悬臂支架轻型爬模CB240受力计算书

1、 北京卓良模板有限公司 Beijing Zulin Formwork & Scaffolding Co.,Ltd. 临吉高速S26标壶口黄河特大桥 CB-240架体计算书编制：审核：审批：北京卓良模板公司技术部2010.03一. 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 50017-2003）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. 体系组成: 体系由预埋件、三脚架、吊平台

2、、模板等装置组成。图一三. 计算参数： 计算假定:假定每块模板宽度小于5m,每块模板用两榀悬臂支架。当模板宽度超过5m时，我们将它分为两块。1. 各操作平台的设计施工荷载为: 浇筑,钢筋绑扎工作平台最大允许承载 3KN/m2 模板后移及倾斜操作主平台最大允许承载1.5KN/m2 模板操作平台及吊平台最大允许承载0.75KN/m22. 除与结构连接的关键部件外，其它钢结构剪力设计值为：FV=125KN; 拉力设计值为：F=215KN; 爬升时，结构砼抗压强度不低于15MPa。3. 假定模板,浇筑,钢筋绑扎工作平台宽度为5米，则施工荷载为3x5x1=15KN。分配到每榀架体的荷载为线荷载q1=3x

3、2.5=7.5KN/m4. 假定模板后移及倾斜操作主平台宽度为5米，则施工荷载为1.5x5x2.3=17.25KN。分配到每榀支架的荷载为线荷载q2=1.5x2.5=3.75KN/m5. 假定模板操作平台及吊平台宽度为5米，则施工荷载为0.75x5x1=3.75KN。分配到每榀支架的荷载为线荷载q3=0.75x2.5=1.87KN/m6. 假定分配到单位机位的模板宽度为5米，高度为6米，则模板面积为30平米。则分配到单榀的模板自重为30x0.65/2=9.75KN。7. 假定最大风荷载为1.5KN/m2，作用在模板表面，侧沿模板高度方向风荷载为1.52.5=3.75KN/m。8. 假定平台板，

4、护栏等重量集中于主平台上，大小取0.68KN/m。则主平台荷载为3.75+0.68=4.43KN/m四. 用SP2000对架体进行受力分析： 将上述荷载施加到架体上，支架计算简图如图三: (图二 杆件编号) (图三 荷载分布图) (图四 轴力分布图) (图五 弯矩分布图)各杆件的轴力、弯矩、剪力见表 一杆件号轴力KN弯矩KN*M剪力KN备注186002-72003-32.30048210.5505-65.400634007-291.926.68-64.721893101049.28.71711-11.81.32713-3.21.110显然，若表中杆件满足要求，其它杆件必定满足要求，故可不作分析

5、。因受拉杆件远远满足要求，只需对受压杆件进行失稳验算， 2、2、5、7、8、13为受压杆，进行稳定性验算。分析结果如表二各杆件轴向应力均小于强度设计值f=215mm2 故满足要求。4杆件最大剪应力：=501000/3072.4=16(N/mm2)弯矩M=10.5KN*M = M/W=10.5x106/115.4x103/2=45 (N/mm2) (/125)2+ (/215)21/2=(16/125)2+ (45/215)21/2=0.241 符合要求10杆件最大剪应力：=171000/3072.4=2.8(N/mm2)弯矩M=8.7KN*M = M/W=8.7x106/115.4x103/2

6、=38(N/mm2) (/125)2+ (/215)21/2=(2.8/125)2+ (38/215)21/2=0.171 符合要求表一: 关键杆件受力表表二 内力分析表11杆件最大剪应力：=271000/1174.7=22(N/mm2)弯矩M=1.3KN*M = M/W=1.3x106/27.757x103/2=23(N/mm2) (/125)2+ (/215)21/2=(22/125)2+ (23/215)21/2=0.21 符合要求件号内力规格截面积mm2长细比稳定系数应力值2-7260x4854.7730.7321103-32.380x41174.7680.763365-65.488.

