胸墻模板計(jì)算示例

**工程局第五工程有限公司模板受力計(jì)算書（胸墻模板）單位工程：**通用散貨泊位工程計(jì)算內(nèi)容：胸墻模板計(jì)算編制單位：主管：計(jì)算：審批單位：主管：校核：**通用散貨泊位工程胸墻模板驗(yàn)算一、設(shè)計(jì)依據(jù)1.**工程勘察設(shè)計(jì)院圖紙2.《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JTS257-20083.《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》JTJ268-964.《組合鋼模板技術(shù)規(guī)范》（GB50214－2001）5.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)6.《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》二、設(shè)計(jì)說明1、模板說明在胸墻各片模板中，胸墻前片模板A位于碼頭前沿側(cè)，澆筑高度為2.25m，承受的側(cè)壓力最大，因此選取模板A來進(jìn)行計(jì)算。模板尺寸為17.86×2.41m，板面為6mm厚鋼板制作，背后為50×5扁鋼肋，[10作橫連桿，最大間距為75cm；[10橫連桿后焊接寬度為65cm的豎桁架，最大間距75cm，桁架上弦桿為背扣[6.3，下弦桿為雙∠50×50×5，腹桿為方管50×5。模板單片重量為8124kg。2、計(jì)算項(xiàng)目本模板計(jì)算的項(xiàng)目有⑴模板面板及小肋⑵模板橫連桿的驗(yàn)算。⑶模板豎桁架的驗(yàn)算。⑷模板支立的各桿件的驗(yàn)算。三、模板驗(yàn)算1、混凝土側(cè)壓力計(jì)算（1）混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力：混凝土采用插入式振搗器，澆筑速度取40m3/hPmax=8KS+24KtV1/2式中:Pmax——混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力Ks——外加劑影響系數(shù)，取1.5Kt——溫度校正系數(shù)5℃時(shí)取Kt＝1.53V—混凝土澆筑速度，每小時(shí)澆筑40m3，取0.7m/h砼塌落度取120mmPmax＝8×1.5＋24×1.53×0.71/2=42.72KN/m2h＝Pmax/γ＝42.72/24＝1.78m（2）傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的水平動(dòng)力荷載：采用1.0m3混凝土罐傾倒，產(chǎn)生的水平動(dòng)力荷載取6KN/m2。P總＝6×2.41+42.72=57.18KN/m22、面板計(jì)算2.1板面計(jì)算（一）計(jì)算簡(jiǎn)圖：根據(jù)混凝土澆筑情況，取板中的一個(gè)區(qū)格作為計(jì)算單元。圖中A區(qū)格看做三邊固定、一邊簡(jiǎn)支；B區(qū)格看做四邊固定；C區(qū)格看做二邊固定、二邊簡(jiǎn)支。取上述三種最不利者進(jìn)行計(jì)算。從受力觀點(diǎn)來看，A區(qū)格最為不利。（二）強(qiáng)度驗(yàn)算取1cm寬的板條作為計(jì)算單元，荷載為：q=0.85×57.18×1000/(100×100)×1=4.86N/cm調(diào)整系數(shù)為0.85Mmax=-1/8ql2=-1/8×4.86×302=-547N.cm根據(jù)lx/ly=20/30=0.67，《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》（P218）得：M0x=K?qlx2=－0.0796×4.86×202=－154.74N.cmM0y=K?qly2=－0.0572×4.86×302=－250.19N.cm截面抵抗矩：Wx=Wy=bh2/6=1×0.62÷6=0.06cm3M=547N.cm∴σ=M/Wx=547÷0.06=9117N/cm2<[σ]=21500/cm2σx=M0x/Wx=154.74/0.06＝2579N/cm2σy=M0y/Wy=250.19/0.06＝4170N/cm2均小于[σ]=21500/cm2滿足要求。（三）撓度驗(yàn)算根據(jù)lx/ly=20/30=0.67，查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》（P218）得：fmax=0.00240ql4/BCBC=Eh3/[12(1－μ2)]=2.1×107×0.63÷12(1－0.32)=415384式中μ—鋼的泊桑比，μ=0.3。fmax=0.0024ql4/BC=0.0024×4.86×204÷415384=0.0045cm=0.045mm容許撓度[ω]=l/500=200/500=0.4mm；故0.045mm<0.4mm，可滿足要求。