爬模计算书

丰都二桥液压爬模计算书编制：邱安泉审核：夏正洋江苏良工建筑模板有限公司2012.5一.编制计算书遵守的规范和规程：《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《钢结构设计规范》（GBJ50017-2003）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）《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》（GB50205-2001）二.爬模组成:爬模由预埋件、附墙装置、导轨、支架、模板及液压动力装置组成。三.计算参数：1.塔肢液压自爬模各操作平台的设计施工荷载为:模板,浇筑,钢筋绑扎工作平台○1最大允许承载3KN/m(沿结构水平方向)爬升装置工作平台○4最大允许承载0.75KN/m(沿结构水平方向)模板后移及倾斜操作主平台○3最大允许承载1.5KN/m(沿结构水平方向)2.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;3.爬模的每件液压缸的推力为100KN(即10t)。4.自爬模爬升时，结构砼抗压强度不低于15MPa。5.假定模板,浇筑,钢筋绑扎工作平台○1宽度为8米，则施工荷载为24KN。6.假定爬升装置工作平台○4宽度为8米，则施工荷载为6KN。7.假定模板后移操作主平台○3宽度为8米，则施工荷载为12KN。8.假定分配到单位机位的模板宽度为4米，高度为4.65米，则模板面积为18.6平米。9.分配到单位机位的模板自重为12KN。10.假定最大风荷载为2.5KN/平米，作用在模板表面，侧沿模板高度方向风荷载为2.5×3=7.5KN/米。11.假定单个机位系统总重为50KN，含支架、平台、跳板、液压设备及工具。四.用计算软件SAP2000对架体进行受力分析：1.支架稳定性验算确定支架计算简图:按以上计算参数取值，通过计算软件SAP2000绘制轴力、弯矩、剪力和约束反力如下：轴力图弯矩图剪力图约束反力图各杆件的轴力、弯矩、剪力见下表:杆件号轴力KN弯矩KN.M剪力KN备注1-289.7638.9094.102-3161.6822.5343.123-4-147.71001-4119.4293.0437.491-5164.9254.1493.506-898.4835.9826.487-8-137.56007-9-7.5033.8530.78注：显然，若以上杆件满足要求，其它杆件必定满足要求，故可不作分析。约束反力：V=93.50KNN=164.92KNR2=124.42KN因受拉杆件远远满足要求，只需对受压杆件进行失稳验算，3-4、7-8、7-9为受压杆，对3-4、7-8进行稳定性验算，7-9轴力很小，不作计算。分板结果如下图：杆件号内力规格截面积mm2长细比稳定系数应力值3-4-147.71φ160X5.02419.03550.83373.317-8-137.56φ114X5.01712.17500.85693.86各杆件轴向应力均小于强度设计值f=215mm2故满足要求。1-4杆件最大剪应力：τ=37.49×1000/7248=5.18(N/mm2)1-4杆件受弯最大应力：σ=M/W=(93.04×1000000)/467510=199.02(N/mm2)[(τ/125)2+(σ/215)2]1/2=0.927＜1符合要求.6-8杆件与模板紧贴在一起，6-8杆件的弯矩实际上可认为由模板承担，因模板刚度很大，完全可不记其变形，故6-8杆件符合要求。五.埋件、重要构件和焊缝计算：1.单个受力螺栓设计抗剪100KN，抗拉150KN，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τs和法向应力δs,由力系平衡条件可得：F=A(τssinα+δscosα)由试验得：当b/h在0.19～1.9时，α=45°，δF=0.0203fc,代入式中得：F=(2×0.0203/sin45°)×√π·fc[(√π/2)·h2ctg45°+bh]=0.1fc(0.9h2+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）（400mm）;b—————锚板边长（80mm）.所以F=0.1fc(0.9h2+bh)=0.1×15(0.9×3102+80×400)=177.73(KN)埋件的抗拔力为F=177.73KN150KN,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：FL≤1.35βCβLfcALnβL=√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/mm2）βC—混凝土强度影响系数；（查值为0.94）βL—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；（80×80mm2）Ab—局部受压计算底面积；（mm2）所以：FL≤1.35βCβLfcALn=1.35×0.94×2×15×6400=243.65KN150KN,故满足要求。4.受力螺栓的抗剪力和抗拉力的计算：材料：40Cr受力螺栓为M42螺纹，计算内径为:d=36mm；截面面积为：A=πd2/4=1017.4mm2;单个机位为双埋件，单个埋件的设计剪力为：FV=100KN;设计拉力为：F=150KN;受力螺栓的抗压、抗拉、抗弯强度查表可知：抗拉屈服强度f=785N/mm2，抗剪强度为：fV=400N/mm2.根据计算手册拉弯构件计算式计算：⑴.抗剪验算：τ=FV/A=100×103/1017.4=98.28N/mm2fV=400N/mm2,故满足要求。⑵.抗拉验算：σ=F/A=150×103/1017.4=147.44N/mm2f=785N/mm2,故满足要求。