钢大模板的变形计算和承载能力计算

1、钢大模板的变形计算和承载能力计算（86 型）墙大模板的结构构造1结构构造86型钢大模板的结构构造。单元板详图见附录一，组拼大模板详图见附录二。86型钢大模板：面板采用5 =6 mm厚，且材质为Q235A的原平钢板；竖肋、 横肋均采用8 #普通型热轧槽钢；背楞采用10 #普通型热轧槽钢。1.2模板部件的力学特性数据86型模板部件都是采用Q235a材质，其强度设计值F=215 N/mm2，弹性模量 E=206000 N/mm2o面板厚6mm，取1 m宽，截面积A=6000 mm2，惯性矩I=18000 mm4，截面模 量 W=6000 mm3o8 #槽钢的截面积A=1024 mm2，惯性矩I=1.

2、013x106mm4，截面模量W=25.3x103 mm3。10 #槽钢的截面积A=1274 mm4 ,惯性矩I=1.983x106mm4 ,截面模量W=39.7 x103mm。模板的荷载计算2.1计算模板变形用的荷载值按照国家标准砼结构工程施工及验收规范第2.2.3条规定，计算大模板变 形的荷载标准值由下面二个公式计算，并取二者较小值。12尸=0.2212&设 T=20OC ,p 1=1.0 ,p 2=1.15 , V=5.3 代入（2.1-1 ）式得，q=80 KN/m2。设 H=3.5 m代入（2.1-2 ）得q=84 KN/ m2，取q=80 KN/ m2 ,为计算86型大模板变形的

3、标准荷载值。这里需要说明二点：一是在T=200的标准温度下 浇筑速度可达5.3 M/h , 接近本规范规定的最大浇筑速度。二是通常的住宅大模板，层高3 m以下，86型大 模板可以用来浇筑层高更高的建筑物。砼侧压力值分布如图2.1-1所示。图示说明， 86型大模板浇筑2700 mm层高的墙，可一次浇筑到顶。甘.64.32 KN/m 2 6 、 JQJ80 KN/m_2图2.1-1砼侧压力值分布图侧侧2.2验算模板承载能力用的荷载值如上所述，取用80 KN/m2侧压力值，可以不考虑砼振捣和倾倒因素。承载能力的荷载值为80 x1.2=96 KN/m2，分布同2.1-1图示。3 .变形计算采用单向板计

4、算方法计算产品的变形值。这种计算方法的结果是偏于保守的。3.1面板变形和竖肋变形的计算3.1.1面板变形根据组拼大模板和企业标准大模板的结构，计算单元模板是1.5m。竖肋布置为300 mm间距则一个简化为五跨。查有关计算表五跨的挠度计算系数=0.00657 m ,f =0.00151 ,f =0.00315，以 Q=0.08 ,L=300 ,T=6 ,E=206000 及对应的 f 代入式（3.1.1 ）, 23i其计算结果如图3.1.1-aX图3.1.1-b）表示。I】*却习飞泛伽河公式3.1.1b）、变化a）、b）、变化a）、五跨3.1.1面板挠度（mm ）图由于侧压力自下向上线性变化至0

5、 ,所以挠度值也是自下向上线性减至0值， 如图3.1.1C所示。3.1.2竖肋变形86系列模板的竖肋，不管是边肋还是中间肋，均采用匚8。竖肋后面布置的背 楞共三道，自下向上，第一道背楞离模板底边为240mm，第二道距第一道1210mm，第三道距第二道1210 mm。背楞是竖肋的支座，所以竖肋的计算简图如图3.1.2-1所示采用计算机程序计算。现取中间竖肋为例，作用在上面的荷载为80 x0.3=24KN/m=24 N/mm。图 3.1.2-1P / N / r r ：- -1： - -11. 竖肋计算简图由于各竖肋所承受的荷载不同，所以对应的挠度值也不同。五跨四跨竖肋受力系数如表3.1.2所示，

6、其结果如图3.1.2-2所示。 J 肋号 跨数123456备注五跨0.3941.1320.9740.9741.1320.394五跨和四跨模板竖肋受力系数表 3.1.2-0.386-0.332-0.332-0.386-0.1340.3120.269*0.26940.312 0.1090.238410.2050.20510.23800.083-0.1340.1090.083-0.028 -0.080 -0.069 -0.069 -0.080 -0.028图3.1.2-2竖肋挠度值（mm）图3.2背楞变形和对拉螺杆变形的计算3.2.1背楞变形背楞承受的力是由竖肋传给的，因此从计算机程序计算的竖肋变形

7、的结果中， 找出L、P、T支座反力，然后再考虑各竖肋的受力不同，即面板传给竖肋的力不同， 可得到L、P、T三道背楞上的作用力，如表3.2.1-1所示。由表中数值可知，P背楞 受的力等于L背楞的1.0626倍，T背楞所受的力是L背楞的0.2381倍。竖肋对背楞的作用力（KN ）表3.2.1-1背楞五跨梁F1,F12F2,F13F3,F14F4,F15F5,F16F6,F17L5.564415.699713.508413.508415.69975.4644P5.806816.683414.354814.354816.68345.8068T1.38253.97223.41783.41783.9722