2.2橫肋驗(yàn)算面板橫縱肋采用50×5鋼板制作，縱肋為通長(zhǎng)不間斷布置（間距200mm），橫肋間斷布置（間距300mm）。（一）計(jì)算簡(jiǎn)圖：橫肋兩端與縱肋焊接，按兩端簡(jiǎn)支計(jì)算（如圖2.2）。計(jì)算荷載為：q=4.86×30=145.8N/cm。彎矩按兩端簡(jiǎn)支梁計(jì)算：Mmax=ql2/8=145.8×202÷8=7290N·cm（二）截面驗(yàn)算橫肋截面特性：A=2.5cm2、Ix=5.21cm4、Zo=2.5cm組合截面的形心：y1=S/A式中面積矩S=0.6×30×0.3＋2.5×(2.5＋0.6)=13.15cm3截面積：A=2.5＋30×0.6=20.5cm2∴y1=S/A=13.15÷20.5=0.64cmy2=5.6－0.64=4.96cm截面慣性矩：I=30×0.63÷12＋30×0.6×(0.64－0.3)2＋5.21＋2.5×(2.5＋0.6－0.64)2=22.96cm4截面抵抗矩：W上=I/y1=22.96÷0.64=35.88cm3W下=I/y2=22.96÷4.96=4.63cm3組合截面的最大應(yīng)力：σ=Mmax/W下=7290÷4.63=1574.5N/cm2σ=1574.5N/cm2<[σ]=21500N/cm2fmax=5ql4/(384EI)=5×145.8×204/(384×2.1×107×22.96)=0.0006cm容許撓度[ω]=l/500=200/500=0.4mm;fmax=0.0006cm=0.006mm<0.4mm滿足要求2.3縱肋計(jì)算(一)計(jì)算簡(jiǎn)圖：內(nèi)橫連桿是縱肋的支承，根據(jù)橫連桿的布置（間距750mm），縱肋為多跨連續(xù)梁，縱肋計(jì)算簡(jiǎn)圖近視為五跨連續(xù)梁。荷載為：q=4.86×20=97.2N/cm彎矩按五跨連續(xù)梁計(jì)算：M=KMql2=-0.105×97.2×752=-57409N.cm按簡(jiǎn)支計(jì)算：M=1/8ql2=0.125×97.2×752=68344N.cm>57409N.cm（二）截面驗(yàn)算面板與縱肋的組合截面縱肋截面特性：A=2.5cm2、Ix=5.21cm4、Zo=2.5cm組合截面的形心：y1=S/A式中面積矩S=0.6×20×0.3＋2.5×(2.5＋0.6)=11.35cm3截面積：A=2.5＋20×0.6=14.5cm2∴y1=S/A=11.35÷14.5=0.78cmy2=5.6－0.78=4.82cm截面慣性矩：I=20×0.63÷12＋20×0.6×(0.78－0.3)2＋5.21＋2.5×(2.5＋0.6－0.78)2=21.79cm4截面抵抗矩：W上=I/y1=21.79÷0.78=27.94cm3W下=I/y2=21.79÷4.82=4.52cm3組合截面的最大應(yīng)力：σ=Mmax/W下=68344÷4.52=15120.3N/cm2σ=15120.3N/cm2<[σ]＝21500N/cm2查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》撓度系數(shù)Kw=0.644fmax=Kwql4/(100EI)=0.644×124.4×754/(100×2.1×107×21.79)=0.055cm容許撓度[ω]=l/500=750/500=1.5mm;fmax=0.055cm=0.55mm<1.5mm滿足要求3、支撐系統(tǒng)3.1內(nèi)橫連桿單[10驗(yàn)算桁架間距為750mm，橫連桿間距750mm，橫連桿計(jì)算按均布五跨連續(xù)梁計(jì)算(a)荷載q=F·h=0.0486×750=36.45N/mm(b)強(qiáng)度驗(yàn)算查表得[100×48×5.0Wx=39.7×103mm3Ix=198×104mm4σmax=Mmax/rx·Wx＝ql2/10Wx=36.45×7502/10×39.7×103=52.1N/mm2<f=215N/mm2滿足要求。(c)撓度驗(yàn)算fmax=kWql4/100EI=0.644×36.45×7504/100×2.0×107×198×104=0.18mm<750/500=1.5mm滿足要求。3.2、豎桁架驗(yàn)算(一)豎桁架高度為65cm，最大間距81cm，將模板表面均布荷載轉(zhuǎn)化為集中荷載。由[10傳導(dǎo)至豎桁架節(jié)點(diǎn)處得集中力P。