大型桁架模板受力计算(版)

1、.中交第一航务工程局第五工程有限公司模板受力计算书（胸墙模板）单位工程：锦州港第二港池集装箱码头二期工程计算内容：胸墙模板计算编制单位：主管：计算：审批单位：主管：校核：.锦州港第二港池集装箱码头二期工程胸墙模板计算书一、设计依据1. 中交第一航务工程勘察设计院图纸2. 水运工程质量检验标准 JTS257-20083. 水运工程混凝土施工规范 JTJ268-964. 组合钢模板技术规范 （GB502142001）5. 组合钢模板施工手册6. 建筑施工计算手册7. 港口工程模板参考图集二、设计说明1、模板说明在胸墙各片模板中， 1# 模板位于码头前沿侧，浇筑胸墙高度为3.15m ，承受的侧压力最

2、大，同时胸墙外伸部分的重量也由三角托架来承受，因此选取1# 模板来进行计算。1#模板大小尺寸为17.9m（长）×3.15m（高）。采用横连杆、竖桁架结构形式大型钢模板面板结构采用安装公司统一的定型模板，板面为5mm 钢板制作，背后为50×5 竖肋。内外横连杆采用单 10 制作，间距为 75cm ；桁架宽度为650cm，最大水平间距75cm，上弦杆采用背扣双 6.3，下弦杆为双50×50×5，腹杆为方管 50×5。.2、计算项目本模板计算的项目模板面板及小肋模板横连杆的验算。模板竖桁架的验算。模板支立的各杆件的验算。.模板计算1、混凝土侧压力计算

3、混凝土对模板的最大侧压力：Pmax = 8KS+24KtV1/2?=8 ×2.0+24 ×1.33×0.57 =40.1kN/m 2式中 : Pmax混凝土对模板的最大侧压力Ks外加剂影响系数，取2.0Kt温度校正系数10时取 Kt 1.33V 混凝土浇筑速度50m3 /h ，取 0.57m/h砼坍落度取 100mmP侧 PmaxP倾倒 40.1+6 ×1.4=48.5 kN/m 2取 50KN/ m 2其中 P倾倒 为倾倒砼所产生的水平动力荷载，取6kN/ ×1.4=8.4kN/ 。2、板面和小肋验算板面强度验算取 1mm 宽板条作为计算单元

4、，计算单元均布荷载q=0.05 ×1=0.05 N/mmq5mm 钢板参数： I=bh 3/12=300 ×5×5×5/12=3125mm 4= bh 2/6=300 × 5× 5/6=1250mm 3q=0.05 × 300=15 N/mm2222 =M/ =0.078 ql/ =0.078 ×15×300 /1250=85 N/mm=215 N/mmfmax=Kf×Fl4 /B0=0.00247 ×0.05× 3004/2358059=0.43mm 300/500=0.6

5、mm ，.钢板满足要求其中 Kf 为挠度计算系数，取0.002473x2×10532B0 为板的刚度， B0=Eh /12(1- )=2.06×5 /12(1-0.3)=2358059钢板的泊松系数，取 0.3h 为钢板厚度， h=5mm故面板的强度、刚度满足要求。板肋验算50×5 扁钢竖肋验算：(a)荷载q=0.05 ×300 15N/mm(a) 强度验算Mmax=ql 2/8=15 ×3002 ×1/8=168750 N ·mmW=5 ×502×1/6=2083.3mm 3max=Mmax/w=168

6、750/2083.3=81 N/mm2 <f=215 N/mm 2(c)挠度验算fmax=0.644ql 4/100EI=12 ×0.644×15×3004/100 ×2.06×10 5×5×503=0.08 mm < 300/500 =0.6 mm满足要求。3、横连杆 10 验算(a)线荷载 q ，=q ·h =0.05 ×750=37.5 N/mm 。(b)强度验算查表得 100×48×5.3Wx=39.7 ×103 mm 3.Ix=198×104