[(τ/348)2+(σ/640)2]1/2=0.39＜1符合要求.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≤1.35βCβLfcALnβL=√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/mm2）βC————混凝土强度影响系数；（查值为0.94）βL————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；（4508mm2）Ab————局部受压计算底面积；（mm2）所以：FL≤1.35βCβLfcALn=1.35×0.94×2×15×4508=171.57KN100KN,满足要求。6.导轨梯档的抗剪力计算：根据图纸，单个梯档的焊缝长度为320mm,焊高为8mm,故焊缝的断面面积为：A=320×8=2560mm2查计算手册可知：材料Q235钢的焊缝抗剪强度为125N/mm2所以梯档承载力为：FV=125×2560=320KN100KN故满足要求。7.承重插销的抗剪力计算：承重插销设计承载200KN。根据图纸可知承重插销的断面尺寸为：A=3.14×20×20=1256mm2由五金手册可查材料Q235钢的抗拉屈服强度值为215N/mm2，所以抗剪强度为：fV=fc×0.58=124.7N/mm2因为抗剪面为两个，所以承重插销的承载力为：FV=2×1256×124.7=313.25KN200KN故承重插销满足设计要求。8.附墙撑的强度验算由先前的计算，R2=124.42kN,附墙撑的材料为φ56的圆钢，长度L=750mm,长细比λ＝750/56＝14[λ]=350,所以不用验算稳定性，只验算强度即可A=πr2＝2463mm2σ＝F/N=124.2x103/2463＝50.4N/mm2[σ]=215,所以满足要求。六模板验算1混凝土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=0.22γct0β1β2V1/2F=γcH式中F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）γc------混凝土的重力密度（kN/m3）取25kN/m3t0------新浇混凝土的初凝时间（h）,按6小时。当缺乏实验资料时，可采用t=200/(T+15)计算；T------混凝土的温度（°）t=25V------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）;本工程浇筑高度为9米；取9mβ1------外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2。β2------混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50—90mm时，取1.0；110—150mm时，取1.15。此处取1.0。F=0.22γct0β1β2V1/2=0.22x25x6x1x1x21/2=46.8kN/m2F=γcH=24x9=192kN/m2取二者中的较小值做为侧压力标准值，F=46.8kN/m2，并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4kN/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=46.8x1.2+4x1.4=61.8kN/m2。2面板验算将面板视为两边支撑在木工字梁上的多跨连续板计算，面板长度取标准板板长1000mm，板宽度b=1000mm，面板为18mm厚胶合板,木梁间距为l=305mm。强度验算:面板最大弯矩：Mmax=ql2/10=(61.8x305x305)/10=5.75x105N.mm面板的截面系数：W=bh2/6=1000x182/6=5.4x104mm3应力：ó=Mmax/W=5.75x105/7.35x104=10.6N/mm2fm=13N/mm2满足要求其中：fm-木材抗弯强度设计值，取13N/mm2，E-弹性模量，维萨板取1x104N/mm2。刚度验算：q2=61.8kN/m模板挠度由式=0.65ql4/100EI=0.65x61.8x3054/(100x1x104x94.1x104)=0.7mm[ω]=305/400=0.76mm满足要求！面板截面惯性矩：I=bh3/12=1000x183/12=94.1x104mm4。3木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。木工字梁上的荷载为：q3=Fl=61.8x0.305=18.85N/mmF-混凝土的侧压力l-木工字梁之间的水平距离强度验算：最大弯矩Mmax=0.1q3L2=0.1x17.3x1200x1200=2.71x106N.mm木工字梁截面系数：W=（1/6H）[BH3-(B-b)h3]=（1/6x200）[80x2003-(80-30)x1203]=46.1x104mm3应力：ó=Mmax/W=2.71x106/46.1x104=5.88N/mm2fm=13N/mm2满足要求木工字梁截面惯性矩：I=1/12x[BH3-(B-b)h3]=1/12x[80X2003-(80-30)x1203]=46.1x106mm4刚度验算：悬臂部分挠度：w=ql4/8EI=18.85x3004/(8x1x104x46.1x106)=0.23mm[w]=0.61mm[w]-容许挠度，[w]=L/500,L=300mm跨中挠度：w=ql4（5-24λ2）/384EI=18.85x12004(5-24x0.252)/(384x1x104x46.1x106)=0.76mm[w]=3mm满足[w]-容许