滑模架体计算书

滑模架体计算书第2页共22页一.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》（GB50017-2003）《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.爬模下架体组成:爬模下架体由预埋件、附墙装置、导轨及液压动力装置组成。（用于直爬）第3页共22页（用于斜爬，倾斜范围±18°）三.计算参数：⒈塔肢内外墙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3.0KN/m2(爬升时为1.5KN/m2)模板后移及倾斜操作主平台（2）最大允许承载1.5KN/m2爬升装置工作平台（3）最大允许承载0.75KN/m2拆卸爬锥工作平台（4）最大允许承载0.75KN/m2(爬升时可不考虑)⒉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;拉力设第4页共22页计值为：F=215KN;⒊爬模的每件液压缸的推力为100KN(即10t)。⒋自爬模爬升时，结构砼抗压强度不低于15MPa。四.荷载计算：⒈施工荷载①参数说明施工活载——施加到各平台的施工荷载；平台长——分配到单个机位的模板宽度以3.0米计算；平台宽——平台板的长度；荷载分项系数——荷载的放大系数；活载取1.4荷载设计值——强度计算中使用，其值等于荷载标准值乘以荷载分项系数；②计算表格位置施工活载(KN/m2)平台长(m)平台宽(m)荷载分项系数荷载设计值F(KN)总荷载(KN)平台(1)1.503.001.207.56平台(2)1.503.002.7017.01平台(3)0.753.002.357.40平台(4)0.003.001.200.0031.971.40爬升时，施工荷载为32KN。⒉油缸顶升力判定①模板自重模板的自重一般是65Kg/m2,假定分配到单个机位的模板最大可以是3.0×6.15m,则模板自重是12KN；②QPMX50下架体总重：下架体自重平台长平台板自重平台(3)平台(4)平台梁单位重量平台梁下架体总重（kg）(m)(kg/m2)(kg)(kg)(kg/m)(kg)(kg)4833.027190.3597.217.22581029下架体自重——由发货清单计算而得，是个定值；平台板自重——平台板一般取50mm厚的木板，木材的密度取540㎏/m3,这里取27㎏/m2;平台梁单位重量——平台梁选取单槽钢16。第5页共22页下架体自重合计为10.3KN；③QPMX50上架体总重：上架体自重计算表格如下：其他重主背楞单位主背楞高主背楞重平台总重平台梁重上架体总重(KN)重量（KN/m)(m)(KN)(KN)(KN)(KN)2.080.314.501.403.890.607.97则斜撑式的上架体总重为8.0KN。④主平台横梁主平台横梁采用双槽钢20a,51.6㎏/m×3m×3=464.4㎏,合计4.6KN。⑤连接钢管自重根据方案布置而定，这里设定架体总体布置16根连接钢管，钢管采用∅3.5×48单根钢管单位重量布置数量钢管单位重量单机位分配总重(KN/m)(根)(KN/m)(m)(KN)0.06160.963.002.88连接钢管的重量为2.88KN。除了要计算以上项目以外还需要考虑一些施工现场其它不可预见因素引起的荷载。⑥架体总重32+(12+10.3+8.0+4.6+2.88)×1.2=77.35KN，取摩擦系数1.2，则77.41×1.2=92.82KN＜100KN（单个油缸的顶升力）⒊爬升状态下架体承重限定下架体所承受的竖向荷载包括模板自重12KN，上架体自重8.0KN,以及上架体上所施加的施工荷载32KN，主平台横梁4.6KN，合计56.6KN。综上，爬升时下架体所承受的最大的竖向荷载为50KN.⒋下架体承受水平荷载限定水平荷载在这里指的就是风荷载，假定最大工作风级数是10级，风速32320.8360.9171029/VBms其中B---风级数风压222290.53/16001600pVWKNm第6页共22页考虑到风荷载的不定性，在这里对其进行一定程度的放大，取1.4的放大系数，则风荷载最大设计值为0.74KN/m2，受风面的高度计算到最高处挑架的护栏顶部，则其值为6.25m（4.65+1.6=6.25）。风级最大风速(m/s)风压(KN/m2)单机承担模板宽(m)受风面高(m)风载设计值(KN)10.920.0010.0222.590.0060.1534.760.020.5247.340.051.24510.250.092.41613.480.164.17716.980.256.62820.750.389.89924.760.5414.081029.000.7419.313.006.25综上，最大的水平荷载为20KN.⒌上架体受力分析以及传力计算第7页共22页①各平台荷载施工活载平台长平台宽平台横梁宽荷载设计值q(KN/m2)(m)(m)(m)(KN/m)平台(1)3.003.001.201.2012.60平台(2)1.503.002.702.706.30位置荷载分项系数1.40②模板自重这里设定分配到单个上架体上的模板宽度为3.0米，高度为4.65米。模板宽模板高单位面积模板质量模板自重荷载设计值(m)(m)(kg/m2)(KN)(KN)3.004.6565.009.071.2010.88荷载分项系数仰爬时，模板自重通过横向背楞以集中荷载形式作用于主背楞上。