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临吉高速 S26 标壶口黄河特大桥Beijing Zulin Formwork & Scaffolding Co.,Ltd.CB-240 架体计算书编制：审核：审批：北京卓良模板公司技术部2010.031/15北京卓良模板有限公司Beijing Zulin Formwork & Scaffolding Co.,Ltd.一 . 编制计算书遵守的规范和规程：建筑结构荷载规范钢结构设计规范混凝土结构设计规范 混凝土结构工程施工质量验收规范 建筑施工计算手册 钢结构工程施工质量验收规范临吉高速 S26 标壶口黄河特大桥GB 50009-2001 )GBJ 50017

2、-2003 )GB 50010-2002 )GB 50204-2002 ) 江正荣 编著GB 50205-2001 )体系组成 : 体系由预埋件、三脚架、吊平台、模板等装置组成。图一三 . 计算参数 ：5m 时，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 我们将它分为两块。1. 各操作平台的设计施工荷载为2/15北京卓良模板有限公司临吉高速 S26 标壶口黄河特大桥3KN/m 2模板后移及倾斜操作主平台最大允许承载21.5KN/m 2Beijing Zulin Formwork & Scaffolding Co.,Ltd. 浇筑,钢筋绑扎工作平台

3、最大允许承载模板操作平台及吊平台最大允许承载0.75KN/m 22. 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=3x2.5=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 。 分配到每榀支架的荷载为线荷载 q25. 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

4、荷载 q36. 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/m 2，作用在模板表面，侧沿模板高度方向风荷载为1.5 ×2.5=3.75KN/m 。8. 假定平台板，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，支架计算简图如图三3/15临吉高速 S26 标壶口黄河特大桥北京卓良模板有限公司Beijing Zulin Formw

5、ork & Scaffolding Co.,Ltd.（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186002-72003-32.30048210.5505-65.400634007-291.926.68-64.721893101049.28.7174/15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11-11.81.32713-3.21.110显然，若表中杆件满足要求，其它

6、杆件必定满足要求，故可不作分析。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=215mm 2 故满足要求。24 杆件最大剪应力： =50× 1000/3072.4=16(N/m2m)弯矩 M=10.5KN*M = M/W=10.5x10 6/115.4x103/2=45 (N/mm 2)( /1252)+ ( /2125)1/2=(16/125) 2+ (45/215) 21/2=0.24< 1 符合要求10 杆件最大剪应力： =17× 1000/3072.4

7、=2.8(N/m2m)弯矩 M=8.7KN*M = M/W=8.7x10 6/115.4x103/2=38(N/mm 2) ( /122+5 () /2125)1/2=(2.8/125) 2+ (38/215) 21/2=0.17 < 1 符合要求表一 : 关键杆件受力表表二 内力分析表5/15北京卓良模板有限公司临吉高速Beijing Zulin Formwork & Scaffolding Co.,Ltd.211 杆件最大剪应力： =27 × 10/010174.7=22(N/mm 2) 弯矩 M=1.3KN*M = M/W=1.3x10 6/27.757x103/

8、2=23(N/mm 2) ( /122+5 () /2125)1/2=(22/125) 2+ (23/215) 21/2=0.2< 1符合要求五 . 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 :S26 标壶口黄河特大桥假定埋件到基础边缘有足够的距离，锚板螺栓在轴向件号内力规格截面积 mm2长细比稳定系数 应力值2-72 60x4854.7730.7321103-32.3 80x41174.7680.763365-65.

9、488.5x41061.8540.904687-29 80x41174.7300.936268-64.7 80x41174.7700.75173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， =21°，F=0.0203 fc, 代入式中得： F=(2 × 0.0203/sin21 °)c ×( ·/2f2c) tg·21h+°bh2=0.2

10、 fc (2.3h2+bh)式中 fc 混凝土抗压强度设计值( 15N/mm 2);h 破坏锥体高度(通常与锚固深度相同) ( 300mm)6/15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b 锚板边长（ 100mm ） .2所以 F=0.2 f c （2.3h2+bh）2=0.2 ×15（2.3 3×002+100 ×300）=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

11、结构设计规范局部受压承载力计算：FL1.35CL fc ALnL =Ab/A L式中 FL 局部受压面上的作用的局部荷载或局部压力设计值；（ KN ）2fc 混凝土轴心抗压强度设计值； （15N/mm 2）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）A Ln 混凝土局部受压净面积； （ 80×80mm2）A b 局部受压计算底面积； （ mm2）所以： FL1.35CL fc ALn=1.35 ×0.94 ×2×15 ×6400=243.65KN>150

12、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=615.8mm 2;FV=50KN; 设计拉力为：单榀架体为单埋件 ，单个埋件的设计剪力为：F=120KN;7/15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/mm 2，抗剪强度为： fV=125 N/mm 2.根据计算手册拉弯构件计算式计算： 抗剪验算：3 2

13、 2=VF /A=50 ×103/615.8=56 N/mm 2< f V=125 N/mm 2,故满足要求。 抗拉验算：3 2 2 =F/A=120 ×103/615.4=195 N/mm 2< f=215 N/mm 2,故满足要求。（ /1225+） （ /2125）1/2=1=1 为临界值 .5. 爬锥处砼的局部受压抗剪力计算：根据混凝土结构设计规范局部受压承载力计算：FL 1.35CL fc ALn L=Ab/AL式中 FL 局部受压面上的作用的局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/mm 2） C 混凝土强度影响

14、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）2ALn 混凝土局部受压净面积； （ 4508mm2）A b 局部受压计算底面积； （ mm2） 所以： FL1.35CL fc ALn=1.35 ×0.94 ×2×15 ×4508=171.57KN>35 KN, 满足要求。8/15北京卓良模板有限公司临吉高速 S26 标壶口黄河特大桥Beijing Zulin Formwork & Scaffolding Co.,Ltd.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

15、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 0.22 ct0 1 2V 1/2F c H式中 F-新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（ KN/m 2）c-混凝土的重力密度（ kN/m 3）取 25 kN

16、/m 3t0- 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- 外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1；9/15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； 110 150mm 时，取 1.