桁架圖示如下P1=[1/2×0.5×(0.80/1.78)×36.45×0.40+6×0.40]×0.80=3.23KNP2=[1/2×(8.19+24.57)×(0.40+0.40)+6×(0.40+0.40)]×0.80=14.32KNP3=[1/2×(24.57+36.45)×(0.40+0.18)+6×(0.40+0.40)+36.45×0.22]×0.80=30.51KNP4=[36.45×)+6×0.63]×0.8=21.39KN由ΣMG=0，P1×2410+P2×1610+P3×810+P4×0-RA×2410=0求得：RA=23.05KN由ΣY=0,求得：RG=46.40KN(二)用數(shù)解法考慮節(jié)點(diǎn)平衡，求得各桁架桿件的內(nèi)力如下圖所示3.3豎桁架強(qiáng)度驗(yàn)算桁架上弦桿材料2[6.3，W=32.246cm3，S=1688.8mm2;腹桿為方管50×5，W=15.6cm3,S=960mm2;下弦桿為雙∠50×50×5，W=15.6cm3,S=960mm2上弦桿最大內(nèi)力224.36KN，壓應(yīng)力力σmax=24.336×103×2.76/1688..8=39.811N/mm2<[σ]=2100N/mmm2下弦桿最大內(nèi)力331.16KKN，拉應(yīng)力力σmax=31.116×103×1.84/960=59.700N/mm2<[σ]=2100N/mmm2腹桿最大內(nèi)力399.96KNN，壓應(yīng)力σmax=39.996×103×2.76/960=114.889N/mmm2<[σ]=2100N/mmm2滿足要求。3.4桁架撓度驗(yàn)驗(yàn)算按虛位移法計(jì)算桁桁架撓度。當(dāng)當(dāng)跨中受單位位荷載P=1時(shí)，桁架各各桿內(nèi)力N見下圖。胸墻前模板豎桁架架N計(jì)算圖桁架內(nèi)力計(jì)算匯總總桿件編號(hào)材料長(zhǎng)度L（mm）Np（KN）NNp×N×L1□50×50×56500002103131.390.7925566.8443650-14.32-0.504654.0041031-8.7100565000061039-39.96-0.8033214.755765025.010.58128.25合計(jì)71563.84482∠50×5800000980031.160.6215455.3661081031.160.6215455.366合計(jì)30910.722112[6.3800-24.36-0.6212082.56612800-24.36-0.6212082.56613810000合計(jì)24165.122桁架撓度：fmax=∑Npp·N·l/EA=71563..84×1003/（2.1×105×900）+309100.72×103/（2.1×105×960.6）+241655.12×1103/（2.1×105×1680）=0.60mm＜[[f]=l/10000=24100/10000=2.411mm滿足要求3.5連接桿件計(jì)計(jì)算(一)頂口頂拉桿為槽88，兩端焊接M24螺栓，間距距為1.5mm，每塊模板板有11根做頂拉。螺栓承受的拉力：：Nt＝RA＝23.055KN螺栓受拉承載力設(shè)設(shè)計(jì)值：Nbt=Aefbt=353××170×110-3=60..01KNNNt=23.055KN<NNbt=60.001KN滿足受拉承載力要要求(二)底口對(duì)拉螺栓底口采用M24螺螺栓與胸墻預(yù)預(yù)留圓臺(tái)螺母母連接，M24螺栓受拉力力最大值為33.433KN，每段胸墻墻有11個(gè)對(duì)拉螺栓栓。螺栓同時(shí)受剪力作作用。桁架施施工荷載按2KN/mm2，每段胸墻墻有24個(gè)桁架，胸胸墻前模自重重81KN。螺栓受剪力Nv＝＝（81+2×0.80×23）/11＝10.7KNN螺栓受剪承載力設(shè)設(shè)計(jì)值：Nbv=Aefbv=353××140×110-3=49..42KN螺栓承受的最大拉拉力：Nt=RG=46..40KN螺栓受拉承載力設(shè)設(shè)計(jì)值：Nbt=Aefbt=353××170×110-3=60..01KNN按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》的規(guī)定定，同時(shí)受剪剪力和軸力的的普通螺栓應(yīng)應(yīng)滿足[(Nv/Nbbv)2＋(Nt/Nbt)2]1/2=[((10.7÷449.42))2＋(46.400÷60.001)2]1/2=0.80<1滿足承載力要求。4.吊點(diǎn)驗(yàn)算4.1說明胸墻模板重量為881KN，安全系數(shù)數(shù)以6.0計(jì)（起重用用吊索類）。參考文獻(xiàn)《簡(jiǎn)明施施工計(jì)算手冊(cè)冊(cè)》——江正榮等4.2計(jì)算4.2.1模板吊環(huán)環(huán)驗(yàn)算模板采用四點(diǎn)吊，取3個(gè)受力計(jì)算算A＝3F/2nfy==3×81×103/2×3×210＝192.88mm2D＝2（A/π）0.5＝15.77mm取吊環(huán)直徑25mmm，滿足要要求。安全荷重量為：Q1=π×（25/2）2×66×210/5=1223.6KNN則Q總＝123.6×4＝＝494.44KN>811KN按焊縫軸向受力最最大值點(diǎn)驗(yàn)算算，選用E43型焊條的手手工焊，角焊焊縫。因需加固構(gòu)件厚度度最小為5mmm，則焊縫縫高度值取55mm，則焊焊縫長(zhǎng)度最小小值為lw≥2.7