承台钢模板计算书

承台钢模板计算书编制：复核：审批：二零一八年三月目 录1、工程简介21.1、工程概况21.2、模板结构形式22、设计相关参数选定32.1、计算目的32.2、计算依据32.3、主要控制计算参数32.4、设计技术参数及相关荷载大小选定42.4.1、荷载类型42.4.2、荷载组合52.4.3、计算方法、模式63、模板结构计算63.1模板结构传力路线说明63.2面板计算73.3竖肋计算83.4横肋计算93.5龙骨计算103.6对拉拉杆计算123.7模板底部限位受力123.8模板外侧斜撑计算134、模板抗倾覆计算145、计算结果汇总146、结论15承台钢模板计算书1、工程简介1.1、工程概况承台结构尺寸为，承台一次浇筑完毕，混凝土浇筑速度约1m/h，初凝时间约12小时。1.2、模板结构形式承台采用大块钢模板组拼而成，模板之间设对拉拉杆，模板与基底接触处采用限位措施将模板底部固定。单个侧面分成4块模板，各块之间采用M20普通螺栓连接形成整体。两侧模板垂直相交连接处设置阳角角模板，用拉杆连接固定。模板面板采用6mm厚钢板；竖肋采用10槽钢，间距375400mm；横肋及各块四周边肋采用100mm高 、10mm厚钢板带，间距500mm；沿承台高度方向设三道225a龙骨（背楞），间距1000mm，顶底层龙骨距承台顶底边缘均为500mm；对拉拉杆采用32钢筋，固定在龙骨上，拉杆最大间距1950mm。模板结构布置图如图1.1所示。图1.1承台模板结构布置图2、设计相关参数选定2.1、计算目的本承台模板设计首先为满足本项目承台施工需求。另外为实行物资统购，提高项目模板的通用性和周转材料利用效率，发掘模板剩余价值，本模板设计为下一步制定公司桥涵结构物模板通用图集，推行模板设计标准化工作提供基础资料。2.2、计算依据1.钢结构设计规范 GB 50017-2003；2.公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50-2011.3.混凝土结构工程施工及验收规范GB502044.建筑结构静力计算手册2.3、主要控制计算参数模板材料采用Q235钢材，其弹性模量E2.1105Mpa；钢材的强度设计值，根据钢材厚度按下表采用。表2-1 钢材强度设计值钢 材强度设计值抗拉、抗压和抗弯抗剪端面承压构件钢号厚度ffvfcemmMPaMPaMPaQ235162151253251640205120406020011560100190110依照JTG/T F50-2011规范要求，计算模板、支架刚度时，其最大变形值不得超过下列允许值：1.结构表面外露模板，挠度为模板构件跨度的1/400；2.结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件跨度的1/250；3.支架受载后挠曲的杆件（横梁、纵梁），其弹性挠度值为相应结构计算跨境的1/400；4.钢模板的面板变形值为1.5mm，钢棱和柱箍变形为L/500，B/500，（其中L为计算跨境，B为柱宽度；模板在自重和风荷载等作用下的抗倾覆系数稳定性系数不小于1.3。2.4、设计技术参数及相关荷载大小选定2.4.1、荷载类型1.承台模板混凝土侧压力依照混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204）采用内部振捣时，新浇筑混凝土作用于模板的最大侧压力为： 对比、式取较小值，得，有效压头高度3m。模板强度计算时将混凝土侧压力乘以1.2倍荷载系数，进行加载计算。2.其他荷载计算倾倒砼时水平冲击荷载，模板强度计算时乘以1.4倍荷载系数，进行加载计算。风荷载，风荷载乘以1.4倍荷载系数，进行计算。2.4.2、荷载组合依照JTG/T F50-2011模板、支架设计时考虑下列各项荷载，并按照表3的规定进行组合。表3-1 模板、支架设计计算的荷载组合模板、支架结构类别荷载组合强度计算刚度计算梁、板的底模板及支撑架、支架等1+2+3+4+7+81+2+7+8缘石、人行道、栏杆、柱、梁、板等侧模板4+55基础、墩台等厚大结构物的侧模板5+651.模板、支架自重；2.新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力；3.施工人员及施工设备、施工材料荷载；4.振捣混凝土时产生的振动荷载；5.新浇筑混凝土对模板侧面的压力；6.混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载；7.设于水中的支架所承受的水流压力、波浪力、流水压力、船只及其他漂浮物的撞击力；8.其他可能产生的荷载，如风荷载、雪荷载、冬季保温设施荷载等。根据荷载及其荷载组合，承台模板荷载计算图示意图如图2-1所示。