液压自爬模架体及模板受力计算书计算书

液压自动爬升模板ACSX50计算书

|

山东新港国际模板工程技术有限公司1. 编制计算书遵守的规范和规程

《液压爬升模板工程技术规程》 （JGJ 195-2010） 《建筑结构荷载规范》 （GB 50009-2012） 《钢结构设计规范》 （GB 50017-2003） 《混凝土结构设计规范》 （GB 50010-2010） 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 （GB 50204-2010） 《钢结构工程施工质量验收规范》 （GB 50205-2001） 《建筑施工计算手册》 第二版 《建筑工程模板施工手册》 第二版 《建筑施工手册》 第四版

2. 爬模组成

爬模由预埋件、附墙装置、导轨、支架、模板及液压动力装置组成，各系统组成如表1所示，结构及连接示意图如图1所示。

表1 爬模各系统组成

序号 名称 部 件 材料规格 型 号 备 注 1 面板 桦木板 δ21 2 模板系统 木工字梁 H20 200×80 3 背楞 Q235，槽钢 双14# 4 后移装置 方管与钢件组合 80×80× δ16钢板 5 Q235，槽钢 双12# 6 后移系统 后移横梁 主背楞 Q235，槽钢 双14# 7 主背楞斜撑 Q235，圆管组合 Φ×与Φ60× 8 平台立杆 Q235，槽钢 双14# 9 上平台系统 平台横杆 Q235，方管 60×60× 10 平台斜撑 圆管组合 Φ×与Φ60× 11 三角架横梁 Q235，槽钢 双18# 12 三角架立杆 Q235，槽钢 双22# 13 下平台系统 三角架斜撑 圆管组合 Φ160×10与Φ90×12 14 吊平台立杆 Q235，槽钢 12# 15 吊平台横杆 Q235，槽钢 12# 16 液压系统 集中泵站 一拖八 17 液压油缸 额定推力150KN 18 换向盒 钢板焊接件 19 高压 20 埋件板 铸造件 不计入总重 21 45# M42/ 不计入总重 22 埋件系统 爬锥 高强螺杆 45# 不计入总重 23 受力螺栓 40Cr M42 不计入总重 24 附墙挂座 钢板焊接件 双埋件 不计入总重 25 附墙撑 丝杆组合件 T42×6 26 导轨 Q235，槽钢 双20# 27 主平台横梁 Q235，槽钢 25# 28 其它平台横梁 Q235，槽钢 20# 29 平台跳板 木脚手板 δ50 30 连接插销 45# 直径见连接示意图 31 对拉螺杆 45# D20 不计入总重

图1 架体示意图

3. 计算参数

1) 液压自爬模各操作平台的设计施工荷载为：

浇筑、钢筋绑扎操作平台①最大允许承载Fk1 m2（爬升时m2） 模板安装操作平台②③最大允许承载Fk2 m2（爬升时0KN/m2） 模板后移及主操作平台④最大允许承载Fk3 m2（爬升时m2） 爬升装置工作平台⑤最大允许承载Fk4

