沉箱模板计算

1、沉箱模板计算1、外模板设计资料沉箱外侧模板长，高，模板采用大型钢模板，重约。面板采用5mm厚钢板, 横肋采用8,间距；竖肋为-6x80mm扁钢，间距；立围令采用8,围令后为桁 架结构，桁架宽，间距，桁架为双8结构，上、下均设M22对穿螺栓。现对该 模板刚度、强度进行验算，并选用合适的拉条。2、模板侧压力计算模板的侧向压力主要是由新浇筑的硅对模板产生的侧压力Pi和倾倒碎时对模板产生的水平动力荷载P2两部分组成。依据水运工程混凝土施工规范 （JTS202-2011规定，采用插入式振捣器时，碎侧压力为：Pi=8Ks+24KtV 1/2式中 Pi 混凝土对模板的侧压力（KN/m2Ks外加剂影响修正系数

2、，不掺加外加剂时选；掺缓凝外加剂时选K 温度校正系数按下表取值V 混凝土浇筑速度m/h碎侧压力除了和振捣方式有关外，同时还和碎自重、浇注速度、碎的温度、外加 剂的应用、碎的下灰方式有关。温度校正系数表温度（C ）5101520253035Kt根据施工的具体情况，施工期平均气温在10c以上，依据搅拌站的施工供应能力，浇筑速度取ho故 R=8X +24 X X 2= KN/m2倾倒混凝土产生的水平动力荷载P2=m2振捣混凝土产生的混凝土侧压力F3=m2由于浇筑混凝土时倾倒混凝土和振捣混凝土不可能同时发生，而振捣混凝土产生的作用力大。故验算墙身模板强度的荷载设计值P=+= KN/n2故验算墙身模板刚

3、度的荷载设计值P，= KN/m23、面板计算为保证碎的外观质量，根据使用要求，大片模板的面板计算应由刚度控制。Q235钢的抗拉许用强度f=215N/mm2,抗剪许用强度fv=125N/mm2。弹性模量 E=x 106kg/cm2;许用挠度f=2mm。面板区格为420 X 420mm,属于双向板，当13/卜=420/420=1时，的弯距系数Ki=,的弯距系数K2=, 0Hg挠度系数为K3=, $的弯矩系数K4=2的弯矩系数K5=,计算简图为三面固定，一面简支的最不利状况。(1)、强度验算取1mm宽的板条作为计算单元，荷载为i=x 1 = N/mm支座弯矩Mx-Ki x q x 1；0.0600

4、> 0Q51X9 x 42(?- 549.20 N - mmM?= K： x q 乂。二 0.0550 x 0,051X9 x 42(? 503.44 N mm面板的截面抵抗矩认1r =：丈 1 mm = 4.167 mm3应力为工小工：=1 1的:JW= N/mm2 215 N/mm2满足要求；跨中弯矩NL 二 Kq .Y =0.05189 乂42。2 = 207.78 N - mmMy = R q.4二任016队0.05189x4202 = 153.78 N - mm钢板的泊松比，.=,故需换算m£)=+ vMy - 207.7H + 0.3 丁 153.78 253.91

5、 N - mmM'? = My + v'k 153.7H + 0.3 丁 207.78 216.11 N - mm应力为i. .=1工旧JW= N/mm2 215 N/mm2满足要求；(2)、挠度验算计算刚度和挠度用以下公式BEh3B0212(1 v2)v ql1= KsDO这里q的取值是验算刚度的荷载取值53所以Bo z 2.4 106 N mm12(1 0.32)mimn m 也00160 乂 0.04629 mm =。,96 mm < 用=2mmoWk =420=1/438<1/400满足要求。4、竖向钢肋条验算竖向为-6X 80mm钢板肋，可将其视为单跨简支

6、梁计算，跨度为，根据建筑施工计算手册附表2-8计算公式(1)、强度验算荷载q=80x =m截面系数 W=bh2/6=6 义 802/6=义 10-6m3惯性矩I=bh3/12=6 X 803/12= 乂 10-7m4所以 Mniax = =><8=-o = =740/x 10-6=115 N/mm2 < 用=215N/mm2满足要求；(2)、挠度验算Wmax =丽荷载 q' =P' xk=x =m模量系数E=x 106kg/cm2=x 1011Pa惯性矩I=bh3/12=6 x 803/12= X 10-7m4所以所毗=5X 19440X (384XX 101

