爬模力学计算书

编    制:            

校    核:            

审    核:            

目 录 表

一、计算条件

1、  构造

马鞍山大桥塔柱模板是一个形式于矩形的墩柱模板，由δ=6mm钢面板，[8槽钢为高度方向的通长背肋，横向][12的大纵肋组成。以上材料的材质均为Q235-A。

模板高度h=4800mm，大纵肋[12间距最大值Ly1=1250mm，高度方向的通长背肋[8间距最大Ly2=300mm。

2、  荷载

2.1、混凝土浇筑时侧压力的标准值：

由式Fk=0.22 rc toβ1β2ν½

取 rc =25 KN/m³

to =6(h) 

β1 =1（不掺缓凝剂）

β2 =1.15(查混凝土坍落度修正系数表得,塌落110-150mm)

ν=4 m/h

有：F=0.22×25×6×1×1.15×2=53.669 KN/㎡

   由式F= rcH=25×4.5=112.5 KN/㎡

按规范取:F=53.67 KN/㎡

2.2、 倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值取4 KN/㎡(混凝土入模时采用溜槽入模)

根据《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)和《混凝土结构工程及验收的规范》（GBJ5024-92）的有关规定，各类荷载相应的分项系数和调整系数，取值如下：

恒载分项系数取：1.2

活载分项系数取：1.4

折减调整系数取:0.85

2.3、 则混凝土浇筑的侧压力设计值为：

       53.67×1.2×0.85=54.73 KN/㎡

2.4、 倾倒混凝土时产生的水平荷载设计值为：

       4×1.4=5.6 KN/㎡

2.5、 总荷载设计值为：

       54.73+5.6=60.33 KN/㎡=0.06033 N/mm²

2.6、 有效压头高度:

       H= F/rc=60.33/25=2.413m

二、面板δ6计算

2.1  构造

模板高度为4.8m，浇注高度为4.5m，面板采用6mm热扎钢板，材质为Q235-A，竖向背肋为[8，最大间距300mm，水平背肋采用][12背楞；

2.2  结构计算

将面板视为支撑在[8背楞上的三跨连续梁计算，面板长度取1200mm，板宽1000mm，板厚6mm。

2.2.1强度验算

面板最大弯矩:

Mmax= q1*L²/10=60.33*300*300/10=542970 N·mm

面板抗弯系数：

W1=b*h²/6=1000*6²/6=6000  mm3  

面板最大弯曲应力:

σ= Mmax/ W1=542970/6000=90.495 N·mm-2  <[σ]=145MPa

2.2.2挠度验算

面板截面惯矩：

I1=b*h3  /12=1000*63  /12=18000  mm3  

饶度验算采用标准荷载，同时不考虑震荷载的作用，则：

q2=60.33 N/mm

动面板荷载最大变形量：

ω=q2*l4  /150EI=60.33*3004  /(150*2.1*105  *18000)

  =0.862  mm

三、背肋[8计算

1、  构造

背肋与面板等共同承受外力，背肋的材料规格为槽钢[8，查型钢特性表，得截面面积A=1024.8 mm²  IX=101×104 mm4   z0=14.3 mm 

2、计算简图

背肋横向间距lX=300mm支承在大背肋上，其计算简图见图一：

图 一

由面板传递给背肋的荷载其设计值为：

q=FlX= 0.06033×300=18.099 N/mm

3、背肋的验算：

3.1、面板与背肋组成的组合截面的形心为：(见图二)

图 二

∑△A1y1= 5×300×3+1024.8×(80+5-14.3)

        = 4500+72453

        = 76953 mm

A = 5×300+1024.8 = 2524.8

           y1= 76953 / 2524.8 = 30.87 mm

           y2= 85 - 30.87 = 54.13 mm

组合截面形心I = (300×5³/12)+300×5×(30.87-2.5)²+

                  101*104+1024.8×(54.13-14.3) ²

           = 3125+1207285+1010000+1625772

               = 384.6×104  mm4  

3.2、强度验算：

W上 = I/ y1 = 384.6×104/30.87 = 124.6×103  mm3

W下 = I/ y2 = 384.6×104/54.13 = 71.1×103  mm3

根据连续梁在均布荷载作用下的简图可以计算出各控制面上弯矩而求得Mmax，为简便计算，这里把（图一）简化成二等跨梁（偏于安全的简化）来进行强度的验算。由“二等跨梁的内力表”查得，Mmax发生在支座B处，可得：

Mmax= -0.125qL²

= -0.125×18.099×(1250+625)²

= -7.954×106  N·mm    

σmax= Mmax/ W下

= 7.954×106/71.1×103 

= 111.866  N/mm²＜ f 

可由此得：强度满足要求。

3.3、挠度验算：

跨长L=1250 mm ,跨长比λ= 625/1250 = 0.5

ωmax = (5-24λ2)×qL4/384EI

      =     (5-24×0.5×0.5)×18.099×12504     

    384×2.06×105×384.6×104

       = 44.187×1012/304×1012

   = 0.145mm＜ ［ω］=L/500=1000/500=2mm

可由此得：刚度满足要求。

四、大背肋][12长度方向计算

4.1  构造

大背肋的材料为2根[12，

截面惯性距IX=2×346×104 = 792×104mm4   

截面抗弯系数Wx=2×57.7×103 = 115.4×103 mm3 

大背肋的高度间距lx=1250 mm，大背肋以爬架立杆][12为其支承点，为简化计算将背肋传来的集中力简化为均布载荷,其计算简图见图四：

图 四

由背肋传向大背肋的荷载其设计值为：

q=Fly=0.06033×1250=75.4125 N/mm

4.2结构验算：

利用有限元原理，将大背肋][看成只受平面单向应力的简支撑梁，采用BEAM3梁作为大背肋][12的计算模型，利用SNSYS有限元软件，根据实际受力情况建立大背肋受力计算模型（图4-1），分析计算得出连续梁在荷载作用下的位移（图4-2），应力（图4-3），并求得支反力。详细的编程过程见附录1

由上分析可得：强度满足要求。

五、模板支撑架及平台验算

5.1、  构造

模板支撑架立柱的材料为][12，横梁为][10，斜撑为Φ80钢管。其结构图见图5-1。

5.2、  结构分析

根据设计图可知，模板支撑架为平面桁架，只需对单个支架进行分析即可以。模板支撑架除撑杆只受单向拉压应力外，其余各件均受弯应力作用。所以撑杆采用杆单元LINK1进行分析，其余均采用BEAM3梁单元进行分析。详细的分析命令流程序见附录2

you