液压自爬模架体及模板受力计算书计算书

2014/02产品计算书液压自动爬升模板ACSX50计算书山东新港国际模板工程技术有限公司ACSX50计算书1/141.编制计算书遵守的规范和规程《液压爬升模板工程技术规程》（JGJ195-2010）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2010）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）《建筑施工计算手册》第二版《建筑工程模板施工手册》第二版《建筑施工手册》第四版2.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，各系统组成如表1所示，结构及连接示意图如图1所示。表1爬模各系统组成序号名称部件材料规格型号备注1模板系统面板桦木板δ212木工字梁H20200×803背楞Q235，槽钢双14#4后移系统后移装置方管与钢件组合80×80×3.0δ16钢板5后移横梁Q235，槽钢双12#6主背楞Q235，槽钢双14#7主背楞斜撑Q235，圆管组合Φ88.5×3.0与Φ60×6.08上平台系统平台立杆Q235，槽钢双14#9平台横杆Q235，方管60×60×3.010平台斜撑圆管组合Φ88.5×3.0与Φ60×6.011下平台系统三角架横梁Q235，槽钢双18#12三角架立杆Q235，槽钢双22#13三角架斜撑圆管组合Φ160×10与Φ90×1214吊平台立杆Q235，槽钢12#15吊平台横杆Q235，槽钢12#16液压系统集中泵站一拖八17液压油缸额定推力150KN18换向盒钢板焊接件19高压油管20埋件系统埋件板铸造件D26.5不计入总重21爬锥45#M42/D26.5不计入总重22高强螺杆45#D26.5不计入总重23受力螺栓40CrM42不计入总重24附墙挂座钢板焊接件双埋件不计入总重25附墙撑丝杆组合件T42×626导轨Q235，槽钢双20#27主平台横梁Q235，槽钢25#28其它平台横梁Q235，槽钢20#29平台跳板木脚手板δ5030连接插销45#直径见连接示意图31对拉螺杆45#D20不计入总重ACSX50计算书2/14图1架体示意图3.计算参数1)液压自爬模各操作平台的设计施工荷载为：浇筑、钢筋绑扎操作平台①最大允许承载Fk14.0KN/m2（爬升时1.0KN/m2）模板安装操作平台②③最大允许承载Fk20.75KN/m2（爬升时0KN/m2）模板后移及主操作平台④最大允许承载Fk31.5KN/m2（爬升时0.5KN/m2）爬升装置工作平台⑤最大允许承载Fk41.0KN/m2（爬升时1.0KN/m2）拆卸爬锥工作平台⑥最大允许承载Fk51.0KN/m2（爬升时0KN/m2）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150KN；4)爬模爬升时，结构砼抗压强度不低于15MPa；5)架体系统：架体支承跨度：≤5米（相邻埋件点之间距离，特殊情况除外）；架体高度：17.3米；架体宽度：主平台④=2.9m，上平台①=2.4m，模板平台②③=1.2m，液压操作平台⑤=2.6m，吊平台⑥=1.7m；6)电控液压升降系统：额定压力：25Mpa；油缸行程：400mm；额定推力：150KN；双缸同步误差：≤20mm；7)依据设计图纸，各项计算取值：本工程实际单元最大跨度24.2米；本工程每单元设置六榀爬升机位；本工程每单元设置十个后移模板支架；本工程模板实际高度为6.15米。4.油缸顶升力验算根据上述可知，爬模最大单元跨度24.2米，六榀机位，十个后移模板支架，模板高度6.15米，架体各构件自重如表2所示。根据规范JGJ195-2010中5.3.3规定，各荷载分项系数如表3所示。架体自重设计值及荷载设计值如表4所示。表2架体各构件自重架体组成材料数量单重总重(KN)备注承重三角架组合件66.21KN37.26依据设计图纸上桁架双[14125.60KN67.20依据设计图纸吊平台[12121.21KN14.52依据设计图纸主平台横梁双[2593.656.90kg/m5.33按3道横梁计算其他平台横梁[16343.219.75kg/m6.78按12道横梁计算平台跳板5mm厚木板23026kg/m259.80按6层平台计算后移系统组合件102.99KN29.90依据设计图纸模板系统组合件10555kg/m257.75按6.15米高计算ACSX50计算书3/14液压系统集中泵站12.10KN2.10依据设计图纸维护系统Φ48钢管1003.84kg/m3.84依据施工图纸合计284.48最大单元重量表3荷载标准值及荷载分项系数表4单元荷载设计值荷载类别荷载标准值荷载分项系数数量总重(KN)爬模自重115.45KN1.21284.48平台①1.0KN/m21.416.823.52平台②0.0KN/m21.48.40平台③0.0KN/m21.48.40平台④0.5KN/m21.420.314.21平台⑤1.0KN/m21.418.225.48平台⑥0.0KN/m21.411.90爬升时摩擦系数1.2201.75合计284.48油缸最大实际顶升力为284.48KN，小于两个油缸推力之和900KN，满足使用要求。5.架体及构件施工工况验算5.1施工工况说明本工程存在俯爬和直爬两种工况，由于俯爬工况各构件受力小于直爬工况，因此，只验算直爬工况。直爬施工工况取混凝土浇筑完成后，模板后移600mm时，钢筋绑扎平台与主平台同时承载，承受七级风荷载。本工况计算中，将各单元荷载平均分配到两榀机位上，即单榀机位跨度3.5米。5.2荷载计算5.2.1架体自重架体及各构件自重参见表5。