7、mm 4max=Mmax/r x·Wx=0.125 ×37.5×7502/1.0 ×39.7×103=67 N/mm 2 < f =215 N/mm2满足要求。(c)挠度验算fmax=0.644ql 4/100EI=0.644 ×37.5×7504/100 ×2.06×105 ×198×104=0.19mm <750/500= 1.5mm满足要求。5、竖桁架验算竖桁架高度为 65cm，最大间距 75cm ，由10 传导至竖桁架节点处得集中力F。桁架图示发如下.模板桁架结构图

8、将板面传来的均匀荷载转化为节点受力，各杆件受力见图如下,其中拉杆为负值.(a)竖桁架强度验算桁架上弦杆材料26.3，W=32.246cm 3，S=1688.8 mm 2 ;腹杆为方管 50×5，W=15.6cm 3, S=960 mm 2;32下弦杆为双 50 ×50×5， W=15.6cm , S=960mmF=0.05×750×750=29 ×103 N上弦杆最大内力1.73F，压应力max=29 ×103 ×1.73/1688.8=30N/mm 2< =170 N/mm 2下弦杆最大内力2.31P，拉应

9、力3×2.31/960=70N/mm22max=29 ×10< =170 N/mm腹杆最大内力 2.28P，压应力max=29 ×103 ×2.28/960=69N/mm 2 < =170 N/mm 2满足要求。（ b）桁架整体刚度验算桁架挠度近似的按几个集中荷载作用下简支梁的最大挠度公式进行验算fmax=(5n4+2n2+1)Fl 3 /(384n 3EI)n=5 ；F=29KN；l3550mm ；I=2 ×11.8× 104+1688.8 × (750/2-15.2)2=4.37 ×108mm4,E

10、=2.06×105N/mm 2；fmax=(5 ×54+2 ×52+1) ×29000 ×35503/(384 ×53× 206000×4.37× 108)=0.12mm f=3200/1000= 3.2mm经计算桁架单跨强度和挠度均满足要求。.6、模板拉杆1、三脚架螺栓连接计算三脚架采用 M24 螺栓与沉箱内预留圆台螺母连接， M24 螺栓间距为 75cm ，每段胸墙有23 个螺栓。 M24 螺栓同时承受拉力和剪力，桁架上的施工荷载按P2=2KN/m 2 计算，每段胸墙有24 个桁架，胸墙前模自重G=1

11、20KN。螺栓承受的剪力： Nv=(120 2×0.46×17.5)÷23=5.92KN螺栓受剪承载力设计值：Nb v= A e fbv =353 ×140×10-3 =49.42KN螺栓承受的拉力： Nt =RD×24÷23=50 ×24÷23=52.2 KN螺栓受拉承载力设计值：Nb t=A e fbt=353 ×170×10-3 =60.01 KN(Nv/ N bv)2(N t/ N b t)2 1/2=(5.92 ÷49.42)2(52.2÷60.01)21

12、/2 =0.88<1螺栓强度满足要求2、顶拉杆计算和顶口预埋件焊缝计算2.1 顶口对拉杆的水平间距为2000mm ，以后侧模板压力计算如下：Pmax = 8K S+24KtV1/2 =8 ×2.0+24 ×1.33×0.57? =40.1kN/m 2式中 : Pmax混凝土对模板的最大侧压力Ks外加剂影响系数，取2.0Kt温度校正系数10时取 Kt 1.33V 混凝土浇筑速度50m3 /h ，取 0.57m/h砼坍落度取 100mmP倾倒19.3+6 ×1.4=48.5 kN/m 2P侧 1 PmaxP倾倒24×1.6+6×1.