7、5x41061.8540.904687-2980x41174.7300.936268-64.780x41174.7700.75173五. 埋件、重要构件计算： 1. 单个受力螺栓设计抗剪50KN，抗拉120KN，验算时，只需验算结果小于设计值就可。2. 单个埋件的抗拔力计算：根据建筑施工计算手册,按锚板锚固锥体破坏计算埋件的锚固强度如下:假定埋件到基础边缘有足够的距离，锚板螺栓在轴向力F作用下，螺栓及其周围的混凝土以圆锥台形从基础中拔出破坏（见右图）。分析可知,沿破裂面作用有切向应力s和法向应力s,由力系平衡条件可得： F=A(s sin+s cos)由试验得：当b/h在0.191.9时，=2

8、1，F=0.0203 fc, 代入式中得： F=(20.0203/sin21)fc (/2)h2ctg21+bh=0.2 fc (2.3h2+bh)式中 fc混凝土抗压强度设计值（15N/mm2）; h破坏锥体高度（通常与锚固深度相同）（300mm）; b锚板边长（100mm）.所以F=0.2 fc (2.3h2+bh) =0.215(2.33002+100300) =711(KN)埋件的抗拔力为F=711KN 120 KN, 故满足要求。3. 锚板处砼的局部受压抗压力计算：根据混凝土结构设计规范局部受压承载力计算：FL1.35CL fc ALnL=Ab/AL 式中 FL局部受压面上的作用的局

9、部荷载或局部压力设计值；（KN）fc 混凝土轴心抗压强度设计值；（15N/mm2）C混凝土强度影响系数；（查值为0.94）L混凝土局部受压时的强度提高系数；（2）AL 混凝土局部受压面积；（mm2）ALn混凝土局部受压净面积；（8080mm2）Ab局部受压计算底面积；（mm2）所以：FL1.35CL fc ALn =1.350.942156400 =243.65KN150 KN, 故满足要求。4. 受力螺栓的抗剪力和抗拉力的计算： 材料：Q235钢 受力螺栓为M36螺纹，计算内径为:d=28mm；截面面积为：A=d2/4=615.8mm2;单榀架体为单埋件 ，单个埋件的设计剪力为：FV=50K

10、N; 设计拉力为：F=120KN;受力螺栓的抗压、抗拉、抗弯强度查表可知：抗拉屈服强度f=215N/mm2，抗剪强度为：fV=125 N/mm2. 根据计算手册拉弯构件计算式计算：抗剪验算： =FV /A=50103/615.8=56 N/mm2 fV=125 N/mm2,故满足要求。抗拉验算： =F/A=120103/615.4=195 N/mm235 KN, 满足要求。模板计算书一 编制依据建筑施工手册第四版建筑施工计算手册江正荣著建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)混凝土结构设计规范GB50010-2002钢结构设计规范(GB 50017-2003)等规范。二 侧压力计算混凝土

11、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： 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；t0=200/(25+15)=5V-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6m1-外加剂

12、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。 =0.22x25x5x1x1.15 x21/2=45kN/m2 =25x6=150kN/ m2取二者中的较小值，F=45kN/ 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=45x1.2+4x1.4=60kN/ m2 有效压头高度：仰面受混凝土自重分力计算：R=sin8x25=3.5KN/ m2作用于模板的总荷载为：q=60+3.5=63.5

13、 KN/ m2三 模板计算3.1 基本参数模板高度为6.15m，浇筑高度为6m，面板采用21mm进口板；竖向背楞采用木工字梁截面尺寸为80x200，间距为280mm；水平背楞采用双14号槽钢背楞，最大间距为1200mm；拉杆系统为D20拉杆 ，材质为45#钢，拉杆水平间距为1200mm，竖向间距为1200mm。其中：-木材抗弯强度设计值，取13 N/mm2，-木材抗剪强度设计值，取1.5 N/mm2E-弹性模量，木材取8.5x103 N/mm2，钢材取2.1x105 N/mm23.2 面板验算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。根据建筑施工手册，强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土