m2（爬升时

m2）

拆卸爬锥工作平台⑥最大允许承载Fk5 m2（爬升时0KN/m2）

2) 除与结构连接的关键部件外，其它钢结构剪力设计值为：FV=125KN；拉力设计值为：F=215KN； 3) 爬模的每件液压缸的推力为150KN；

4) 爬模爬升时，结构砼抗压强度不低于15MPa； 5) 架体系统：

架体支承跨度：≤5米（相邻埋件点之间距离，特殊情况除外）； 架体高度： 米；

架体宽度： 主平台④=，上平台①=，模板平台②③=，液压操作平台⑤=，吊平台⑥=； 6) 电控液压升降系统：

额定压力： 25Mpa； 油缸行程： 400mm； 额定推力： 150KN； 双缸同步误差： ≤20mm； 7) 依据设计图纸，各项计算取值：

本工程实际单元最大跨度米； 本工程每单元设置六榀爬升机位； 本工程每单元设置十个后移模板支架； 本工程模板实际高度为米。

4. 油缸顶升力验算

根据上述可知，爬模最大单元跨度米，六榀机位，十个后移模板支架，模板高度米，架体各构件自重如表2所示。

根据规范JGJ195-2010中5.3.3规定，各荷载分项系数如表3所示。 架体自重设计值及荷载设计值如表4所示。

表2 架体各构件自重

架体组成 材料 数量 单重 总重(KN) 备注 承重三角架 组合件 6 依据设计图纸 上桁架 双[14 12 依据设计图纸 吊平台 [12 12 依据设计图纸 主平台横梁 双[25 m 按3道横梁计算 其他平台横梁 [16 m 按12道横梁计算 平台跳板 5mm厚木板 230 26kg/m2 按6层平台计算 后移系统 组合件 10 依据设计图纸 模板系统 组合件 105 55 kg/m2 按米高计算 液压系统 集中泵站 1 依据设计图纸 维护系统 Φ48钢管 100 m 依据施工图纸 合计 最大单元重量 表3 荷载标准值及荷载分项系数

表4 单元荷载设计值

荷载类别 荷载标准值 荷载分项系数 数量 总重(KN) 爬模自重 1 平台① m2 平台② m2 0 平台③ m2 0 平台④ m2 平台⑤ m2 平台⑥ m2 0 爬升时摩擦系数 合计 油缸最大实际顶升力为，小于两个油缸推力之和900KN，满足使用要求。

5. 架体及构件施工工况验算

5.1 施工工况说明

本工程存在俯爬和直爬两种工况，由于俯爬工况各构件受力小于直爬工况，因此，只验算直爬工况。直爬施工工况取混凝土浇筑完成后，模板后移600mm时，钢筋绑扎平台与主平台同时承载，承受七级风荷载。本工况计算中，将各单元荷载平均分配到两榀机位上，即单榀机位跨度米。 5.2 荷载计算

5.2.1 架体自重

架体及各构件自重参见表5。

表5 架体各构件自重设计值

架体组成 单重 分项系数 荷载类型 施加位置 转换后设计值 承重三角架 均布荷载 三角架横梁 KN/m 上桁架 集中荷载 三角架横梁 KN 吊平台 均布荷载 三角架横梁 KN/m 平台①横梁 m 均布荷载 平台①横杆 KN/m 平台②横梁 m 均布荷载 平台②横杆 KN/m 平台③横梁 m 均布荷载 平台③横杆 KN/m 平台④横梁 m 均布荷载 三角架横梁 KN/m 平台⑤横梁 m 均布荷载 平台⑤横杆 KN/m 平台⑥横梁 m 均布荷载 平台⑥横杆 KN/m 平台①跳板 26kg/m2 均布荷载 平台①横杆 KN/m 平台②跳板 26kg/m2 均布荷载 平台②横杆 KN/m 平台③跳板 26kg/m2 均布荷载 平台③横杆 KN/m 平台④跳板 26kg/m2 均布荷载 平台④横杆 KN/m 平台⑤跳板 26kg/m2 均布荷载 平台⑤横杆 KN/m 平台⑥跳板 26kg/m2 均布荷载 平台⑥横杆 KN/m 后移系统 均布荷载 三角架横梁 KN/m 模板系统 55 kg/m2 集中荷载 三角架横梁 KN 液压系统 集中荷载 下平台横杆 KN 维护系统 m 集中荷载 三角架横梁 KN 5.2.2 各平台施工荷载

各平台施工荷载值如表6所示，施加位置为各平台横杆。

表6 施工工况各平台荷载值

平台编号 荷载标准值 分项系数 平台宽度 平台长度 线荷载 （m） （m） (KN/m) 平台① m2 平台② m2 平台③ m2 平台④ m2 平台⑤ m2 平台⑥ m2 5.2.3 风荷载

