爬模计算书

丰都二桥液压爬模计算书

编制：邱安泉

审核：夏正洋

江苏良工建筑模板有限公司

2012.5

一.编制计算书遵守的规范和规程：

《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）

《钢结构设计规范》（GBJ 50017-2003）

《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2002）

《建筑施工计算手册》江正荣编著

《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2001）

二.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。

三.计算参数：

1.塔肢液压自爬模各操作平台的设计施工荷载为:

模板,浇筑,钢筋绑扎工作平台○1最大允许承载3KN/m (沿结构水平方向)

爬升装置工作平台○4最大允许承载0.75KN/m(沿结构水平方向)

模板后移及倾斜操作主平台○3最大允许承载 1.5KN/m(沿结构水平方向)

2.除与结构连接的关键部件外，其它钢结构剪力设计值为：F V=125KN; 拉力设计值

为：F=215KN;

3.爬模的每件液压缸的推力为100KN (即10t)。

4.自爬模爬升时，结构砼抗压强度不低于15MPa。

5.假定模板,浇筑,钢筋绑扎工作平台○1宽度为8米，则施工荷载为24KN。

6.假定爬升装置工作平台○4宽度为8米，则施工荷载为6KN。

7.假定模板后移操作主平台○3宽度为8米，

则施工荷载为12KN。

8.假定分配到单位机位的模板宽度为4

米，高度为4.65米，则模板面积为18.6平米。

9.分配到单位机位的模板自重为12KN。

10.假定最大风荷载为2.5KN/平米，作

用在模板表面，侧沿模板高度方向风荷载为

2.5×3=7.5KN/米。

11.假定单个机位系统总重为50KN，含

支架、平台、跳板、液压设备及工具。

四.用计算软件SAP2000对架体进行受力分析：

1.支架稳定性验算

确定支架计算简图:

按以上计算参数取值，通过计算软件SAP2000

绘制轴力、弯矩、剪力和约束反力如下：

轴力图弯矩图

剪力图约束反力图

各杆件的轴力、弯矩、剪力见下表:

注：显然，若以上杆件满足要求，其它杆件必定满足要求，故可不作分析。

约束反力：

V=93.50KN

N=164.92KN

R2=124.42KN

因受拉杆件远远满足要求，只需对受压杆件进行失稳验算， 3-4、7-8、7-9为受压杆，对3-4、7-8进行稳定性验算，7-9轴力很小，不作计算。

分板结果如下图：

各杆件轴向应力均小于强度设计值f=215mm2故满足要求。

1-4 杆件最大剪应力：τ=37.49×1000/7248=5.18(N/mm2)

1-4 杆件受弯最大应力：σ=M/W=(93.04×1000000)/ 467510=199.02(N/mm2)

[(τ/125)2+ (σ/215)2]1/2=0.927＜1 符合要求.

6-8杆件与模板紧贴在一起，6-8杆件的弯矩实际上可认为由模板承担，因模板刚度很大，完全可不记其变形，故6-8 杆件符合要求。

五.埋件、重要构件和焊缝计算：

1.单个受力螺栓设计抗剪100KN，抗拉150KN，验算时，只需验算结果小于设计值

就可。

2.单个埋件的抗拔力计算：

根据《建筑施工计算手册》,

埋件的锚固强度如下:

在轴向力F

面作用有切向应力τs

件可得：

F=A(τ

s sinα+δ

s

cos

由试验得：当b/h在0.19～F=(2×0.0203/sin45°)

=0.1 f c (0.9h2+bh)

式中f c—————混凝土抗压强度设计值（15N/mm2）;

h—————破坏锥体高度（通常与锚固深度相同）（400mm）;

b—————锚板边长（80mm）.

所以F=0.1 f c (0.9h2+bh)

=0.1×15(0.9×3102+80×400)

=177.73(KN)

埋件的抗拔力为F=177.73 KN >150 KN, 故满足要求。

3.锚板处砼的局部受压抗压力计算：

根据《混凝土结构设计规范》局部受压承载力计算：

F L ≤1.35β

C

β

L

f c A

Ln

βL=√A b/A L

式中 F

L

————局部受压面上的作用的局部荷载或局部压力设计值；（KN）f c —混凝土轴心抗压强度设计值；（15N/mm2）

βC—混凝土强度影响系数；（查值为0.94）

βL—混凝土局部受压时的强度提高系数；（2）

A

L

—混凝土局部受压面积；（mm2）

A

Ln

—混凝土局部受压净面积；（80×80mm2）

A

b

—局部受压计算底面积；（mm2）

所以：F L≤1.35βCβL f c A Ln

=1.35×0.94×2×15×6400

=243.65KN>150 KN, 故满足要求。

4.受力螺栓的抗剪力和抗拉力的计算：

材料：40Cr

受力螺栓为M42螺纹，计算内径为:d=36mm；

截面面积为：A=πd2/4=1017.4mm2;

