1.3m圆柱钢模板计算书
一、计算条件
1、圆柱模板参数
Ф1.3m圆柱模板采用全钢模板,由2块半圆模板栓接组成。根据施工方提供的桥墩施工图设计模板,面板为δ=6mm厚钢板,横竖法兰采用δ12x120扁钢;竖肋为[8槽钢,间距约350mm;抱箍为[8槽钢,间距约400mm;
材料的性能参数
模板全部采用国家大钢厂国标合格钢材。根据《公路混凝土工程施工技术指南》(TZ210-2005)和《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)的规定,取:
砼的重力密度:26kN/m3;
砼浇筑速度:取2m/h
掺外加剂;钢材用Q235钢,重力密度:78.5kN/m3;弹性模量为206Gpa。
2、计算荷载
对模板产生侧压力的水平荷载主要有:
1)振动器产生的荷载:4.0kN/m2;泵送混凝土产生的冲击荷载:4.0km/m2;二者不同时计算。
2)新浇混凝土对模板的侧压力;
荷载组合为:强度检算:1+2;刚度检算:2(不乘荷载分项系数)
根据JTGTF50-2011《公路桥涵施工技术规范》的规定,采用内部振捣器,当混凝土的浇筑速度在6m/h以下时,新浇筑的普通混凝土作用于模板的最大侧压力可按式(D-1)和式(D-2)计算并取较小值:
F1=0.22γct0β1β2V1/2
F2=γCh
式中:F──新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kPa);
γc──混凝土的容重(kN/m3);
t0──新浇混凝土的初凝时间(h),可按实测确定,本计算取t0=200/(T+15)=6.5;
T──混凝土的温度;
υ──混凝土的浇筑速度(m/h)计算取2米/小时;
h──为有效压头高度(m);
K1------外加剂影响修正系数,掺外加剂时取1.2;
K2------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;110~150mm时,取1.15。
Pmax=0.22γt0K1K2V1/2=0.22×26×6.5×1.2×1.15×21/2=73KN/m2
F2=γCh=26×13=338KN/m2
因此:荷载设计值为:
1=1.2×73+1.4×4=93kN/m2;(检算强度时用)
荷载标准值为:2=73kN/m2;(检算刚度时用)
3、检算标准
1)强度要求满足钢结构设计规范;
2)结构表面外露的模板,挠度为模板结构跨度的1/400;
3)钢模板面板的变形为1.5mm;
4)钢面板的钢肋、肋的变形为3.0mm;
4、钢材强度设计值
钢材强度设计值(N/mm2)
钢材
抗拉、抗压和抗弯f
抗剪fv
牌号
厚度或直径(mm)
Q235钢
≤16
215(205)
125(120)
16~40
205
120
40~60
200
115
60~100
190
110
Q345钢
≤16
310(300)
380(175)
16~35
295
170
35~50
265
155
50~100
250
145
5、计算方法
采用有限元法(midascivil)进行计算;为方便,计算刚度时也按荷载设计值加载。
二、面板的检算
模板面板支承于竖肋之间,竖肋间距为35cm,区格单元内的面板受均布荷载q;
由于:Ly/lx=2000/350=5.72.0
因此直板面板为单向板,取1mm宽钢板,按多跨连续梁进行计算;
将作用于模板的均布荷载q转化为作用于1mm宽钢板上的线荷载
q3=93kN/m2x0.001m=0.093kN/m
面板计算模型
计算结果如下:
垂直于面板方向最大位移(变形)0.1mm1.5mm,满足要求
面板位移图
面板应力图
σmax=35Mpa[σ]=215mpa,满足要求!
三、竖肋检算
竖肋采用[8槽钢,间距约350mm,简化为支撑在抱箍上的连续梁,(抱箍间距为400mm),将作用于模板上的荷载转化为线荷载:
q4=0.35*q=0.35*93N/mm=32.55N/mm
竖肋计算模型见下图
竖肋计算模型及荷载分布图(单位:KN/m)
计算结果如下:
a、支点反力:
FMAX=15KN
竖肋反力图(单位:kN)
b、变形:
δmax=0.05mm,满足要求!
竖肋位移(单位:mm)
c、剪切应力:
σmax=20Mpa[τ]=125mpa
竖肋剪切应力图(单位:MPa)
d、组合应力:
σmax=20Mpa[σ]=215mpa
竖肋组合应力图(单位:MPa)
五、抱箍检算
抱箍为[8槽钢,布置为2m节4道,间距400mm。将作用于模板上的荷载转化为线荷载:
q5=0.4*q1=0.4*93N/mm=37.2N/mm
抱箍计算模型见下图:
计算结果如下:
支点反力:FMAX=29KN
抱箍反力图(单位:kN)