根据JGJ195-2010附录A.0.4规定，风荷载标准值为：

Wkgzsz0

其中，βgz、μs和μz按GB50009-2012中表7.5.1、表和表取值；

020v1600（KN/m2）

则七级风荷载标准值为：

17.12Wk7gzsz0=×××1600=m2

其中，查GB50009-2012中表7.5.1、表和表，分别取βgz=、μs=和μz=(B类地区，按150米高度取

值)；查JGJ195-2010中表，取v0=s。

查表3得风荷载分项系数为，则七级风荷载设计值为：WK7

’=m2

转化为竖直方向线荷载为：qk7=m，施加位置为桁架立杆和吊平台立杆。 5.3 架体受力计算 5.3.1 计算模型

将架体模型简化为计算模型，如图2所示。

图2 架体模型（左-计算模型，右-荷载施加示意图）

模型中，各杆件号及节点号相应构件及材质如表7所示。

表7 施工工况杆件及节点相应构件

序号 杆件号 节点号 相应构件 材质 型 号 验算类型 1 25-30,36-40 桁架立杆 Q235 双槽钢14# 强度、稳定性 2 46-49 上平台横杆 Q235 方管60×60× 强度、刚度 3 41-45 木工字梁 杉木 200×80×40×27 强度、刚度 4 52-55 主背楞 Q235 双槽钢14# 强度、刚度 5 57-60 背楞 Q235 双槽钢14# 强度、刚度 6 22,50,51,56 斜撑 Q235 Φ× 强度 7 8-13,14-17 三角架横梁 Q235 双槽钢18# 强度、刚度 8 2-4,21,23 吊平台立杆 Q235 槽钢12# 强度、刚度 9 1,18-20, 下平台横杆 Q235 方管60×60× 强度、刚度 10 5,6 三角架立杆 Q235 双槽钢22# 强度 11 31 三角架斜撑 Q235 Φ160×10 强度 12 32 横梁钩头 Q235 钢板δ20 强度 13 33 附墙撑丝杆 Q235 圆钢T42×6 强度 14 7,24,34,35 平台支撑座 Q235 钢板δ16 强度 15 11 承重插销 45# 圆钢Φ40 强度 5.3.2 施加荷载

将荷载施加至相应位置，确定材料性质，如图2所示。 5.3.3 用力学求解器对架体进行受力分析

图3 架体模型（左-轴力图N，中-剪力图N，右-弯矩图N•mm）

5.4 架体受力计算

5.4.1 各杆件轴力、剪力、弯矩见表8。

表8 施工工况各杆件荷载值

序号 杆件号 构件 轴力KN 剪力KN 弯矩KN•m 1 4 吊平台立杆 2 5 三角架立杆 3 6 三角架立杆 4 7 平台支撑座 5 11 三角架横梁 6 31 三角架斜撑 7 32 横梁钩头 8 33 附墙撑丝杆 9 40 桁架立杆 10 48 上平台横杆 11 50 斜撑 以上构件同种类型，取受力最不利杆件，如果其满足要求，则其它杆件均满足要求；其中受拉杆件均满足要求，仅需验算受压杆件。

5.4.2 受压杆件验算见表9（受压杆件即图中蓝色杆件，轴力为负值杆件）。

表9 受压杆件验算

杆件号轴力截面积计算长度回转半径长细比稳定系数应力抗压设计值容许长细N(N)A(mm2)l0(mm)ix(mm)λφσ(N/mm2)f(N/mm2)比[λ]6673206369183086.7021.110.97910.80111107305140290070.4041.190.93922.9431762104712170028.8858.860.018.172151503386350125670010.0070.000.83981.9440980403700170049.0034.690.92228.744817820660120023.0052.170.84731.88 受压杆件

满足要求。

6. 架体及构件爬升工况验算

6.1 爬升工况说明

本工程只存在直爬一种工况，因此，只验算直爬工况。直爬爬升工况取混凝土浇筑完成后，模板后移600mm时，架体爬升至导轨1/2处，承受七级风荷载。本工况计算中，将各单元荷载平均分配到一榀机位上，即单榀机位跨度米。 6.2 荷载计算 6.2.1 架体自重

