模板所受荷载垂直加载至面板示意图如下图 4.1 所示： 图 4.1 注：图 4.1 中，集中荷载单位为 kN，面荷载单位为 kN/m2（1m 宽的荷载值） 括号内为 0.9m 宽内的线荷载值，单位为 kN/m 5. 荷载组合荷载组合 5.1 悬臂模板荷载组合叠加悬臂模板荷载组合叠加 = max q 1 P 2 P 34 PP 5 P 6 P 2 91.47/KN m 出现在模板中部，如下图 5.1 max q 图 5.1（力单位：kN/m2） 6. 悬臂模板结构计算悬臂模板结构计算 6.1 模板面板模板面板 图 6.1 为混凝土浇至模板上口时的混凝土侧压力图形。在混凝土浇筑过程中，模板从底部至 1m 高度处先后承受过最大垂直面板的荷载作用。所以，验算面板时，简化为跨度 32.5cm、 两端固定的板，承受均布荷载为最大垂直面板荷载 91.47kN/m2，取 1cm 宽面板，则计算简 图如图 7.1 所示，跨度 l=32.5cm。 图 6.1 经核算，6mm 厚钢面板能满足要求。 6.2 Z 型横肋型横肋 每根横肋承受 32.5cm 高面板传来的荷载，按均布荷载考虑，其荷载值为 。计算跨度，其计算简图如图 6.2 所示。 91.47 0.32529.73/qN mm 900lmm 1.5:1 内拉悬臂模板结构计算书 7 图 6.2 计算结果： 弯矩图如图 6.3 所示 图 6.3（力单位：kNm） 剪力图如图 6.4 所示 图 6.4（力单位：kN） Z 型横肋的截面如图 6.5 所示 图 6.5 经核算，满足要求。 6.3 模板支撑桁架（背楞及三角架）、内拉系统的受力计算模板支撑桁架（背楞及三角架）、内拉系统的受力计算 6.3.1 静定方程分析静定方程分析 内拉悬臂模板结构属于 3 次超静定结构，对其列力矩平衡方程和力平衡方程做边界分析。如 图 6.6 所示，为模板支撑桁架受力状态。 图 6.6 力平衡方程： 12 78100 123700 ab FFNN 力矩平衡方程： 12b 3.0041.0912.22478100 1.091 123700 2.653FFN 式中：分别为上层拉模筋拉力、下层拉模筋拉力、定位锥轴心力和支座反 12ab FFNN、 力。 6.3.1.1 边界条件边界条件 （1）22 拉模筋的最大拉力（扣除车丝后的设计值） 2 22 1.5 2210=59.5k 4 N （） （2）定位锥轴心力设计值 300k a NN 6.3.1.2 取值范围取值范围 单位为 N，考虑定位锥的安全系数 FS取为 1.2，经试算，各值的取值范围为： 12 059500FF、 a 159118250000N 1.5:1 内拉悬臂模板结构计算书 9 b 76318185873N 6.3.2 内力图内力图 6.3.2.1 计算模型计算模型 图 6.7 表示的是内拉悬臂结构的计算模型。 图 6.7 6.3.2.2 内力图内力图 由图 6.7 的计算模型，计算得出弯矩图 6.8、轴力图 6.9、剪力图 6.10 及位移图 6.11。 图 6.8（弯矩图，单位 Nm） 由图 7.8 可知： 背楞最大弯矩为 25013Nm 三角架最大弯矩为 31375Nm 立柱最大弯矩为 143.3Nm 1.5:1 内拉悬臂模板结构计算书 11 图 6.9（轴力图，力单位 N） 由图 7.9 可知： 背楞最大轴力 N 三角架最大轴力 N -N N 斜撑最大轴力- N 拉模筋最大轴力 62530N 立柱最大轴力- N 图 6.10（剪力图，力单位 N） 由图 7.10 可知： 背楞最大剪力 75511 N 三角架最大剪力 N 立柱最大剪力 94.28 N 1.5:1 内拉悬臂模板结构计算书 13 图 6.11（位移图） 背楞上岩最大水平位移 10.45mm（），最大竖直位移 6.58mm（） 立柱上岩最大水平位移 6.68mm（），最大竖直位移 0.58mm（） 6.3.3 受力构件计算受力构件计算 如图 6.12，各杆件的节点编号。 图 6.12 6.3.3.1 AB 杆杆 AB 杆为拉弯构件，作强度和挠度验算。 经核算，满足要求 6.3.3.2 BC 杆杆 BC 杆为拉弯构件，作强度和挠度验算。 经核算，满足要求。 6.3.3.3 DE 杆杆 DE 杆为轴心受压构件，作强度、刚度和稳定性验算。 经核算，满足要求。 6.3.3.4 CD 杆杆 CD 杆为轴心受压构件，作强度、刚度和稳定性验算。 经核算，满足要求。 6.3.3.5 BD 杆杆 BD 杆为轴心受拉构件，作强度验算。 经核算，满足要求。 6.3.3.6 拉模筋拉模筋 拉模筋为轴心受拉构件，作强度验算。 1.5:1 内拉悬臂模板结构计算书 15 经核算，满足要求。 取焊缝长度 100mm，经核算，满足要求。 6.3.3.7 FI 立柱立柱 FI 立柱为压弯构件，作强度、刚度、弯矩作用平面内稳定、弯矩作用平面外稳定、局部稳定 和挠度验算。 经核算，满足要求。 6.3.3.8 节点节点 C 如图 6.13 所示为节点 C 的受力状态。 图 6.13（力单位：N） 经计算，取焊缝长度 300mm，满足要求。 6.3.3.9 节点节点 D 如图 6.14 所示为节点 D 的受力状态。 图 6.14（力单位：N） 经核算，满足要求。 6.3.3.10 节点节点 E 如图 6.15 所示为节点 E 的受力状态。 图 6.15（力单位：N） 经核算，满足要求。 6.3.3.11 三角架调节螺杆三角架调节螺杆 三角架调节螺杆是模板面板与三角架的连接件，承受一定的荷载作用。 经核算，满足要求。 6.3.3.12 定位锥定位锥 如图 6.16