单个机位为双埋件，单个埋件的设计剪力为：F V=100KN; 设计拉力为：

F=150KN;

受力螺栓的抗压、抗拉、抗弯强度查表可知：抗拉屈服强度f=785N/mm2，抗剪强度为：f V=400 N/mm2.

根据计算手册拉弯构件计算式计算：

⑴.抗剪验算：

τ=F

V /A=100×103/1017.4=98.28 N/mm2< f

V

=400 N/mm2,故满足要求。

⑵.抗拉验算：

σ=F/A=150×103/1017.4=147.44 N/mm2< f=785 N/mm2,故满足要求。

[(τ/348)2+ (σ/640)2]1/2=0.39＜1 符合要求.

5.爬锥处砼的局部受压抗剪力计算：

根据《混凝土结构设计规范》局部受压承载力计算：

F L ≤1.35β

C

β

L

f c A

Ln

β

L

=√A

b

/A

L

式中 F

L

————局部受压面上的作用的局部荷载或局部压力设计值；（KN）f c ————混凝土轴心抗压强度设计值；（15N/mm2）

βC————混凝土强度影响系数；（查值为0.94）

βL————混凝土局部受压时的强度提高系数；（2）

————混凝土局部受压面积；（mm2）

A

L

————混凝土局部受压净面积；（4508mm2）

A

Ln

A

————局部受压计算底面积；（mm2）

b

所以：F L≤1.35βCβL f c A Ln

=1.35×0.94×2×15×4508

=171.57KN>100 KN, 满足要求。

6.导轨梯档的抗剪力计算：

根据图纸，单个梯档的焊缝长度为320mm,焊高为8mm,

故焊缝的断面面积为：A=320×8=2560mm2

查计算手册可知：材料Q235钢的焊缝抗剪强度为125N/mm2

所以梯档承载力为：

=125×2560=320KN > 100KN 故满足要求。

F

V

7.承重插销的抗剪力计算：

承重插销设计承载200KN。

根据图纸可知承重插销的断面尺寸为：A=3.14×20×20=1256mm2

由五金手册可查材料Q235钢的抗拉屈服强度值为215N/mm2，

所以抗剪强度为：f V = f c×0.58=124.7N/mm2

因为抗剪面为两个，所以承重插销的承载力为：

=2×1256×124.7=313.25KN > 200KN

F

V

故承重插销满足设计要求。

8.附墙撑的强度验算

由先前的计算，R2=124.42kN,附墙撑的材料为φ56的圆钢，长度L=750mm,长细比λ＝750/56＝14<[λ]=350,所以不用验算稳定性，只验算强度即可A=πr2＝2463mm2σ＝F/N=124.2x103/2463＝50.4N/mm2<[σ]=215,所以满足要求。

六模板验算

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=0.22γct0β1β2V1/2

F=γcH

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25 kN/m3

t0------新浇混凝土的初凝时间（h）,按6小时。当缺乏实验资料时，可采用

t=200/(T+15) 计算；

T------混凝土的温度（°）t=25

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）; 本工程浇筑高度为9米；取9m

β1------外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2。β2------混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50—90mm时，取1.0；110—150mm时，取1.15。此处取1.0。

F=0.22γct0β1β2V1/2

=0.22x25x6x1x1x21/2

=46.8kN/m2

F=γcH

=24x9=192kN/ m2

取二者中的较小值做为侧压力标准值，F=46.8kN/ m2，并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4 kN/ m2，分别取荷载分项系数1.2和1.4，则作用于模板的总荷载设计值为：

q=46.8x1.2+4x1.4=61.8 kN/ m2。

2面板验算

将面板视为两边支撑在木工字梁上的多跨连续板计算，面板长度取标准板板长

1000mm，板宽度b=1000mm，面板为18mm厚胶合板,木梁间距为l=305mm。强度验算:

面板最大弯矩：Mmax=ql2/10=(61.8x305x305)/10=5.75x105N.mm

面板的截面系数：W=bh2/6=1000x182/6=5.4x104mm3