13、4=46.8 kN/m 2P侧2 H.两者取小值 P 侧 =46.8 kN/m 2，取 47 kN/m 2压力图形如下：根据压力图形可求出单个顶拉杆受的拉力F1=50*1.6 2/6*2m=42.7kN( 间距 2m)单个预埋件所受的力F2=50*1.6 2/3*3m=128kN （间距 3m ）顶拉杆螺栓的拉应力：F1 =42700/ （3.14×252 /4 ）=87 N/mm 2 <170 N/mm 2，顶拉杆满足要求。An2.2 预埋件焊缝计算侧面角焊接：fF 2f fw =160N/mm 2hel w.=128000160N / mm20.7hf ( x2h f )h

14、f为焊脚尺寸， l为焊缝长度角焊接焊脚尺寸取8mm则可求得： l159mm ，取 16cm。3、抗倾覆拉杆计算胸墙前模防倾拉杆为M24 螺栓，与模板成 40°倾斜。拉杆底口与沉箱内预留预埋件焊接加固，采用双面搭接焊，搭接长度不小于13cm。产生模板倾覆的作用力有： 1）模板自重，简称 P 自倾2）后模底部以下混凝土产生的不平衡的侧压力和倾倒混凝土时产生的水平动力荷载，两者和二为一简称P 外倾 。模板计算简图见图10。先求得模板的重心： yc=32.5cm.3.1 当若斜拉杆间距为1.5m 时:每根对拉处的 P 自倾 =120 KN ÷17.5m ×1.5m=10.

15、3 KNP 外倾 对 C 点的弯矩 M1 =75 ×1.072/2+75/2 ×2.08×(1.07m+2.08/3m)=180 KN*m顶口对拉杆的竖直线荷载f1=F1/2=21.4KN/m砼侧压力的竖直线荷载q=Pmax*1.5=75KN/m由M C=10.3 ×0.325+180-f1 ×1.5×3.15-P 抗倾 ×sin40o ×3.15=0，求得防倾拉杆承受的拉力：P 抗倾 =40.6 KN防倾拉杆截面积极限值：A=N b t/f b t=40.6/170 ×10-3 =238 mm 2 &l

16、t;M24 有效截面2积 Ae=353 mmM24 螺杆满足要求。3.2 当间距为 2.25m 时每根对拉处的 P 自倾 =120 KN ÷17.5m ×2.25m=15.5 KNP 外倾 对 C 点的弯矩M 1 =113 ×1.072/2+113/2 ×2.08×(1.07m+2.08/3m)=270KN*m顶口对拉杆的水平线荷载f1=F1/2=21.4KN/m砼侧压力的水平线荷载q=Pmax*2.25=113KN/m由M C=15.5 ×0.325+270-f1 ×2.25×3.15-P 抗倾 ×si

17、n40o×3.15=0 ，求得防倾拉杆承受的拉力：P 抗倾 =61 KN防倾拉杆截面积极限值： A=N bt/f b t=61/170 ×10 -3 =359 mm 2>M24 有效截面积Ae=353 mm 2,不满足要求。斜拉杆选用 M24 螺杆，且间距为1.5m 时满足要求。.7.吊点验算7.1 模板吊环验算模板采用四点吊，荷载按照两点吊计算，1# 模板重 120KN，吊点单独设计，其余模板重量不超过60KN 取吊环直径为 25mm 。安全荷重量为：Q1= ×（25/2 ） 2×6×210 /5=123.6KN<60KN满足要求

18、。7.2 卡环计算1#模板卡环配套钢丝绳采用M62 型，经查表得单个安全荷重为160KN，其余模板采用 M42 型，经查表得单个安全荷重为68KN。满足要求。7.3 钢丝绳验算钢丝绳采用36.5mm 、6×37 芯，经查表 6-1 钢丝破断拉力总和为705KN，又查表 6-2 ，换算系数=0.82 ，取安全系数 K=6，模板起吊及拆除时，两端绳头夹角不大于 90°。安全荷重量为：Q2 =705KN ×2×cos45°×0.82/6=136.3KN<120KN满足要求。8、焊缝要求桁架模板的顶口、底口拉杆均作用在桁架内侧弦杆上，而桁架为整体受力结构，故桁架制作时所有连接焊缝为影响模板整体结构安全的控制点，