墩身模板设计计算书(2.2m×2.2m)

墩身翻模设计为三节，各节高度分别为第一节段2m，第二节段3m，第三节段2m。内模采用厚度为6mm的组合钢模板，面板的背部支撑由两层钢肋组成，第一层为直接支撑模板的竖肋（[8型钢）和横肋（80×8钢板），用以支撑混凝土对模板的侧压力；第二层为支撑竖肋的加强箍（2[12.6），用以支撑竖肋所受的压力；加强箍之间用对拉螺栓相互拉接，形成一个完整的墩柱模板支撑体系。

模板计算主要根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB 50204）的有关规定进行。在计算模板及其支撑件时主要考虑下列各项荷载：

a 、新浇筑混凝土对模板侧面的压力(荷载组合时荷载分项系数取1.2)；

b 、倾倒混凝土时产生的荷载。（荷载组合时荷载分项系数取1.4）

以墩柱标准段截面尺寸为2.2m×2.2m为计算对象作设计计算如下：

图a  2.2m×2.2m墩身模板截面图

一、设计原始数据

1、模板材料：面板：6mm；连接法兰：-80×10;横肋板：∠80×8;竖肋板：[10。外加强箍：桁架式2[12.6。（材料均为Q235）

2、模板设计数据：横肋板间距：300mm，纵肋板间距：400mm，加强箍每800mm一道。

3、施工数据：墩柱截面为：2200mm×2200mm；

4、每小时浇注上升速度：v=2.5m/h；

5、新浇混凝土初凝时间：t0=200/(T+15)=200/(20+15)=5.714(h)

6、倾倒混凝土时产生的水平荷载：2kN/㎡（采用串筒或导管向模板内供料）。

二、侧压力荷载组合计算

模板侧压力计算：

F=0.22γetoβ1β2V1/2

其中：γe为混凝土重力密度,γe=25kN/m3；

to为混凝土初凝时间，t0=5.714h；

β1为外加剂影响修正系数,β1=1.2；

β2为混凝土坍落度影响修正系数,β2=1.15。

V为每小时浇筑上升速度，v=2.5m/h；

计算得模板侧压力：F=68.57kN/m2,即68.57kPa。

倾倒混凝土时产生的水平荷载：2kN/㎡

设计荷载组合标准值：

Q＝1.2×68.57×1.0×0.9+1.4×2×1.0×0.9＝76.58 kN/㎡

三、设计验算

（一）面板验算

1、强度验算

选用板区格中三面固结、一面简支的最不利受力情况进行分析计算：

a/b=300/400=0.75,得mao  =-0.0748, mbo  =-0.0571,mac=0.0333,mbc=0.0107

取1mm宽的板条作为计算单元，载荷为：

q=0.07658×1=0.07658N/mm

求支座弯矩：

Mao=mao·q·la2=-0.0748×0.07658×3002=-515.53N·mm

Mbo=mbo·q·la2=-0.0571×0.07658×3002=-393.54N·mm

面板的截面系数：W=1/6·bh2=1/6×1×62=6mm3

应力为：σmax=Mmax/W=515.53/6=85.92N/mm2<[σ]=215N/mm2

满足要求。

求跨中弯距：

Mx= mac·q·la2=0.0333×0.07658×3002=229.51N·mm

My= mbc·q·la2=0.0107×0.07658×3002=73.75N·mm

钢板的泊松比υ=0.3，故

Mx(V)=Mx+υMy=229.51+0.3×73.75=251.635 N·mm

My(V)=My+υMx=73.75+0.3×229.51=142.603 N·mm

应力为：σmax=Mmax/W=251.635/6=41.94 N/mm2<[σ]=215N/mm2

满足要求。

2、挠度验算

Bo=Eh3/12(1-υ2)=2.1×105×63/12(1-0.32)=41.54×105N·mm

Wmax=Kf·ql4/Bo=0.0016×0.07658×3004/41.54×105=0.23mm

W/L=0.23/300=0.00079满足要求。

（二）横肋计算

横肋间距300mm，采用∠80×8,支承在竖肋上，竖肋间距400mm。

载荷q=0.07658×300=22.974N/mm

∠80×8的截面系数W=12827mm3，惯性距I=735000mm4钢材弹性模量E＝210GPa。按横肋两端固结在竖肋上考虑，则

横肋最大弯距Mmax=ql2/12＝22.974×400×400/12=306320N·mm

1、强度验算

σmax=Mmax/W=306320N·mm/12827mm3=23.88N/mm2<[σ]=215N/mm2

可满足要求。

2、挠度计算

w=5ql4/384EI＝0.00496mm(三)竖肋计算

选用[10，以每800mm一道的外加强箍为支撑点，每根间隔为400mm。

[10的截面系数W=39660mm3；惯性距I=1983000mm4

q＝0.07658×400＝30.632 N/mm；

最大弯距Mmax=ql2/12=30.632×8002/12=2450560N·mm

支座反力最大为：ql/2＝30.632×400/2＝6126.4N=6.12kN

1、强度验算

σmax=Mmax/W=2450560/39660＝61.79 N/mm2<[σ]=215 N/mm2，满足要求。

2、挠度验算

w=5ql4/384EI=0.039mm；

W/L=0.039/800=0.000049<1/500，满足要求。

组合挠度：

（1）面板与横肋组合：0.23+0.00496=0.24386mm〈1mm，满足要求；

（2）面板与竖肋组合:0.23+0.00049=0.239396mm〈1mm，满足要求；

以上所有验算均能满足模板施工要求。

(四)  加强箍受力分析

以长边为分析对象，桁架形式，材料为2[12.6，两端用对拉螺栓紧固,支撑点距离为2.2m。I=3885000 mm4,W=61667 mm3

加强箍载荷：q=0.07658×800/2=30.632N/mm

挠度验算：w=5ql4/384EI=1.145mm＜L/1000=2200/1000=2.2mm，满足要求。

（五）对拉螺栓的受力分析

拉杆设计为φ33圆钢(Q235)，详细分布情况见图纸所示。

每道加强箍受外张力为:

F=0.8×2.2×76.58=134.78KN

拉杆与加强箍的角度为45度，每边采用一组拉杆，

故每组拉杆两端的受力为：F1=107.93KN/cos450=190.KN

拉杆强度检验：

σ=F/A=190.KN/855.3mm2=1900/855.3MPa=222.Mpa<[σs]=235Mpa

以上受力均安最不利情况进行分析，故能达到安全技术标准。