架体及各构件自重参见表5。 6.2.2 各平台施工荷载

各平台施工荷载值如表10所示，施加位置为各平台横杆。

表10 爬升工况各平台荷载值

平台编号 荷载标准值 分项系数 平台宽度 平台长度 线荷载 （m） （m） (KN/m) 平台① m2 平台② m2 0 平台③ m2 0 平台④ m2 平台⑤ m2 平台⑥ m2 0 6.2.3 风荷载

风荷载计算参见本计算书5.2.3。 6.3 架体受力计算

6.3.1 计算模型

将架体模型简化为计算模型，如图4所示。

图4 架体模型（左-计算模型，右-荷载施加示意图）

模型中，各杆件号及节点号相应构件及材质如表11所示。

表11 爬升工况杆件及节点相应构件

序号 杆件号 节点号 相应构件 材质 型 号 验算类型 1 25-30,36-40 桁架立杆 Q235 双槽钢14# 强度、稳定性 2 46-49 上平台横杆 Q235 方管60×60× 强度、刚度 3 41-45 木工字梁 杉木 200×80×40×27 强度、刚度 4 52-55 主背楞 Q235 双槽钢14# 强度、刚度 5 57-60 背楞 Q235 双槽钢14# 强度、刚度 6 22,50,51,56 斜撑 Q235 Φ× 强度 7 8-13,14-17 三角架横梁 Q235 双槽钢18# 强度、刚度 8 2-4,21,23 吊平台立杆 Q235 槽钢12# 强度、刚度 9 1,18-20, 下平台横杆 Q235 方管60×60× 强度、刚度 10 5,6 三角架立杆 Q235 双槽钢22# 强度 11 31 三角架斜撑 Q235 Φ160×10 强度 12 32 横梁钩头 Q235 钢板δ20 强度 13 33 附墙撑丝杆 Q235 圆钢T42×6 强度 14 7,24,34,35 平台支撑座 Q235 钢板δ16 强度 15 46 导轨梯档 Q235 钢板δ20 焊缝强度 6.3.2 施加荷载

将荷载施加至相应位置，确定材料性质，如图4所示。 6.3.3 用力学求解器对架体进行受力分析

图5 架体模型（左-轴力图N，中-剪力图N，右-弯矩图N•mm）

6.4 架体受力计算

6.4.1 各杆件轴力、剪力、弯矩见表12。

表12 爬升工况各杆件荷载值

序号 杆件号 构件 轴力KN 剪力KN 弯矩KN•m 1 4 吊平台立杆 2 5 三角架立杆 3 6 三角架立杆 4 35 平台支撑座 5 11 三角架横梁 6 31 三角架斜撑 7 32 横梁钩头 8 33 附墙撑丝杆 9 36 桁架立杆 10 47 上平台横杆 11 51 斜撑 以上构件同种类型，取受力最不利杆件，如果其满足要求，则其它杆件均满足要求；其中受拉杆件均满足要求，仅需验算受压杆件。

将上述杆件荷载值与施工工况比较，均小于施工工况荷载值，故不需重新验算。

7. 架体及构件停工工况验算

7.1 停工工况说明

本工程存在俯爬和直爬两种工况，由于俯爬工况各构件受力小于直爬工况，因此，只验算直爬工况。直爬停工工况取混凝土浇筑完成后，模板不后移，并利用对拉螺杆紧贴固定在建筑结构上，各平台连接为一体，对架体进行加固，承受九级风荷载。本工况计算中，将各单元荷载平均分配到两榀机位上，即单榀机位跨度米。 7.2 荷载计算 7.2.1 架体自重

架体及各构件自重参见表5。 7.2.2 各平台施工荷载

根据JGJ195-2010中5.3.5规定，各平台无施工荷载。 7.2.3 风荷载

根据JGJ195-2010附录A.0.4规定，风荷载标准值为：

Wkgzsz0

其中，βgz、μs和μz按GB50009-2012中表7.5.1、表和表取值；

v0201600（KN/m2）

根据JGJ195-2010中5.3.5规定，停工工况承受九级风荷载，九级风荷载标准值为：

24.42Wk9gzsz0=×××1600= KN/m2

其中，查GB50009-2012中表7.5.1、表和表，分别取βgz=、μs=和μz=(B类地区，按150米高度取

值)；查JGJ195-2010中表，取v0=s。

查表3得风荷载分项系数为，则九级风荷载设计值为：WK9’= KN/m2 转化为竖直方向线荷载为：qk9=m，施加位置为桁架立杆和吊平台立杆。 7.3 架体受力计算