表5架体各构件自重设计值架体组成单重分项系数荷载类型施加位置转换后设计值承重三角架6.21KN1.2均布荷载三角架横梁2.57KN/m上桁架5.60KN1.2集中荷载三角架横梁6.72KN吊平台1.21KN1.2均布荷载三角架横梁0.50KN/m平台①横梁17.24kg/m1.2均布荷载平台①横杆0.90KN/m平台②横梁17.24kg/m1.2均布荷载平台②横杆1.21KN/m平台③横梁17.24kg/m1.2均布荷载平台③横杆1.21KN/m平台④横梁27.41kg/m1.2均布荷载三角架横梁2.38KN/m平台⑤横梁17.24kg/m1.2均布荷载平台⑤横杆0.84KN/m平台⑥横梁17.24kg/m1.2均布荷载平台⑥横杆0.85KN/m平台①跳板26kg/m21.2均布荷载平台①横杆0.46KN/m平台②跳板26kg/m21.2均布荷载平台②横杆0.91KN/m平台③跳板26kg/m21.2均布荷载平台③横杆0.91KN/m平台④跳板26kg/m21.2均布荷载平台④横杆0.38KN/m平台⑤跳板26kg/m21.2均布荷载平台⑤横杆0.42KN/m平台⑥跳板26kg/m21.2均布荷载平台⑥横杆0.64KN/m后移系统2.99KN1.2均布荷载三角架横梁2.47KN/m模板系统55kg/m21.2集中荷载三角架横梁14.21KN液压系统2.10KN1.2集中荷载下平台横杆1.26KN维护系统3.84kg/m1.2集中荷载三角架横梁4.61KN5.2.2各平台施工荷载各平台施工荷载值如表6所示，施加位置为各平台横杆。表6施工工况各平台荷载值平台编号荷载标准值分项系数平台宽度（m）平台长度（m）线荷载(KN/m)平台①4.0KN/m21.42.43.519.6平台②0.75KN/m21.41.23.53.68平台③0.75KN/m21.41.23.53.68平台④1.5KN/m21.42.93.57.35平台⑤1.0KN/m21.42.63.54.9平台⑥1.0KN/m21.41.73.54.95.2.3风荷载根据JGJ195-2010附录A.0.4规定，风荷载标准值为：gsz0kzW其中，βgz、μs和μz按GB50009-2012中表7.5.1、表7.3.1和表7.2.1取值；20v16000（KN/m2）则七级风荷载标准值为：7gsz0kzW=1.78×1.0×2.38×217.11600=0.774KN/m2ACSX50计算书4/14其中，查GB50009-2012中表7.5.1、表7.3.1和表7.2.1，分别取βgz=1.78、μs=1.0和μz=2.38(B类地区，按150米高度取值)；查JGJ195-2010中表A.0.4，取v0=17.1m/s。查表3得风荷载分项系数为1.4，则七级风荷载设计值为：WK7’=1.083KN/m2转化为竖直方向线荷载为：qk7=3.79KN/m，施加位置为桁架立杆和吊平台立杆。5.3架体受力计算5.3.1计算模型将架体模型简化为计算模型，如图2所示。图2架体模型（左-计算模型，右-荷载施加示意图）模型中，各杆件号及节点号相应构件及材质如表7所示。表7施工工况杆件及节点相应构件序号杆件号节点号相应构件材质型号验算类型125-30,36-40桁架立杆Q235双槽钢14#强度、稳定性246-49上平台横杆Q235方管60×60×3.0强度、刚度341-45木工字梁杉木200×80×40×27强度、刚度452-55主背楞Q235双槽钢14#强度、刚度557-60背楞Q235双槽钢14#强度、刚度622,50,51,56斜撑Q235Φ88.5×3.0强度78-13,14-17三角架横梁Q235双槽钢18#强度、刚度82-4,21,23吊平台立杆Q235槽钢12#强度、刚度91,18-20,下平台横杆Q235方管60×60×3.0强度、刚度105,6三角架立杆Q235双槽钢22#强度1131三角架斜撑Q235Φ160×10强度1232横梁钩头Q235钢板δ20强度1333附墙撑丝杆Q235圆钢T42×6强度147,24,34,35平台支撑座Q235钢板δ16强度1511承重插销45#圆钢Φ40强度5.3.2施加荷载将荷载施加至相应位置，确定材料性质，如图2所示。5.3.3用力学求解器对架体进行受力分析图3架体模型（左-轴力图N，中-剪力图N，右-弯矩图N•mm）ACSX50计算书5/145.4架体受力计算5.4.1各杆件轴力、剪力、弯矩见表8。表8施工工况各杆件荷载值序号杆件号构件轴力KN剪力KN弯矩KN•m14吊平台立杆17.464.6112.5325三角架立杆23.96-34.8934.8336三角架立杆-128.225.337.1547平台支撑座-67.42-85.8219.35511三角架横梁-205.43-33.7413.02631三角架斜撑-76.210.000.00732横梁钩头60.2291.39-38.61833附墙撑丝杆-86.3546.600.00940桁架立杆-165.456.59-10.521048上平台横杆-33.43-4.020.001150斜撑76.590.000.00以上构件同种类型，取受力最不利杆件，如果其满足要求，则其它杆件均满足要求；其中受拉杆件均满足要求，仅需验算受压杆件。5.4.2受压杆件验算见表9（受压杆件即图中蓝色杆件，轴力为负值杆件）。表9受压杆件验算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]6673206369183086.7021.110.97910.80111107305140290070.4041.190.93922.9431762104712170028.8858.860.89018.173386350125670010.0070.000.83981.9440980403700170049.0034.690.92228.744817820660120023.0052.170.84731.88杆件号215150受压杆件满足要求。6.架体及构件爬升工况验算6.1爬升工