资源描述
F3方块外侧长模板受力验算
一、 设计资料
A5方块长5.5m,宽5.46m,高3.5m
A5方块断面图以下:
二、 模板设计选材
以方块最大面5.0m×3.5m模板为例。
面板采取5mm厚钢板, 尺寸为5.0m×3.5m。面板主肋采取12#槽钢, d=5.3mm, 竖向部署, 间距l=455mm,左右两边肋为一面对拼槽钢, 上下两边肋各为一道12#槽钢。次肋采取5#等边角钢, d=5mm, 角钢两端与竖向主肋槽钢焊接且与面板电焊, 长度为450mm, 上下间距m=435mm。竖肋后边横向背5榀桁架(桁架形状尺寸见图), 桁架顶面标高分别为0m、 0.8m、 1.6m、 2.4m、 3.2m,顶面与模板顶错台25cm, 作为工作平台。相邻模板连接采取在水平桁架上焊上加固槽钢, 再用螺栓双相连接(可见图所表示)。模板顶部可依据现场栏杆、 马腿梁实际尺寸进行确定。
三、 荷载计算
◆1、 荷载标准值计算
(1)新浇筑混凝土对模板侧面压力标准值
Fk=0.22 rc t0β1β2v1/2
Fk =rcH
Fk: 新浇筑混凝土对模板最大侧压力(KN/m2);
rc: 混凝土重力密度(KN/m3);
t0: 新浇筑混凝土初凝时间(h), 按t0=200/(T+15)计算, T为混凝土温度(℃), 此处取T=15℃;
β1: 外加剂影响修正系数, 此处取β1=1.2;
β2: 混凝土坍落度影响修正系数, 此处取β2=1.15;
v: 混凝土浇筑速度(m/h), 此处取v=4/6=0.667(m/h);
H: 混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土面总高度(m)。
Fk =0.22 rc t0β1β2v1/2
=0.22×24×200/(15+15)×1.2×1.15×0.6671/2=39.8KN/m2
Fk =rcH=24×3.5=84 KN/m2
取其小值F=39.8 KN/m2
(2) 倾倒混凝土时产生荷载标准值取: 6 KN/m2
◆2、 荷载设计值
(1) 新浇筑混凝土对模板侧面压力设计值分项系数为1.2, 设计值为
F=39.8×1.2=47.76KN/m2。
(2) 倾倒混凝土时产生荷载设计值分项系数为1.4, 所以其设计值 6×1.4=8.4 KN/m2。
荷载组合
计算承载力时F=47.76+8.4=56.2 KN/m2=0.0562N/mm2
验算刚度时F=39.8+8.4=48.2KN/m2=0.0482 N/mm2
四、 验算
◆1、 板面验算
(1) 设计数据
任选面板一区格, l=455mm,h=435mm, 四面固定, ==0.96, 查表可得系数KMl=0.0198,KMh=0.0172,KM h0=-0.055,KM l0=-0.0528。取1mm宽板条进行计算, q=0.0562 N/mm
(2)强度验算
支座处
Mh0= KM h0×qh2=-0.0528×0.0562×4352=-561N·mm
Ml0= KM l0×qh2=-0.055×0.0562×4352=-585N·mm
截面抵御矩:
W=bh2/6=1×52/6=4.167 mm3
(h: 面板板厚, h=5 mm。)
所以σmax= Mmax0/ W=585/4.167=140.4N/mm2<215 N/mm2 (满足要求)
跨中出
Mh= KM h×qh2=0.0172×0.0562×4352=183N·mm
Ml= KM l×qh2=0.0198×0.0562×4352=211N·mm
钢板泊松比为v=0.03
Mh(v) = Mh +0.3×Ml =183+0.3×211=246.3 N·mm
Mh(v) = Ml+0.3×Mh =211+0.3×183=265.9 N·mm
所以σmax= Mmax(v)/ W=265.9/4.167=63.8N/mm2<215 N/mm2 (满足要求)
(3)挠度验算
=246.3 N·mm
Wmax= mm
(满足要求)
(E: 钢材弹性模量; v: 钢泊桑比v=0.30)
◆2、 纵肋验算
(1)设计数据
小纵肋间距为l=455mm, 采取10#槽钢, W=39.7×, I=198×, 简化为四跨等跨连续梁, 荷载q=Fh=0.0562×455=25.6N/mm
则 =0.107×25.6×=1753088 N·mm
(2)强度验算