7.3.1 计算模型

将架体模型简化为计算模型，如图6所示。

图6 架体模型（左-计算模型，右-荷载施加示意图）

模型中，各杆件号及节点号相应构件及材质如表7所示。 7.3.2 施加荷载

将荷载施加至相应位置，确定材料性质，如图6所示。 7.3.3 用力学求解器对架体进行受力分析

图7 架体模型（左-轴力图N，中-剪力图N，右-弯矩图N•mm）

7.4 架体受力计算

7.4.1 各杆件轴力、剪力、弯矩见表13。

表13 停工工况各杆件荷载值

序号 杆件号 构件 轴力KN 剪力KN 弯矩KN•m 1 23 吊平台立杆 2 5 三角架立杆 3 6 三角架立杆 4 7 平台支撑座 5 17 三角架横梁 6 31 三角架斜撑 7 32 横梁钩头 8 33 附墙撑丝杆 9 37 桁架立杆 10 47 上平台横杆 11 50 斜撑

以上构件同种类型，取受力最不利杆件，如果其满足要求，则其它杆件均满足要求；其中受拉杆件均满足要求，仅需验算受压杆件。

将上述杆件荷载值与施工工况比较，均小于施工工况荷载值，故不需重新验算。

8. 重要构件验算

8.1 主背楞斜撑计算

由施工工况计算结果可知，螺杆承受最大压力F=，螺杆螺纹为T60×6，大径d=60mm，中径d2=57mm，小径d3=53mm，螺距为P=6mm，基本牙型高度H1==3mm，旋合圈数n=H/P=，螺杆和螺母材料均为Q235。 8.1.1 螺纹抗剪验算

当螺杆和螺母材料相同时，只校核螺杆螺纹强度。

由于螺纹为梯形螺纹，则其牙根宽度b==，基本牙型高度H1==3mm，螺纹小径

d3d2h3d2(H1ac)53mm

则其剪切强度：Fd762103.14533.98.314.15N/mm2<p=mm2 3bn（由于螺纹牙材质为Q235，其许用剪应力p0.6p，取mm2），满足要求。 8.1.2 螺杆强度验算

FH1d23762103b3.14533.928.332.65N/mm2<bp=85N/mm2 3bn3（螺纹牙许用弯曲应力bp(1~1.2)p，取85N/mm2），满足要求。 8.1.3 螺杆的稳定性验算

由于螺杆会受到压力，故需进行稳定性计算。

螺杆最大工作长度l=500mm，按照一端固定一端铰支可得长度系数=，螺杆危险截面的惯性半径idl0.750034=，故i13.2526.42<2（Q235的2=61），不作压杆稳定性验算。

8.2 埋件系统计算

单个埋件的拔力设计值为200KN，剪力设计值为100KN。 8.2.1 混凝土抗拔验算

埋件系统结构如图8所示。

图8 埋件系统结构示意图

根据《建筑施工计算手册》，按锚板锚固锥体破坏计算埋件的锚固强度如下：

假定埋件距高度方向混凝土边缘有足够的距离，锚板螺栓在轴向力F作用下，螺栓及其周围的混凝土以圆锥台形从混凝土中拔出破坏（见图9）。

图9 锚固抗拔示意图

分析可知,沿破裂面作用有切向应力τs和法向应力δs,由力系平衡条件可得：

FAssinscos

AhsinRr

rb使

；Rhctgr,由试验得：当b/h在～时，α=45°，δF= fc, 代入式中得：

F20.0203f2bh0.1f2chctg45c0.9hbh

sin452

式中 fc—混凝土抗压强度设计值（选择C30混凝土，fc=mm2）; h—破坏锥体高度（通常与锚固深度相同）（400mm）;