10.88/3=3.63KN③风荷载计算根据上述可知，最大风荷载为0.74KN/m2，作用在模板表面，则沿背楞高度方向风荷载设计值如下表最大风载(KN/m2)模板宽(m)模板高(m)主背楞高(m)荷载分项系数风载设计值(KN/m)0.743.004.654.501.403.21④用结构力学求解器对上架体进行受力分析荷载施加说明：各个操作平台承受均布线荷载，大小分别为12.6KN/m、6.3KN/m，方向为竖直向下；主背楞承受风荷载，由模板传来，以均布荷载的形式作用于主背楞上，大小为3.21KN/m,方向为水平向右；主背楞承受模板自重，模板自重以集中荷载的形式通过横向背楞作用于主背楞上，大小为3.63KN，方向为竖直向下；上架体自重以集中荷载的形式，通过与后移横梁的连接点传递，通过分析，上架体自重的重心向后倾斜，可得施加到1节点处的荷载是自重的0.25，2节点处为0.75倍的自重，大小分别为2.0KN、6.0KN；第8页共22页荷载图轴力图（KN）剪力图（KN）弯矩图（KN·m）ⅰ各杆件的轴力、弯矩、剪力见下表:第9页共22页杆件号轴力(KN)剪力(KN)弯矩(KN.m)10.00-2.41-0.4620.21-13.40-1.45320.53-6.22-2.384-16.3238.856.235-30.97-20.936.2360.004.28-1.467-12.2120.312.038-45.07-36.85-3.689-24.8430.973.11026.15-14.41-14.6611-16.1712.11-14.6612-49.9400受拉杆件满足要求，只需要验算受压杆件的稳定性即可。ⅱ受压杆件稳定验算：杆件轴力截面积计算长度回转半径长细比稳定系数应力抗压设计值容许长细号N(N)A(mm2)l0(mm)ix(mm)λφσ(N/mm2)f(N/mm2)比[λ]3679037002210110.4020.020.9831.877532902540246079.0031.140.96321.791044990777.5207021.9894.180.71381.161156270777.5215021.9897.820.687105.351624820314050099.005.050.9997.91201184405760300157.201.911.00020.56215150稳定验算中，受压杆件的长细比小于容许长细比，应力小于抗压设计值，满足要求。ⅲ支座反力：(节点编号按从左向右顺序)第10页共22页反力图（KN）节点14处，支座水平向反力为-23.71KN(向左)；竖向反力为-34.92KN（向下）；节点15处,支座水平向反力为24.71KN(向右)；竖向反力为-24.88KN（向下）；节点16处，支座水平向反力为-24.82N(向左)；竖向反力为118.44KN（向上）；各个节点的力会传递到下架体的承重三角架横梁上，如下是作用于承重三角架横梁上的力：节点14处，水平作用力力为23.71KN(向右)；竖向力为34.92KN（向上）；节点15处,水平作用力为-24.71KN(向左)；竖向力为24.88KN（向上）；节点16处，水平作用力为24.82KN(向右)；竖向力为-118.44KN（向下）；五.用力学求解器对结构进行受力分析：将最不利荷载施加于斜爬下架体上，用结构力学求解器对承重三角架进行计算：（可根据施工实际荷载对模型进行修改计算）荷载施加说明：上架体作用与承重三角架横梁上的力是通过主平台梁传递的，大小及方向如上述；第11页共22页下架体自重是通过吊平台两立杆施加到连接部位的，将下架体自重平均加到相应作用点处，力的大小为5.6KN荷载图轴力图（KN）第12页共22页剪力图（KN）弯矩图（KN.m）①各杆件的轴力、弯矩、剪力见下表:杆件号轴力(KN)剪力(KN)弯矩(KN.m)2129.31-93.5521.294-145.110.000.005133.46-9.12-18.876133.4258.14-29.41上述选择的是受力最不利的杆件，如果上述杆件符合要求，那么其它杆件一定满足要求。受拉杆件远满足要求，只需要验算受压杆件的稳定性即可。②受压杆件稳定验算：（轴力图中蓝色表示的杆件）轴力截面积计算长度回转半径长细比稳定系数应力抗压设计值容许长细N(N)A(mm2)l0(mm)ix(mm)λφσ(N/mm2)f(N/mm2)比[λ]41451102120.6273047.7657.160.90375.78215150杆件号稳定验算中，受压杆件的长细比小于容许长细比，应力小于抗压设计值，满足要求。③支座反力：第13页共22页反力图（KN）节点6处（承重插销处）水平反力大小为108.19KN；竖向反力大小为97.34KN节点4处（附墙撑处）反力大小为89.97KN，方向为西偏南18度。其它工况，如风荷载水平向左，或是只作用风荷载（向左，向右），经计算分析，虽然有些杆件由受拉变为了受压，但是内力值相对较小，符合受力要求；且各杆件的内力值大小都较上述小，所以不作为不利组合考虑。架体进行俯爬时，整个架体重心集中于模板处，在风荷载作用下，架体会向上翘，这个力可以由附墙撑于导轨连接处来承受，而导轨有两个埋件于建筑物相连，因此不需要做架体的抗倾覆验算。④承重三角架杆件2、5为主要的受力杆件，需要对其进行强度、变形验算：杆件2：抗弯验算：max21.29MKNm，3531082102.1610Wmm，截面塑性发展系数1.05x62max521.291095.63/1.052.1610xMNmmW抗剪验算：第14页共22页93.55VKN,23221.92104.3810Amm32393.551020.9/4.3810VNmmA折算应力：2222212395.63320.9102.25/1.1215236.5/NmmfNmm满足要求。杆件5：抗弯验算：max18.87MKNm，3531082102.1610Wmm，截面塑性发展系数1.05x62max518.871083.2/1.052.1610xMNmmW抗剪验算：9.12VKN,23221.92104.3810Amm3239.12102.08/4.3810