14、时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。 计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在竖楞上的三跨连续梁计算。所以将面板视为支撑在木工字梁上的三跨连续梁计算，面板长度取板长2440mm，板宽度b=1000mm。面板计算简图3.2.1 抗弯强度验算作用在面板上的线荷载为： =63.5x1=63.5N/mm面板最大弯矩：=(63.5x280x280)/10=0.50x106Nmm面板的截面系数：=x1000x212=7.35x104mm3应力：=0.50x106/7.35x104=6.8N/mm2=13 N/mm2 故满足要求3.2.2 抗剪强度验算计算公式如下： 面板的最大剪力：V

15、= 0.663.50.28 = 10.67KN；截面抗剪强度必须满足： （安全系数取1.5）其中， -面板截面的最大受剪应力(N/mm2)； V-面板计算最大剪力(N)：V = 10.67KN； b-构件的截面宽度(mm)：b = 1000mm ； hn-面板厚度(mm)：hn = 21.0mm ； fv-面板抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 1.5 N/mm2；面板截面的最大受剪应力计算值: T =310.67103/(2100021)=0.76N/mm2；面板截面抗剪强度设计值: fv=1.5N/mm2；面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.76N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计

16、值 T=1.5N/mm2，满足要求！3.2.3 挠度验算：根据建筑施工计算手册，挠度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则线荷载为：面板挠度由式=48.5x2804/(150x8.5x1000x77.2x104) =0.3mm=280/400=0.7mm 故满足要求面板截面惯性矩：I=bh3/12=1000X213/12=77.2X104mm43.3 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=1200mm。木梁计算简图木工字梁上的线荷载为： =63.5x0.28=17.78N/mmF-混凝土的侧压力-木工字梁之

17、间的水平距离3.3.1 抗弯强度验算最大弯矩=0.1x17.78 x12002=2.56x106Nmm木工字梁截面系数：应力：=13N/mm2 满足要求木工字梁截面惯性矩：3.3.2 抗剪强度验算计算公式如下： 木梁的最大剪力：V = 0.617.781.2 = 12.8KN；截面抗剪强度必须满足： （安全系数取1）其中， -木梁截面的最大受剪应力(N/mm2)； V-木梁计算最大剪力(N)：V = 12.8KN； A-木梁截面面积(mm2)：A = 9640mm2 ； fv木材抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 1.5 N/mm2；最大受剪应力计算值: T =12.8103/(9640)

18、=1.33N/mm2；最大受剪应力计算值 T=1.33N/mm2 小于 木梁截面抗剪强度设计值 T=1.5N/mm2，满足要求！3.3.3 挠度验算：根据建筑施工计算手册，挠度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则线荷载为： 木梁挠度由式=13.58x12004/(150x8.5x103x46.1x106) =0.48mm=1200/400=3mm 故满足要求3.4 槽钢背楞验算：槽钢承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。槽钢作为主背楞支承在对拉螺杆上，可作为支承在拉杆上的连续梁计算，其跨距等于对拉螺栓的间距最大为L1=1200mm。槽钢背楞计算简图3.4.1 抗弯强度验算 木梁作用在槽钢上的集中荷载为：最大弯矩=0.175x21.34x103x1200=4.48x106Nmm双14槽钢截面系数：W=80.5x2=161x103mm3应力：=215N/mm2 固满足要求双14槽钢截面惯性矩：I=1128x104mm43.4.2 抗剪强度验算计算公式如下： 背楞的最大剪力：V = 0.621.34 = 12.8KN；截面抗剪强度必须满足： （安全系数取2）其中， -木梁截面的最大受剪应力(N/mm2)； V-木梁计算最大剪力(N)：V = 12.8KN； A型钢截面面积(mm2)：A = 3704mm2 ； fv钢材抗剪强度设计值(N/mm2)：fv =