8、1.3825组拼大模板可以由二跨、三跨、四跨、五跨的单元模板组拼而成，连续的背楞可以承担各单元模板的肋的作用。附录二组拼大模板的背楞计算简图如图3.2.1-1所示。F23F23FI45F1I8F 19F10F1RF12*3I14F 115F16图3.2.1-1L、P、T背楞计算简图应用计算机程序计算，其结果在表3.2.1-2中给出。L、P、T背楞在各竖肋位置的挠度值（ mm） 表 3.2.1-2、肋背楞、123456789101112131415L-0.1200.1260.2220.075000.0440.0100.1430.0570.0090.0030.0280.034-0.025P-0.1

9、280.1340.2360.080000.0470.0110.1520.0610.0100.0030.0300.036-0.027T-0.0290.0300.0530.018000.0110.0020.0340.0140.0020.0010.0070.008-0.006注：表中负值为反方向的挠度值。3.2.2对拉螺栓变形对拉螺栓所受的力，由上述背楞变形计算结果中的支座反力得到，整理后列在 表3.2.2中，对应的M32对拉螺栓的变形也反映在表中。计算变形过程中，采用的对拉螺栓长度为 750 mm , 净面积A=530 mm2。对拉螺栓的变形计算公式为L=N-L/A-E，其中N即为对拉螺栓所受的力

10、（内力N ）。对拉螺栓内力和变形值表3.2.2对拉螺栓背楞ABCDEFN.(KN) L (mm)N(KN) L (mm)N(KN) L (mm)N(KN) L (mm)N(KN) L (mm)N(KN) L (mm)L24.1660.13645.8770.25841.7610.23535.3800.19927.6080.15519.3610.109P25.6790.14548.7490.27444.3750.25037.5950.21129.3360.16520.5730.116T5.7540.03210.9230.0619.9430.0568.4240.0476.5730.0374.6100

11、.026全块模板共18个对拉螺栓，总内力为447 KN，而外荷载为80 KNx4.2x2.68/2=450 KN,基本平衡。由表中数值可知，对拉螺栓的最大变形为0.274 mm。3.3变形值汇总根据计算的变形值位置在相同坐标处叠加，面板与竖肋变形值叠加后如图3.3-1 所示。两个图都只画了一半，因为另一半是对称的。图中的变形值均以mm为单位。图3.3-1面板与竖肋变形叠加值（mm）V503 一。，挪 浮（,勺 V503 一。，挪 浮（,勺 S5可 4 O.：6) C.05图3.3-2背楞与对拉螺栓变形叠加值（mm ）面板的变形是模板变形的代表是直接影响浇筑砼的质量所示应该根据图3.3-1 和图

12、3.3-2合成变形值，再一次合成为模板面板的最终变形值。这次模板变形值的合 成，是由于背楞与对拉螺栓形成竖肋发生位移的原因。这就需要计算由于支座位移 发生的次变形。也就是需要计算面板由于支座位移发生的次变形。也就是需要计算 由模板面板构造的五跨和四跨连续梁由于支座位移而发生的次变形（次挠度），其计 算简图如图3.3-3所示。支座位移值取图3.3-2中的底边外以及665 mm和1765 mm 三处的竖肋变形值。其值如表3.3-1所示。JZZZZABCDEF3003003003003001500图3.3-3面板因支座位移形成的挠度计算简图支座位移值表（ mm）表 3.3-1位移位置、五跨 A B

13、C D E F0处0.0160.2760.4110.2260.2540.243845处0.0090.2910.4310.2380.2540.2542055 处0.0160.1720.2560.1520.1470.150面板因为支座位移发生的次挠度可应用有关公式计算，或应用计算机程序计算。 其计算结果在表3.3-2.中列出。考虑次挠度（次变形）后的模板变形值如图3.3-4所 示。面板次挠度值（mm）表3.3-2跨数 位置五跨ABBCCDDEEF0处0.1480.3830.3840.2190.260845处0.1570.4020.4010.2240.263图 3.3-4图 3.3-42055 处0

14、.0930.2370.2440.1370.152模板变形值(mm)图3.3-4的模板变形值考虑了各种主要受力因素后的模板总变形。由图的数值可知，模板的最大变形值为 1.357 mm，没有超过2 mm，相互间的差异更不到2 mm。4.承载能力验算由于模板承载能力验算用的荷载分布图与上述变形计算用的荷载分布图相同，所以变形计算过程中的内力只需乘以荷载分项系数1.2即可。4.1面板承载能力验算、面板按单向连续梁计算，各跨的弯曲应力职卒五跨：6x0. 1 05x0.08x1.2X3002a = 151.1 5N!m m五跨：154.2N/mm215N/mm6x0.1 07x0.0 8x1.2x3 00

15、2154.2N/mm215N/mm。满足要求。*4.2竖肋承载能力验算由竖肋变形计算结果查得最大弯矩为负弯矩，即第二道背楞处为-1.418KNm，弯曲应力“二旦差器项二67.WW2154.3背楞承载能力验算由背楞变形计算结果查得最大弯矩为负弯矩，发生在五跨板内的对拉螺栓 处，为-3.867 KN-m，弯曲应力口二普雾役=58.AN膈赧2国用诸4.4对拉螺栓承载能力验算由背楞变形计算结果得，对拉螺栓承受拉力是在中间一排对拉螺栓的由边向 里数第二个对拉螺栓 其内力为48.75 KN，而对拉螺栓采用M30净面积为530 mm2。以上各部件的承载能力均满足要求，因拉应力。=48750*1.2/530=110.3 N/ m m2 v 215 N/ m m25 .结语86型大模板承受的侧压力可达80 KN/ m2，因而施工速度