17、15。F 0.22 ct0 1 2V1/2=0.22x25x5x1x1.15 x21/2=45kN/m=25x6=150kN/ m取二者中的较小值， F=45kN/ m 2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：有效压头高度：h F c 6025 2.4mQ=45x1.2+4x1.4=60kN/ m2仰面受混凝土自重分力计算： R=sin8x25=3.5KN/ m 2作用于模板的总荷载为：q=60+3.5=63.5 KN/ m三 模板计算3.1 基本参数模板高度为 6.15m ，浇筑高

18、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： fc -木材抗弯强度设计值，取 13 N/mm 2， ft -木材抗剪强度设计值，取 1.5 N/mm2E- 弹性模量，木材取 8.5x103 N/mm 2，钢材取 2.1x105 N/mm 23.2 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

19、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10/15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 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 。3.2.1 抗弯强度验算作用在面板上的线荷载为： q1 ql =63.5x1=63.5N/mm面板最大弯矩：M max q1l 2 10 =(63.5x280x280)/10=0.50x10 6N?mm面板

20、的截面系数：21W bh2 6= x1000x21 2=7.35x10 4mm 36应力： M max W =0.50x106/7.35x104=6.8N/mm2< fc =13 N/mm2故满足要求3.2.2 抗剪强度验算计算公式如下： V 0.6q1l面板的最大剪力： V = 0.6 ×63.5 ×0.28 = 10.67KN ；3V截面抗剪强度必须满足：fv (安全系数取 1.5)2bhnv2其中， - 面板截面的最大受剪应力 (N/mm 2)；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

21、-面板厚度 (mm) ： hn = 21.0mm ；fv-面板抗剪强度设计值 (N/mm 2) ： fv = 1.5 N/mm 2； 面板截面的最大受剪应力计算值 : T =3 ×10.67 ×103/(2 ×1000 ×21)=0.76N/mm 2； 面板截面抗剪强度设计值 : fv=1.5N/mm 2 ； 面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.76N/mm 2 小于 面板截面抗剪强度设计值 T=1.5N/mm 2，满足要求！3.2.3 挠度验算：11/15北京卓良模板有限公司Beijing Zulin Formwork & Scaffoldi

22、ng Co.,Ltd. 临吉高速 S26 标壶口黄河特大桥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：q2 (F R) 1 48.5KN /m面板挠度由式q2l 4 150EI44=48.5x280 44)=0.3mm< =280/400=0.7mm故满足要求面板截面惯性矩： I=bh3/12=1000X213/12=77.2X10 4mm43.3 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：q3 ql F-混凝土的侧压力l

23、 - 木工字梁之间的水平距离3.3.1 抗弯强度验算1 2 2 6 最大弯矩 M maxq3 L22=2.56x106N?mm10木工字梁截面系数：W 1 BH 3 B b h31 80 2003 80 30 120 3 46.1 104 mm26H 1200应力：Mmax W 2.56 106 46.1 104 5.55N / mm2 < f m =13N/mm 2 满足要求木工字梁截面惯性矩：I 1 BH 3 B b h3 1 80 2003 80 30 h3 46.1 106mm412 1212/15北京卓良模板有限公司临吉高速 S26 标壶口黄河特大桥Beijing Zulin

24、Formwork & Scaffolding Co.,Ltd.3.3.2 抗剪强度验算计算公式如下： V 0.6q3l木梁的最大剪力： V = 0.6 ×17.78 ×1.2 = 12.8KN ；截面抗剪强度必须满足：fv (安全系数取 1)A其中， -木梁截面的最大受剪应力 (N/mm 2)；V-木梁计算最大剪力 (N)：V = 12.8KN ；22A-木梁截面面积 (mm2 )： A = 9640mm 2 ；22fv 木材抗剪强度设计值 (N/mm 2 )： fv = 1.5 N/mm 2；32最大受剪应力计算值 : T =12.8 1×03/(964

25、0)=1.33N/mm 2；最大受剪应力计算值 T=1.33N/mm 2 小于 木梁截面抗剪强度设计值 T=1.5N/mm 2，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：q4 (F R) 0.28 13.58KN /m木梁挠度由式q4l 4 150EI4 3 6=13.58x12004/(150x8.5x10 3x46.1x10 6 )=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

26、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L 1=1200mm 。北京卓良模板有限公司临吉高速 S26 标壶口黄河特大桥Beijing Zulin Formwork & Scaffolding Co.,Ltd.槽钢背楞计算简图抗弯强度验算木梁作用在槽钢上的集中荷载为： q5 63.5 0.28 1.2 21.34KN最大弯矩 Mmax 0.175q5 L1 3x1200=4.48x10 6N?mm 双 14 槽钢截面系数： W=80.5x2=161x10 3mm3应力：Mmax W 4.48 106 161 103 27.83N / mm2 < f m =215N/mm 2固满足要求双 14 槽钢截面惯性矩： I=1128x10 4mm43.4.2 抗剪强度验算计算公