b—锚板边长（100mm）. 所以

F0.1fc0.9h2bh0.114.30.94002100400103263.12KN

混凝土的抗拔力为F= KN >200 KN, 故满足要求。 8.2.2 混凝土局部承压验算

根据《混凝土结构设计规范》局部受压承载力计算：

Fl1.35clfcAln

lAbAl 式中 FL—局部受压面上的作用的局部荷载或局部压力设计值；（KN）

fc—混凝土轴心抗压强度设计值；（mm2） βC—混凝土强度影响系数；（查值为） βl—混凝土局部受压时的强度提高系数；（2） Al—混凝土局部受压面积；（mm2） Aln—混凝土局部受压净面积； Ab—局部受压计算底面积；（mm2） 1） 埋件板处 混凝土局部受压净面积

Aln3.14(502182)6832.mm2 Fl1.35clfcAln1.350.94214.36832.103 247.98KN200KN 满足要求。 2）爬锥处

图10 爬锥剖面示意图

爬锥（L=150mm）受到受力螺栓传来的剪切力V： 由几何条件有 Lab

竖向受力平衡

VaP2bQ2

对剪力作用点处取矩 LbbQaaP3232

PQa由相似三角形可得 b

214V487.2计算可得：

a3L,b3L，PL1502.33KN<（C30砼抗压设计值），满足要求。

8.2.3 受力螺栓的抗剪力和抗拉力验算

单个机位为双埋件，根据上述计算结果可以假设单个受力螺栓的设计剪力为：FV=100KN；设计拉力为：F=200KN；

图11 受力螺栓尺寸示意图

受力螺栓为M42，级，抗压、抗拉、抗弯强度查表可知：抗拉屈服强度f=600N/mm2，抗剪强度为：fV=420 N/mm2.有效面积为：

A2e1120.9mm

1）受力螺栓抗剪：

V100KN,A147322.9103mm2

V100103A2.910334.48N/mm2fv420N/mm2

满足要求。 2）受力螺栓抗拉：

F200103196.58N/mm2f600N/mm2 A1017.4

满足要求。 3）折算应力：

22220320196.58034.483200.331

满足要求。 8.2.4 高强螺杆验算：

对埋件中外露与砼直接接触的高强螺杆，L=350mm)按照带肋的普通钢筋进行考虑。

高强螺杆（45#）的设计强度取其屈服强度355 N/mm2，设混凝土对锚固长度为la的高强螺杆的握裹力为f，f应与高强螺杆的锚固长度成正比，则会有一个临界状态，使高强螺杆的设计强度充分发挥。

