墩柱鋼模板設(shè)計(jì)驗(yàn)算書(shū)(單向板理論)-附件

1、墩柱模板設(shè)計(jì)驗(yàn)算書(shū)1、計(jì)算依據(jù)和參考(1) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001)；(2) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）；(3) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50017-2003)；(4) 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）；(5) 南京長(zhǎng)江第四大橋接線工程S2標(biāo)施工圖設(shè)計(jì)；(6）建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范（JGJ162-2008）；(7) 建筑施工計(jì)算手冊(cè)江正榮著。2、模板計(jì)算墩柱模板采用大面鋼模，工廠預(yù)制。據(jù)各墩墩柱高度搭配使用，模板在工廠分塊制造，為保證混凝土外觀質(zhì)量，模板間不設(shè)拉桿，模板之間依靠法蘭和18螺栓連接，同時(shí)在四角設(shè)置24螺桿及配套螺母作為固定模

2、板的拉桿。豎肋采用8槽鋼，橫箍采用雙拼14槽鋼。模板加工要求各部位焊接牢固，焊縫外型光滑、均勻，無(wú)漏焊、焊穿、裂紋、夾渣、開(kāi)焊、氣孔等缺陷。墩柱模板的背部支撐由兩層組成，第一層為直接支撐模板的豎楞，用以支撐混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力；第二層為支撐豎楞的橫箍，用以支撐豎楞所受的壓力；模板之間通過(guò)法蘭和螺栓連接，橫箍四角用對(duì)拉螺栓相互拉接，形成一個(gè)完整的墩柱模板支撐體系。2.1 參數(shù)信息本計(jì)算書(shū)驗(yàn)算S2標(biāo)墩柱模板，取方柱1.6×1.6m模板驗(yàn)算，計(jì)算高度取15m（本標(biāo)段墩柱最高14.738m），其他斷面形式墩柱模板結(jié)構(gòu)配置與其類似，不再重復(fù)計(jì)算。1.基本參數(shù)墩柱截面長(zhǎng)度A(mm):1600.0

3、0；墩柱截面寬度B(mm):1600.00；墩柱模板的總計(jì)算高度:H = 15.00m；對(duì)拉螺栓直徑(mm):M20，對(duì)拉螺桿四角設(shè)置。2.橫箍信息橫箍材料:鋼楞；截面類型:雙拼14槽鋼；橫箍的間距(mm):600；橫箍合并根數(shù):2；橫箍抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f(N/mm2):205.00；橫箍抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv (N/mm2):120。3.豎楞信息豎楞材料:鋼楞；截面類型:8槽鋼；橫箍的間距(mm):350；橫箍合并根數(shù):1；橫箍抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f(N/mm2):205.00；橫箍抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv (N/mm2):120。4.面板參數(shù)面板類型:Q235鋼面板；面板厚度(mm):8.00；面板抗彎強(qiáng)度

4、設(shè)計(jì)值f(N/mm2):215.00；面板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv (N/mm2):125。2.2 墩柱模板水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 其中 - 混凝土的重力密度，取25.000kN/m3； t - 新澆混凝土的初凝時(shí)間，按200/(T+15)計(jì)算； T - 混凝土的入模溫度，取35.000； V - 混凝土的澆筑速度，取3m/h； H - 模板計(jì)算高度，取15.0m； 1- 外加劑影響修正系數(shù)，取1.2； 2- 混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取1.15。根據(jù)以上兩個(gè)公式計(jì)算的新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力F；分別計(jì)算得 52.585 kN/m2、375 kN/m2，取較小值52.585 kN/m2作為本工程計(jì)

5、算荷載。本計(jì)算中采用新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值 F1=52.585kN/m2；由于柱邊長(zhǎng)1.6m大于30cm，考慮傾倒荷載，不考慮振搗荷載。傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 F2= 2kN/m2。2.3 墩柱模板面板的計(jì)算模板結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于橫箍在豎楞上方，面板作為單向板考慮，可看做3跨連續(xù)梁計(jì)算。模板強(qiáng)度驗(yàn)算要考慮新澆混凝土側(cè)壓力和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載設(shè)計(jì)值；剛度驗(yàn)算只考慮新澆混凝土側(cè)壓力荷載標(biāo)準(zhǔn)值。1.面板抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 其中， M面板計(jì)算最大彎距(N·mm)； l-計(jì)算跨度(豎楞間距): l =350.0mm； q-作用在模板上的側(cè)壓力線荷載設(shè)計(jì)值: 取10cm寬的板單元計(jì)算線荷載設(shè)計(jì)值q

6、。 新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值q1: 52.585×0.1=5.26kN/m； 傾倒混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值q2: 2.00×0.1=0.2kN/m； 則q =(1.2 q1 +1.4 q2) =0.9×(1.2×5.26+1.4×0.2)=5.93kN/m。面板最大彎距：M =0.1×5.93×350.0×350.0= 72642.5N.mm；面板應(yīng)力按下式驗(yàn)算： 其中， -面板承受的應(yīng)力(N/mm2)； M -面板計(jì)算最大彎距(N·mm)； W -面板的截面抵抗矩(mm3)，W=bh2/6=100×8

7、2/6=1066.67mm3； f 面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)； f=215N/mm2；面板的最大應(yīng)力計(jì)算值: = M/W = 72642.5/1066.67 = 68.1N/mm2<215 N/mm2。滿足要求。2.面板抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 其中， -面板計(jì)算最大剪力(N)； l-計(jì)算跨度(豎楞間距): l =350.0mm； q-作用在模板上的側(cè)壓力線荷載設(shè)計(jì)值:5.93kN/m。截面抗剪強(qiáng)度按下式驗(yàn)算: 其中， -面板承受的剪應(yīng)力(N/mm2)； -面板計(jì)算最大剪力(N)： = 0.6×5930×0.35=1245.3N； b-構(gòu)件的截面寬度(mm)：b = 1

