墩柱模板计算书

目录墩身模板计算书1第一章计算依据1第二章材料主要参数及截面特性1第三章设计参数取值及要求1第四章荷载计算2第五章荷载组合3第六章计算模型及结果3第一节模板有限元模型如下：4第二节肋强度计算：4第三节法兰强度计算：5第四节环向筋强度计算：5第五节面板强度计算：6第六节模板刚度验算计算：7第七节螺栓强度计算：7第七章结论10墩身模板计算书计算依据1."蓝色硅谷墩身构造图"；2."钢构造－原理与设计"〔清华版〕；3."路桥施工计算手册"〔人交版〕；4."构造力学"、"材料力学"〔高教版〕；5."构造设计原理"〔人交版〕。材料主要参数及截面特性1.A3钢弹性模量E=2.1×1011Pa，剪切模量G=0.81×105MPa，密度ρ=7850kg/m3；2.Q235钢板≤20mm的容许拉、压、弯应力=180MPa；3.Φ25mm45*圆钢的容许拉、压应力为=310MPa；4、φ25精轧螺纹钢材容许应力=416MPa。5、8.8级M20高强螺栓承载拉力=88KN、承载剪力=89.1KN6、容许挠度[f]=L/500；7、[10，62.1cm3，391cm4，A=15.7cm2；容许剪应力=110MPa，组合容许应力为=160Mpa。设计参数取值及要求1、混凝土容重：25kN/m ³；2、混凝土浇筑速度：2.71m/h；3、浇筑温度：25℃4、混凝土塌落度：16～20cm；5、混凝土外加剂影响系数取1.2；6、最大一次浇注墩高：12m；7、设计风力：8级风；荷载计算1、新浇混凝土对模板侧向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，当浇筑高度到达*一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力到达最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。新浇混凝土对模板侧向压力分布见图1。图1新浇混凝土对模板侧向压力分布图新浇混凝土对模板侧向压力按下式计算：Fma*=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2或Fma*=rc×H式中：Fma*—新浇混凝土对模板侧面的最大侧压力〔KN/m2〕；rc—混凝土重力密度〔查"施工手册"取25KN/m3〕；t0—新浇混凝土初凝时间h，假设按入模温度T=25℃考虑，则依据公式t0=200/〔T+15〕=5hV—混凝土的浇灌速度〔m/h〕;按每小时浇筑30m3，截面积为3.69mV=30/3.69=8.13m/hh—有效压头高度；H—混凝土浇筑层(在水泥初凝时间以)的厚度(m)；β1—外加剂影响修正系数，掺外加剂时取1.2；β2—混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于100mm时，取1.0；不小于100mm时，取1.15。Fma*=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2=0.22×25×5×1.2×1.15×8.131/2=108.2kN/m2h=Fma*/rc=108.2/25=4.3m2、风荷载计算风荷载强度按下式计算：W=K1K2K3W0W风荷载强度(Pa)；W0根本风压值(Pa)，，8级风风速v=17.2～20.7m/s；K1风载体形系数，取K1=0.8；K2风压高度变化系数，取K2=1；K3地形、地理条件系数，取K3=1；W=K1K2K3W0=0.8×267.8=214.2Pa桥墩受风面积按桥墩实际轮廓面积计算。3、倾倒混凝土时产生的荷载取4kN/m2。荷载组合墩身模板设计考虑了以下荷载；=1\*GB3①新浇注混凝土对侧面模板的压力=2\*GB3②倾倒混凝土时产生的荷载=3\*GB3③风荷载荷载组合==1\*GB3①+=2\*GB3②+=3\*GB3③=108.2+0.2+4=112.4kN/m2计算模型及结果采用有限元软件midas进展建模分析，其中模板面板采用4节点薄板单元模拟，横肋、竖肋及大背楞采用空间梁单元模拟，拉杆采用只受拉的杆单元模拟。模板有限元模型如下：图1模板有限元模型肋强度计算：墩身模板肋采用[12，其在荷载组合作用下应力见下列图：图2肋应力图〔单位mpa〕模板肋在最大组合压力下，最大应力20.23mpa，小于Q235钢材容许应力160MPa。法兰强度计算：墩模板法法兰为12*120mm钢板，其在荷载组合作用下应力见下列图：图3法兰应力图〔单位mpa〕模板法兰在最大组合压力下，最大应力53.3mpa，小于Q235钢材容许应力160MPa。环向筋强度计算：墩模板环向筋为12*120mm钢板，其在荷载组合作用下应力见下列图：图4法兰应力图〔单位mpa〕模板法兰在最大组合压力下，最大应力62.7mpa，小于Q235钢材容许应力160MPa。面板强度计算：墩身模板面板采用6mm钢板，其在荷载组合作用下应力见下列图：图5面板应力图〔单位mpa〕模板面板在最大组合压力下，最大应力21.5mpa，小于Q235钢材容许应力160MPa。模板刚度验算计算：在荷载组合作用下模板水平位移见下列图图6模板水平位移图〔单位mm〕根据上图计算结果，模板整体变形量0.83mm小于要求允许变形量L/500=4mm。螺栓强度计算：法兰在受力最不利组合条件下应力如下列图所示：图7.1法兰轴力应力图〔单位KN〕图7.2法兰剪力应力图〔单位KN〕图7.3法兰弯矩图〔单位KN*mm〕模板为M20高强螺栓，强度等级8.8级。根据螺纹紧固件应力截面积和承载面积，A=245mm。最长法兰为3.14m,每隔150mm设1个螺栓，共设21个螺栓。根据图7.1、7.2、7.3得法兰在受力最不利组合条件下单个高强度螺栓的最大实际拉应力：=16.1K