1）高强螺杆抗拉

根据混凝土规范的普通钢筋锚固计算公式: la=α×d×fy/ft

式中la—受拉钢筋的锚固长度

—锚固长度修正系数

α—钢筋的外形系数（这里按照带肋钢筋，取） d—钢筋的公称直径（这里为螺杆，取） fy—钢筋的抗拉强度设计值（这里取355N/mm2）

ft—砼轴心抗拉强度设计值（这里为C30，取mm2）

通过计算得到la≈70mm，而实际锚固长度为175mm，故高强螺杆拉应力未达到其抗拉设计值，满足要求。

2）高强螺杆螺纹的承压

高强螺杆螺纹承压长度按照60mm计算，其有效承压面积At=1590mm2，

按照上面高强螺杆抗拉计算看出，其拉应力未达到335 N/mm2的设计强度，这里姑且按照设计强度进行计算，即高强螺杆的承压力约为：

F=335××π/4≈

则承压应力σ=F/At=mm2<335N/mm2（45#钢屈服强度）,满足要求。 8.2.5 承重插销计算

非爬升状态时是承重插销受力，由施工工况计算结果可知： R=＜280KN（承重插销的设计承载力，由计算而得） 所以，承重插销满足要求。 8.3 导轨计算

导轨主要承受架体爬升时，换向盒传递给其的荷载。爬升工况计算中，与导轨接触的三个支点反力，如表14和图12所示。

表14 爬升工况支点反力值

节点号 构件 水平方向KN 竖直方向KN 合力方向（°） 46 下换向盒与导轨接触点 9 附墙撑与导轨接触点 11 上换向盒与导轨接触点

图12 爬升工况反力图（N）

将荷载施加到导轨上，如图13所示。

图13 导轨受力简图

图14 导轨轴力、剪力、弯矩图

8.3.1 导轨强度验算

1）抗弯验算

Mmax12KNm，W17821033.56105mm3，截面塑性发展系数x1.05

Mmax121061.053.5610532.1N/mm2xW 2）抗压验算

N57.8KN,A28.8321025.76103mm2

长细比 =l0/i7500/8093.75 小于允许长细比[λ]=150，满足要求。 查表，稳定系数为，则

N57.8A1030.6015.7610316.7N/mm2 =Nmx•MAx16.7+32.1=48.8N/mm2205N/mm2 xxW1x(10.8NN')EX满足受力要求。

3）挠度验算

根据JGJ195-2010中5.3.8规定，导轨跨中变形值按下式规定计算：

FH3L=48EI5mm

则导轨变形值为：

L=FH3142004000348EI=4821053.56107=2.665mm 8.3.2 导轨挠度验算 8.3.3 导轨梯档的焊缝计算

根据图纸，单个梯档的侧焊缝长度为120mm，端焊缝长度为92mm，焊高hf =10mm，则由端焊

缝所承担的力N1=βf××lw×fw

式中，βf—系数，对间接承受动荷载的情况，βf=； lw—焊缝总长度；

fw—角焊缝的设计强度，查计算手册可知：材料Q235钢的焊缝抗剪强度为125N/mm2 则N1=××10×92×125＝.

由侧焊缝所承担的力N2= ×lw×fw =×10×120×125 =105KN

N1+ N2=+105=>150KN(单个油缸的推力)，所以导轨梯挡焊缝强度满足要求。

9. 模板及受力构件的验算

9.1 混凝土侧压力计算

混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即位新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值：

F0.22ct01/212V

FcH

式中 F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2） γc------混凝土的重力密度（kN/m3）取 kN/m3

t0------新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏实验资料时，可采用t=200/(T+15)

计算；t0=200/+15)=

V------混凝土的浇灌速度（m/h）;取2m/h

H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）;取6m β1------外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1；

β2------混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取；50—90mm时，取1；

110—150mm时，取。

F0.221/2ct012V

= x21/2

=m2

FcH

=25x6=150kN/ m2

取二者中的较小值，F= m2作为模板侧压力的标准值，并考虑倾倒和捣震混凝土产生的水平载荷标准值 kN/ m2，分别取荷载分项系数和，则作用于模板的总荷载设计值为：

Q= m2

9.2 模板计算 9.2.1 基本参数

模板高度为，浇筑高度为6m，面板采用21mm厚板；竖向背楞采用木工字梁截面尺寸为80x200，间距为280mm；水平背楞采用双14号槽钢背楞，最大间距为1200mm；拉杆系统为D20拉杆 ，材质为45#钢，拉杆水平间距为1200mm，竖向间距为1200mm。

其中：fc-木材抗弯强度设计值，取13 N/mm2，ft-木材抗剪强度设计值，取 N/mm2 E-弹性模量，木材取 N/mm2，钢材取 N/mm2 9.2.2 面板验算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。根据《建筑施工手册》，强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。 计算的原则是按照龙

骨的间距和模板面的大小,按支撑在竖楞上的三跨连续梁计算。所以将面板视为支撑在木工字梁上的三跨连续梁计算，面板长度取板长2440mm，板宽度b=1000mm。

图15 面板计算简图

1）抗弯强度验算

作用在面板上的线荷载为：q1ql ==mm 面板最大弯矩：Mmaxq1l210=/10=•mm 面板的截面系数：Wbh26=

16x1000x212= 应力：MmaxW==mm22）抗剪强度验算

计算公式如下：V0.6q1l 面板的最大剪力：V = ×× = ； 截面抗剪强度必须满足： 3V2bhfv（安全系数取） n其中， τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2)； V--面板计算最大剪力(N)：V = ； b--构件的截面宽度(mm)：b = 1000mm ； hn--面板厚度(mm)：hn = ；

fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = N/mm2； 面板截面的最大受剪应力计算值: T =3××103/(2×1000×21)=mm2； 面板截面抗剪强度设计值: [fv]=mm2；