7、1XX10-7) = <420/400=满足要求。5、横向钢肋条验算横肋间距420mm,采用8,按支撑在竖向桁架上的连续梁计算，其跨距等于竖 向桁架的间距，即，按5跨连续梁计算。荷载 q = F 乂 h|式中F混凝土侧压力h横肋距离验算强度用 q = X 420 = N/mm验算刚度用 q = X 420 = N/mm8的截面系数 W=x 103mm3,惯性矩I=x 104mm4横肋为两段带悬臂的五跨连续梁，可利用弯矩分配法计算得知。(1)、强度验算查建筑结构静力计算手册五跨梁弯矩分配系数(模型荷载实际是不带悬臂的 五跨梁弯矩分配系数)得：7 /弯矩计算简图跨内最大弯矩Mi、M2、M3的

8、分配系数分别是Ki=、K2=、K3=，支座弯矩Mb、Mc的分配系数分别是Kb=、Kc=0跨内弯矩M1 = K1 q、P = 0.078 21.79 800a = 1087757 N - mm'匕- 2 x q x F - 0.033 21.79，460205 N - mmM3 - K& x q x f-0,046 21.79，&00? 641 例 N - mmMb = Kb q 父 F -0.10521.79 x 80(/ = 1464288Mc = Kc q 父产-0.07921.79 x 80(/ =- 1101702支座弯矩N - mmN - mmM口 -55 乂

9、 q 乂r- 0.5 21.79 父 20(? 435800 N - mm由以上可得最大弯矩 Mmax = 1464288 N mmhU1t施 c仃max - N - v 3 炉57sx N/mm2< 215 N/mm2满足要求；(2)、挠度验算悬臂部分挠度481 T200：I；：，、mmX x 工1 式 1炉 k 101 3 x 100Q38112001770 500跨中部分挠度&=盘又 6-24*) = 19,4420仪5-24x(丽)=0,34> X3B4xZl 宜叫 LOL3 4 104mmQ) 03411I 800 2353 '500才两足要求。6、桁架验

10、算桁架宽，间距，桁架为双8结构。8查热轧型钢规范(GB/T706-2008)得出8基本参数：截面面积A=，惯性半径h=,1丁 二。(1)、内力计算简化计算按8节间下降式斜杆桁架满载验算，结构为625mm x 8=5000mm。桁架计算简图荷载 P =RXHXL/8=KN/m2 x x 8=KN(这里H为模板的高度，L为桁架的宽度)我=arctan (3J = 46J查得桁架各杆件内力分配系数如下表：杆件八节间（满载）乘数（KN）杆件内力（KN）O1一P >Cot a =O2一O3一O4一U10P>Cot a-0U2U3U4D1P/sin a-D2D3D4V1一P=V2一V3一V4一

11、V5一由上表可知。型杆件最大内力1%口.=U型杆件最大内力Puma?;=D型杆件最大内力1%|笊=V型杆件最大内力Pwnax=材料选用。型杆件和U型杆件选用28,D型杆件和V型杆件选用8(2)、杆件验算轴心受拉构件的稳定性应满足下式要求N仃二< fAn轴心受压构件的稳定性应满足下式要求N一<1甲A式中构件的净截面面积1A构件的毛截面面积轴心受压构件的稳定系数，取截面两主轴稳定系数的较小者构件对主轴的长细比构件对主轴的回转半径U型抗拉杆件28Pg 153.10* W。网群=2x 10 248 10 = 77 J 4N/mm2< 215 N/mm2满足要求；D型抗拉杆件8Ck =

12、100.41 N/mm 2 < 215 N/mm2 f 10 2-18 x lw满足要求；。型抗压杆件28组合截面回转半径近似值按下式计算k = 0.3*h , iy = 0.60b所以 ix 0 38 x 80 = 30.4 mm , m = 0.60 八 63 = 37 8 mm计算时 " : mmlo 625X = v = 2(ln61 JU.4查得卬=0,971所以如但=m=。eWlo； = M74 N/mm2<215N/mm2满足要求；V型抗压杆件865012751.IS查得 中= 0.8502 t 215N/mm2Pe M3, 10$所 L I. lf >

13、; lN/mm满足要求7、拉杆计算模板拉杆的计算公式如下|P = F * A|式中 P模板拉杆承受的拉力（N）F混凝土侧压力（N/m2）A模板拉杆分担的受荷面积（m2）,其值为A=ax ba模板拉杆白横向间距（m）b模板拉杆的纵向间距（m）这里选取拉杆的横向间距a=,纵向间距b=0计算拉杆承受的拉力P = XX =33080N查建筑施工计算手册表 8-7当F=30KN/m2时得螺栓拉力P =19125N,所以当 F=m2时螺栓拉力P=19125X 30 =33080N查表8-9选用M22螺栓，其容许拉力为47900N>33080N,可。考虑上下螺栓受 力不均和长期受扭的因素，上下螺栓可采

