墩柱模板計(jì)算書

目錄墩身模板計(jì)算書1第一章計(jì)算依據(jù)1第二章材料主要參數(shù)及截面特性1第三章設(shè)計(jì)參數(shù)取值及要求1第四章荷載計(jì)算2第五章荷載組合3第六章計(jì)算模型及結(jié)果3第一節(jié)模板有限元模型如下：4第二節(jié)肋強(qiáng)度計(jì)算：4第三節(jié)法蘭強(qiáng)度計(jì)算：5第四節(jié)環(huán)向筋強(qiáng)度計(jì)算：5第五節(jié)面板強(qiáng)度計(jì)算：6第六節(jié)模板剛度驗(yàn)算計(jì)算：7第七節(jié)螺栓強(qiáng)度計(jì)算：7第七章結(jié)論10墩身模板計(jì)算書計(jì)算依據(jù)1."藍(lán)色硅谷墩身構(gòu)造圖"；2."鋼構(gòu)造－原理與設(shè)計(jì)"〔清華版〕；3."路橋施工計(jì)算手冊"〔人交版〕；4."構(gòu)造力學(xué)"、"材料力學(xué)"〔高教版〕；5."構(gòu)造設(shè)計(jì)原理"〔人交版〕。材料主要參數(shù)及截面特性1.A3鋼彈性模量E=2.1×1011Pa，剪切模量G=0.81×105MPa，密度ρ=7850kg/m3；2.Q235鋼板≤20mm的容許拉、壓、彎應(yīng)力=180MPa；3.Φ25mm45*圓鋼的容許拉、壓應(yīng)力為=310MPa；4、φ25精軋螺紋鋼材容許應(yīng)力=416MPa。5、8.8級M20高強(qiáng)螺栓承載拉力=88KN、承載剪力=89.1KN6、容許撓度[f]=L/500；7、[10，62.1cm3，391cm4，A=15.7cm2；容許剪應(yīng)力=110MPa，組合容許應(yīng)力為=160Mpa。設(shè)計(jì)參數(shù)取值及要求1、混凝土容重：25kN/m 3；2、混凝土澆筑速度：2.71m/h；3、澆筑溫度：25℃4、混凝土塌落度：16～20cm；5、混凝土外加劑影響系數(shù)取1.2；6、最大一次澆注墩高：12m；7、設(shè)計(jì)風(fēng)力：8級風(fēng)；荷載計(jì)算1、新澆混凝土對模板側(cè)向壓力計(jì)算混凝土作用于模板的側(cè)壓力，根據(jù)測定，隨混凝土的澆筑高度而增加，當(dāng)澆筑高度到達(dá)*一臨界時(shí)，側(cè)壓力就不再增加，此時(shí)的側(cè)壓力即為新澆筑混凝土的最大側(cè)壓力。側(cè)壓力到達(dá)最大值的澆筑高度稱為混凝土的有效壓頭。新澆混凝土對模板側(cè)向壓力分布見圖1。圖1新澆混凝土對模板側(cè)向壓力分布圖新澆混凝土對模板側(cè)向壓力按下式計(jì)算：Fma*=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2或Fma*=rc×H式中：Fma*—新澆混凝土對模板側(cè)面的最大側(cè)壓力〔KN/m2〕；rc—混凝土重力密度〔查"施工手冊"取25KN/m3〕；t0—新澆混凝土初凝時(shí)間h，假設(shè)按入模溫度T=25℃考慮，則依據(jù)公式t0=200/〔T+15〕=5hV—混凝土的澆灌速度〔m/h〕;按每小時(shí)澆筑30m3，截面積為3.69mV=30/3.69=8.13m/hh—有效壓頭高度；H—混凝土澆筑層(在水泥初凝時(shí)間以)的厚度(m)；β1—外加劑影響修正系數(shù)，摻外加劑時(shí)取1.2；β2—混凝土塌落度影響系數(shù)，當(dāng)塌落度小于100mm時(shí)，取1.0；不小于100mm時(shí)，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、風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)荷載強(qiáng)度按下式計(jì)算：W=K1K2K3W0W風(fēng)荷載強(qiáng)度(Pa)；W0根本風(fēng)壓值(Pa)，，8級風(fēng)風(fēng)速v=17.2～20.7m/s；K1風(fēng)載體形系數(shù)，取K1=0.8；K2風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取K2=1；K3地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，取K3=1；W=K1K2K3W0=0.8×267.8=214.2Pa橋墩受風(fēng)面積按橋墩實(shí)際輪廓面積計(jì)算。3、傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載取4kN/m2。荷載組合墩身模板設(shè)計(jì)考慮了以下荷載；=1\*GB3①新澆注混凝土對側(cè)面模板的壓力=2\*GB3②傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載=3\*GB3③風(fēng)荷載荷載組合==1\*GB3①+=2\*GB3②+=3\*GB3③=108.2+0.2+4=112.4kN/m2計(jì)算模型及結(jié)果采用有限元軟件midas進(jìn)展建模分析，其中模板面板采用4節(jié)點(diǎn)薄板單元模擬，橫肋、豎肋及大背楞采用空間梁單元模擬，拉桿采用只受拉的桿單元模擬。模板有限元模型如下：圖1模板有限元模型肋強(qiáng)度計(jì)算：墩身模板肋采用[12，其在荷載組合作用下應(yīng)力見下列圖：圖2肋應(yīng)力圖〔單位mpa〕模板肋在最大組合壓力下，最大應(yīng)力20.23mpa，小于Q235鋼材容許應(yīng)力160MPa。法蘭強(qiáng)度計(jì)算：墩模板法法蘭為12*120mm鋼板，其在荷載組合作用下應(yīng)力見下列圖：圖3法蘭應(yīng)力圖〔單位mpa〕模板法蘭在最大組合壓力下，最大應(yīng)力53.3mpa，小于Q235鋼材容許應(yīng)力160MPa。環(huán)向筋強(qiáng)度計(jì)算：墩模板環(huán)向筋為12*120mm鋼板，其在荷載組合作用下應(yīng)力見下列圖：圖4法蘭應(yīng)力圖〔單位mpa〕模板法蘭在最大組合壓力下，最大應(yīng)力62.7mpa，小于Q235鋼材容許應(yīng)力160MPa。面板強(qiáng)度計(jì)算：墩身模板面板采用6mm鋼板，其在荷載組合作用下應(yīng)力見下列圖：圖5面板應(yīng)力圖〔單位mpa〕模板面板在最大組合壓力下，最大應(yīng)力21.5mpa，小于Q235鋼材容許應(yīng)力160MPa。模板剛度驗(yàn)算計(jì)算：在荷載組合作用下模板水平位移見下列圖圖6模板水平位移圖〔單位mm〕根據(jù)上圖計(jì)算結(jié)果，模板整體變形量0.83mm小于要求允許變形量L/500=4mm。螺栓強(qiáng)度計(jì)算：法蘭在受力最不利組合條件下應(yīng)力如下列圖所示：圖7.1法蘭軸力應(yīng)力圖〔單位KN〕圖7.2法蘭剪力應(yīng)力圖〔單位KN〕圖7.3法蘭彎矩圖〔單位KN*mm〕模板為M20高強(qiáng)螺栓，強(qiáng)度等級8.8級。根據(jù)螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積，A=245mm。最長法蘭為3.14m,每隔150mm設(shè)1個(gè)螺栓，共設(shè)21個(gè)螺栓。根據(jù)圖7.1、7.2、7.3得法蘭在受力最不利組合條件下單個(gè)高強(qiáng)度螺栓的最大實(shí)際拉應(yīng)力：=16.1K