面板截面的最大受剪应力计算值 T=mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [T]=mm2，满足要求。3）挠度验算

根据《建筑施工计算手册》，挠度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则线荷载为：

q2(FR)148.5KN/m

面板挠度由式q2l4150EI =故满足要求。

面板截面惯性矩：I=bh3/12=1000X213/12= 9.2.3 木工字梁验算

木工字梁作为竖肋支承在横向背楞上，可作为支承在横向背楞上的连续梁计算，其跨距等于横向背楞的间距最大为L=1200mm。

图16 木梁计算简图

木工字梁上的线荷载为：q3ql =混凝土的侧压力

l-木工字梁之间的水平距离 1）抗弯强度验算 最大弯矩M1max10q3L2= x12002=•mm 木工字梁截面系数：

W1HBH3Bbh3112008020038030120346.1104mm26

应力：MmaxW2.56106.11045.55N/mm2I112BH3Bbh31128020038030h346.1106mm4 2）抗剪强度验算

计算公式如下：V0.6q3l 木梁的最大剪力：V = ×× = ； 截面抗剪强度必须满足： VAfv（安全系数取1） 其中， τ-木梁截面的最大受剪应力(N/mm2)； V--木梁计算最大剪力(N)：V = ； A--木梁截面面积(mm2)：A = 90mm2 ； fv—木材抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = N/mm2； 最大受剪应力计算值: T =×103/(90)=mm2；

最大受剪应力计算值 T=mm2 小于 木梁截面抗剪强度设计值 [T]=mm2，满足要求。 2）挠度验算

根据《建筑施工计算手册》，挠度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则线荷载为：

q4(FR)0.2813.58KN/m

木梁挠度由式

q4l4150EI =故满足要求。

9.2.4 槽钢背楞验算

槽钢承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。槽钢作为主背楞支承在对拉螺杆上，可作为支承在拉杆上的连续梁计算，其跨距等于对拉螺栓的间距最大为L1=1200mm。

图17 背楞计算简图

1）抗弯强度验算

木梁作用在槽钢上的集中荷载为：q563.50.281.221.34KN 最大弯矩Mmax0.175q5L1=双14槽钢截面系数：W==161x103mm3 应力：MmaxW4.4810616110327.83N/mm2双14槽钢截面惯性矩：I=1128x104mm4 2）抗剪强度验算

计算公式如下：V0.65q3

背楞的最大剪力：V = × = ； 截面抗剪强度必须满足： 2VAfv（安全系数取2） 其中， τ-木梁截面的最大受剪应力(N/mm2)； V--木梁计算最大剪力(N)：V = ；

A—型钢截面面积(mm2)：A = 3704mm2 ； fv—钢材抗剪强度设计值(N/mm2)：fv = 125 N/mm2； 最大受剪应力计算值: T =2××103/3074=mm2；

最大受剪应力计算值 T=mm2 小于钢材抗剪强度设计值 [T]=125N/mm2，满足要求。 3）挠度验算

根据《建筑施工计算手册》，挠度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载的作用，则木梁作用在槽钢上的集中荷载为：

q6(FR)0.281.216.3KN

背楞挠度由式1.146q6l3100EIS =故满足要求。

面板、木梁、槽钢背楞的组合挠度为： w=++=<3mm

满足施工对模板质量的要求。 9.3 对拉螺栓计算

对拉螺栓采用D20螺杆；纵向间距为1200mm，横向间距为1200mm。 对拉螺栓经验公式如下：NAf

N---对拉螺栓所承受的拉力的设计值。一般为混凝土的侧压力 A---对拉螺栓净截面面积（mm2）A=314mm2

f--对拉螺栓抗拉强度设计值（45#钢）（f600N/mm2） N1.21.263.591.44KN=91440N Af314600188400N>91440N 满足要求。。

￥