14、用不同钢号的螺栓，由于荷载是逐渐加 上去的，而且上部荷载始终小于下部，待全部荷载施加完毕，下部碎已接近初凝， 侧压力减少，因此上下分别采用钢号不同的 M22螺栓是可行的。拉杆选用Q235圆钢，直径为20mm,截面面积A=314mm2,抗拉强度设计值f=205N/mm 2,抗剪强度设计值fv=120N/mm2。其许用拉力值P'为：P'=用 XA = 205X 314 = >P= KN满足要求；模板重量为45/ （10X5） = KN/m2,计算时取为KN/m2。在拉杆的横纵间距内承 受的重量为x x 二r1000dP = 0.64 X w2.04N/mm2 < 120

15、N/mm2314满足要求。8、外模下平台计算外模下平台自重3t,长度15m,用210作横梁，5点吊，按四跨连续梁计算尸,I- rcoc模板下平台计算简图查热轧型钢规范得210的惯性矩讨=198X 2=396cmf,截面模数愕=x 2=，荷载跨度L=o作用在横梁上的荷载集度：P 3000.q =痴值=2kg/cni = 2 KN m查静力计算手册得四跨连续梁的荷载分项系数最大值是K=所以作用在梁上的最大弯矩为：Mn耐 K q ： F - 0.107 X 2 乂 3.752 3.00 KN - m(1)、强度计算N/mm2 215 N/mm2Ma 1000000/ _5V 解=F = 丁4*- =

16、 3778。心= <t| （采用近似公式计算,数值偏小）式中d= ,h=100mmQ=qX L=2KN/mX =7500N所以Xirias14.15 N/mm2式 125 N/mm2 （吊点不进行计算）J mJ ' a.满足要求；（2）、挠度计算挠度按简支梁的挠度计算公式来求解。(Jimax -3S4EI荷载：q=2KN/m模量系数：E=x 106kg/cm2= x 1011Pa惯性矩：I=2X198=396cm43rtm = 5X2000X (384X X 1011X X 10-6)=<3750/400=满足要求9、模板支撑计算按照建筑施工计算手册中有关规定，外模板倾斜2

17、0。存放时，支撑的强度计算。模板重（包括下平台重量），采用两点支撑，每点受力，即，采用 670X 5钢管,外径70mm,管壁厚5mm。所以 A=tt X ( 72-62) /4 = cm2I=兀 X ( 74-64) /64= cm42.305 cm模板高度为5m,钢管支撑长度可取为3mhiH30Q5 305=130.150 433 x 1021查得 中=0.433N/mm2 父170 N/mm满足要求10、竖向大肋计算（槽钢式计算）计算参考建筑施工计算手册章节（现浇混凝土墙大模板计算）。因为大模板长10m,这里取槽钢的间距为，选用28。查得8基本参数为：截面面 积，=，截面模数Ml 2S.3

18、cm3,惯性矩101cm4。以三道螺栓为支撑点。螺栓间 距分别为，2m,2m,按均布荷载计算。根据第2节一一模板的侧压力计算可知： 验算墙身模板强度的荷载设计值 P=+= KN/m2故 q = P*】 = 0.05lg9 2000= 103.78N/mm验算墙身模板刚度的荷载设计值P，= KN/m2故 1:一 ： 一，-N/mm弯矩计算简图由弯矩图可得最大弯矩为= 025 K 103.78 匕 K00' = 8302400(1)、强度验算M = r :;=164.0X N/mm2< 215 N/mm2满足要求；(2)、挠度验算悬臂部分挠度1.70mmmm直=%5*网=阳2工后&q

19、uot;1，】0弓"I。13Mly但 1.70 I1500 '500悬臂部分挠度过大，采取加强角措施；跨中部分挠度A 4<o = jx(5-24X2 =92.58200(f-500 ,2 y 党4； Nil】/； 10131世2 . 24(血)-妙书0343111 - 2000 5831 " 500满足要求。根据前面求出的面板、横肋和竖向大肋的挠度，组合的挠度为面板与横肋组合m =0.96 4 034 = 130<3 mm面板与竖向大肋的组合岱二 0.96 4 1.70 = 2.66 < 3 mm满足施工对模板的质量要求。加固模板时桁架和槽钢的比较采用槽钢做模板面板支撑时，虽然节省材料，但是相比桁架做模板的支撑骨架, 槽钢承受更大的弯矩，模板变形较大，没有桁架稳固，沉箱外模板尺寸比较大, 更多的采用桁架做支撑骨架，在设置外模板操作平台时，桁架也起作用。10、竖向大肋计算(工字钢