图2.1 承台模板荷载计算示意图2.4.3、计算方法、模式模板结构设计采用极限状态法进行结构设计计算，所有钢材均采用Q235钢材，模板结构自重分项系数取1.2（1.0），砼侧面压力作用效应分项系数取1.2，砼振捣荷载作用效应分项系数取1.4，风荷载作用效应分项系数,取1.4。3、模板结构计算3.1模板结构传力路线说明根据模板受力状态，模板结构传力路线为： 上述传力路线是在理想状态下，承台砼浇筑速度各面均一致，相对的两面砼侧压力传递给拉杆的拉力值一样，方向相反，模板形成自平衡体系。实际承台砼浇筑施工时不可能处于理想状态，因此需要在模板外侧设斜撑，用于平衡承台砼两侧浇筑不平衡时产生的侧向压力差，以及模板在风荷载作用下保持平衡。3.2面板计算模板面板简化为四周固定在竖肋和横肋上的板，面板荷载实际为梯形荷载，为简化计算，面板计算按均布荷载计算，荷载取值按承台底部最大处取值。面板竖肋最大间距400mm，横肋间距500mm，竖肋与横肋间距比为，查建筑结构静力计算手册表4-4，模板面板最大挠度计算系数为0.00182，刚度计算时荷载取值，面板单位宽度刚度值： 式中弹性模量； 板厚； 泊桑比。模板面板最大变形值为：查建筑结构静力计算手册表4-4，模板面板最大弯矩计算系数为0.0271，强度计算时荷载取值：， 模板面板最大弯矩为：模板面板最大弯曲应力为：模板面板刚度与强度均满足施工要求。3.3竖肋计算竖肋简化为支撑在龙骨上的连续梁，竖肋最大间距s=400mm=0.4m，其刚度计算时荷载取值，其强度计算时荷载取值。竖肋采用有限元计算软件进行计算，竖肋采用梁单元，在龙骨及竖肋底板施加竖向约束，按连续梁模型建模计算。竖肋最大变形发生在第二道和第三道龙骨间跨中位置，最大变形-0.3mm，竖肋刚度计算加载及变形图如图3.3-1所示。图3.3-1竖肋刚度计算加载及变形图（单位：mm）竖肋最大组合应力为47.1MPa，最大剪应力为31.0 MPa，其组合应力图见图3.3-2，剪力图见3.3-3。图3.3-2 竖肋强度计算加载及组合应力图（单位：MPa）图3.3-3 竖肋强度计算加载及剪应力图（单位：MPa）3.4横肋计算横肋简化为支撑在竖肋上的简直梁，竖肋最大间距即横肋跨径400mm，横肋间距500mm，最下面一道横肋受力最为不利，按偏于保守计算原则，取模板荷载底部最大值代替实际荷载进行加载。其刚度计算时荷载取值，其强度计算时荷载取值。模板横肋截面惯性矩：横肋最大变形： 横肋最大弯矩为：横肋最大弯曲应力为：横肋最大剪力为：横肋最大剪应力为：模板横肋刚度与强度均满足施工要求。3.5龙骨计算龙骨简化为支撑在拉杆上的连续梁，龙骨间距s=1000mm=1m，按偏于保守计算原则，取模板荷载底部最大值代替实际荷载进行加载。其刚度计算时荷载取值，其强度计算时荷载取值。龙骨采用有限元计算软件进行计算，龙骨采用梁单元，在拉杆位置施加竖向约束，按连续梁模型建模计算。龙骨最大变形-0.8mm，龙骨刚度计算加载及变形图如图3.5-1所示。图3.5-1 龙骨刚度计算加载及变形图（单位：mm）龙骨最大组合应力为124.2MPa，最大剪应力为50.0 MPa，其组合应力图见图3.5-2，剪力图见3.5-3。图3.5-2 龙骨强度计算加载及组合应力图（单位：MPa）图3.5-3 龙骨强度计算加载及剪应力图（单位：MPa） 龙骨拉杆位置最大支撑反力为162.3KN，其反力图见图3.5-4。图3.5-4 龙骨支撑反力图 （单位：KN）3.6对拉拉杆计算根据龙骨计算中最大支撑发力162.3KN，计算拉杆最大拉应力为，满足要求。3.7模板底部限位受力单根竖肋底部位置支撑反力为4.5KN，其反力图见图3.7-1。图3.7-1 竖肋支撑反力图 （单位：KN）底部采用预埋在垫层中的22圆钢进行限位，钢筋剪切应力，满足要求。3.8模板外侧斜撑计算模板一侧的风荷载为，另外考虑两侧砼浇筑不均匀，高度相差50cm的侧压力，两个压力的和，由模板外侧斜撑承受。斜撑上撑在最上层龙骨上，上端距地面高度2.5m，与地面成45角，一侧承台侧面设两根2I20a斜撑，斜撑长度。斜撑为压弯构件，一侧斜杆轴向分力N与水平分力F均为，斜撑底部最大弯矩为。斜撑采用2I20a，其截面面积，弯截面积，强轴回旋半径，弱轴回旋半径， b类截面，截面强轴塑性发展系数。计算长度，长度系数，强轴长细比，轴心受压稳定系数；弱轴长细比，轴心受压稳定系数。参数，斜撑轴向压力N=13.9KN，弯矩。弯矩平面内稳定性：弯矩平面外稳定性：满足要求。4、模板抗倾覆计算模板抗倾覆力矩为模板重量力臂=150（7.5/2+2.5）=937.5KNm，倾覆力矩为模板一侧的风荷载力臂=0.57.533.0/2=16.9KNm，模板抗倾覆稳定系数为：K=937.5/16.9 =55，满足