σmax= Mmax/ W=1753088/(39.7×)=44.1N/mm2<215 N/mm2
(满足要求)
(3)挠度验算
悬臂部分挠度
, 满足要求
跨中部分挠度
, 满足要求
◆ 3、 横肋验算
(1) 设计数据
横肋间距h=435mm, 采取5#角钢, W=7.89×, I=11.21×,
q=0.0562×435×455/455=24.45N/mm,按最不利情况两边简支考虑
Mmax= =632720 N·mm
(2) 强度验算
σmax= Mmax/ W=632720/(7.89×)=80.2N/mm2<215 N/mm2
满足要求
(3) 挠度验算
, 满足要求
◆ 4. 桁架验算
桁架横杆和竖杆采取10号槽钢, 斜杆采取75等边角钢(厚度5mm), 本计算书以长度为5.5m长桁架为例进行验算, 桁架计算简图简化以下: (已将零杆删去)
10号槽钢截面面积为1270mm2, 75角钢截面面积为738mm2, 先利用截面法从e’处剖开, 计算简图以下:
F=0.0562*800*550=24.73KN
Fx1=F y1=24.73*10/2=123.64KN
对e’点取矩: F y1*3.3—Nih’0.8—F*15*0.55=0, Nih’=254.99KN
Nie’*0.83+123.64-6*24.73=0, Nie’=24.74KN
Nfe’+Nih’=Fx1, Nfe’=-131.6KN
全部竖杆力均相等为F=24.73KN
再取A点位单元体, 受力以下:
Nag*sin55=Fy1, Nag=150.8KN
Nab=Fx1-Nag*cos55, Nab=37.14KN
再以g点位单元体, 受力分析以下:
Ngc*cos35+Nag*cos35-Ngb=0, Ngc=-98.8KN
Ngh+Ngc*cos55-NAg*sin35=0, Ngh=143.2KN
综上各杆件计算结果, 斜杆最大力为Nag=150.8KN
横杆与竖杆最大力为Nih’=254.99KN
75等边角钢应力f1=150800/738=204MPa<fmax=215 MPa
10#槽钢f2=254990/1270=201MPa<fmax=215 MPa
◆ 5. 桁架连接件计算
面板整体受力 F=56.2×5.0×3.5=983.5 KN
一榀桁架受力 f=56.2×5.0×0.8=224.8 KN
两端螺栓受力 F1=f/2=112.4KN
螺栓采取M32 F=215×=152 KN >112.4 KN 满足
250mm×250mm×16mm钢板与桁架焊缝连接验算
取F2方向
15cm
=7mm, =160N/
25cm
力垂直于焊缝长度
F2=112KN
=46.6N/
F1=112KN
力平行于焊缝长度
46.6N/
F2作用下
d=16mm
==66 N/
F1、 F2共同作用下
2×66=132N/ 160 N/ 满足要求
d=16mm
钢板与螺栓连接件焊缝验算
(连接件尺寸见模板设计图)
98.4 N/
10cm
F2
46.6 N/
=108.8N/ 160 N/ 满足要求
四、 木芯模设计
木芯模面板及纵横肋图以下:
面板为竹胶板厚度为18mm, 横肋为100*100mm木方, 间距350mm, 纵肋在横肋外侧为100*50mm,木方, 间距为800mm,面板及木方抗拉强度极限f0取13N/mm2。
1、 面板验算
⑴强度验算
因为横肋间距为350mm,面板按单向板进行验算, 取10mm宽板带进行验算, 面荷载F=0.0562N/mm2 , W=bh2/6=10*182/6=540mm3,面板相当于7跨连续梁, 最大弯矩M=0.1ql2=0.1*0.562*3502=6885N*mm
==12.7<f0=13 N/mm2
⑵刚度验算
<L/500
2、 横肋验算
⑴强度验算
纵肋为横肋支撑, 纵肋间距为800mm, 横肋为6跨连续梁, 横肋截面为100*100mm, W=bh2/6=100*1002/6=166667mm3, I=bh3/12=8333333mm4。
横肋最大弯矩M=0.1ql2=0.1*0.0562*350*5002=491750N/mm2
==2.95<f0=13 N/mm2
⑵刚度验算
<L/500=1mm
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