8、00mm ； hn-面板厚度(mm)：hn = 8mm ； fv-面板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)：fv = 125N/mm2；面板截面受剪應(yīng)力計(jì)算值: =3×1245.3/(2×100×8)=2.33N/mm2<125 N/mm2，滿足要求。3.面板剛度驗(yàn)算 其中，q即為新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值: 52.585×0.1=5.2585kN/m。 -面板最大撓度(mm)； l撓度計(jì)算跨度: l =350.0-43=307mm ； E面板彈性模量（N/mm2）：E = 2.06×105； I面板截面的慣性矩(mm4)，I=bh3/12=100&

9、#215;83/12=4266.67mm4；面板的最大撓度計(jì)算值: = 0.677×5.2585×3074/(100×2.06×105×4266.67) =0.40mm<1.5mm ，滿足要求。2.4 豎楞計(jì)算模板結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的豎楞（小楞）屬于受彎構(gòu)件，按連續(xù)梁計(jì)算。本工程墩柱高度為15m，豎楞間距350cm，橫箍間距為600mm，因此按均布荷載作用下的3跨連續(xù)梁計(jì)算。本工程中，豎楞采用8槽鋼，參數(shù)為:截面面積 A =10.24cm2x軸截面慣性矩 Ix =101.3cm4x軸截面抵抗矩 Wx =25.29cm3 1.抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算支座最大彎

10、矩計(jì)算公式： 其中， M-豎楞計(jì)算最大彎距(N·mm)； l-計(jì)算跨度(橫箍間距): l =600.0mm； q-作用在模板上的側(cè)壓力線荷載設(shè)計(jì)值: 新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值q1: 52.585×0.35=18.41kN/m； 傾倒混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值q2: 2.00×0.35=0.7kN/m； 則q =(1.2 q1 +1.4 q2) =0.9×（1.2×18.41+1.4×0.35） =20.3kN/m；豎楞的最大彎距：M =0.1×20.3×600.0×600.0=7.31×105N.mm；

11、其中， -豎楞承受的應(yīng)力(N/mm2)； M -豎楞計(jì)算最大彎距(N·mm)； W -豎楞的截面抵抗矩(cm3)，W=25.29 cm3； f -豎楞的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)； f=205N/mm2；豎楞的最大應(yīng)力計(jì)算值: = M/W = 7.31×105/25.29×103 = 28.9N/mm2<205 N/mm2。滿足要求。2.抗剪驗(yàn)算 其中， -豎楞計(jì)算最大剪力(N)； l-計(jì)算跨度(橫箍間距): l =600.0mm； q-作用在模板上的側(cè)壓力線荷載設(shè)計(jì)值，為20.3kN/m。豎楞的最大剪力： = 0.6×20.3×600

12、.0 = 7308N；截面抗剪強(qiáng)度必須滿足下式: 豎楞截面最大受剪應(yīng)力計(jì)算值: = fv /A=7308/10.24×102 =7.14N/mm2<120N/mm2，滿足要求。3.剛度驗(yàn)算 其中，q即為新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值: 52.585×0.35=18.4kN/m。 -豎楞最大撓度(mm)； l-計(jì)算跨度(橫箍間距): l =600.0mm ； E-豎楞彈性模量（N/mm2）：E = 2.06×105； I-豎楞截面的慣性矩(cm4)，I=101.3；豎楞最大容許撓度: = 600/400 = 1.5mm；豎楞的最大撓度計(jì)算值: = 0.677×

13、;18.4×600.04/(100×2.06×105×101.3×104) = 0.08 mm<1.5mm ，滿足要求。2.5 橫箍的計(jì)算本工程中，橫箍采用鋼楞，截面類型為雙拼14槽鋼。四角設(shè)置對(duì)拉螺桿。雙拼14槽鋼參數(shù)為：截面面積 A = 2×18.51 = 31.62cm2x軸截面慣性矩 Ix = 2×563.7 = 1127.4cm4x軸截面抵抗矩 Wx = 2×80.5 = 161cm3由于長(zhǎng)度方向和寬度方向相等，只計(jì)算一個(gè)方向，按照橫箍受豎肋集中荷載簡(jiǎn)支梁計(jì)算：其中 P - 豎楞方木傳遞到橫箍的集中

14、荷載(kN)。 P =0.9×(1.2×52.585+1.4×2)×0.35 ×0.6 = 12.46kN；經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)支梁計(jì)算得到： 橫箍剪力圖(kN)橫箍彎矩圖(kN·m)橫箍變形圖(mm) 得到：最大支座力 N = 37.38kN最大彎矩 M = 10.96kN.m 最大變形 v = 2.87mm 1.柱箍強(qiáng)度計(jì)算 柱箍截面強(qiáng)度計(jì)算公式 其中 Mx 柱箍桿件的最大彎矩設(shè)計(jì)值, Mx = 10.96kN.m； x 截面塑性發(fā)展系數(shù), 為1.05； W 彎矩作用平面內(nèi)柱箍截面抵抗矩, W = 161cm3； 柱箍的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2): f設(shè)計(jì) = 205.000 A邊柱箍的強(qiáng)度計(jì)算值 f =10.96×106/（1.05×161×103）=64.83N/mm2； A邊柱箍的強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求。 2.柱箍撓度計(jì)算 經(jīng)過(guò)計(jì)算得到 v =2.87mm v 柱箍最大允許撓度，v = 1520/400 = 3.8mm； 柱箍的最大撓度滿足要求。對(duì)拉螺栓的計(jì)算 計(jì)算公式: N < N = fA 其中