空心墩模板力学计算书(唐山)

一、模板结构及材料

空心墩模板为全钢结构模板，其标准节截面如图1所示。更详细结构见设计图纸。

模板所有材料如下：

部件名称 材料 型号 备注 面板 钢板 δ=6mm 竖肋 槽钢 [10 竖向紧贴面板 横筋板 钢板 -10×100 横向紧贴面板 横背愣 槽钢 2×[16b 背在竖肋上直线型 外模圆弧背愣 槽钢 [14 背在竖肋上 边框 钢板 -12×100 对拉螺栓 圆钢 Φ24 以上材料材质为Q235，根据材料力学知识

可知其抗拉、抗压、抗弯的许用应力为 [σ]=215MPa。 (安全系数为1.1）

其弹性模量为2.06×105 。

二、验算标准

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1、强度要求满足钢结构设计规范；

2、结构表面外露的模板，挠度为模板结构跨度的1/500； 3、钢模板面板的变形为2mm；

4、钢面板的钢楞、柱箍的变形为3.0mm；

三、计算载荷

①根据《建筑工程模板施工手册》提供的数据可知，当现浇混凝土的高度大于2.5米时，混凝土对对模板产生的最大侧压力的标准值为 P=50kN/㎡。其设计值为50×1.2=60N/㎡。

有效压头高度约为h=

50kN/㎡=2m. (25kN/m³为混凝土的重力密度）

25kN/m322

②倾倒混凝土产生的最大侧压力为为6kN/m。 ③振捣混泥土产生的最大侧压力为4kN/m。

载荷组合为：强度验算为：①+②+③，即

F1=60+6+4=70kN/m；

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刚度检验为：①，及F2=60kN/m；

四、面板验算

选择面板方格中受力最不利的情况计算，即446×350（竖筋间距最大350，横筋最大间距446），属于四边简支的双向板。

lx3500.79查有关手册可得其最大弯矩系数为 ly446Km=0.0561。最大挠度系数 ω=0.00603

（一）强度验算

取1mm宽的板条为计算单元，其均布载荷为

q=70kN/m2×0.001m=0.07N/mm,但应乘以荷载调整系数0.85，故 q1=0.07N/mm×0.85=0.059N/mm

2Mmax=Kmq1lx0.05610.0593502405Nmm

1WX1626mm3

6Mmax405Nmm67.5MPa215MPa Wx6mm3故强度满足要求。 （二）挠度验算

V4q2lyB0

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q2=50kN/m2=0.05N/mm2

BEh32.06105530121212(10.32)23.58105Nmm

0.053504则Vmax0.0060323.581051.9mm<2mm。

故刚度也满足要求。

五、竖肋验算

(一）挠度验算

由竖肋间距350mm可得其均布荷载为

q3=q1×350=20.65N/mm

查型钢资料得[10的截面力学系数为 Ix=198cm4

Wx=39.7cm3

120.65M7002W831.7MPa215MPa x39.7103 故强度满足要求

（二）挠度验算

1、悬臂部分挠度 q4=q2*350=17.5N/mm

Vq4a8EI17.5300451981040.043mm3005000.6mm 故挠度够用。

x82.0610a为悬臂长度。 2、跨中挠度

al3007000.43 4Vq4l17.57004700max384EI(5242）3842.0610519810（45240.432）0.027mm5001.4mm 故挠度够用。 六、横背愣验算

(1)强度验算

背愣为双[16b槽钢，查型钢表得

Ix= 934cm4

Wx=117cm3

间距最大间距为700，拉杆间距为1000。相当于1米跨简支梁。

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q5=q1×700=41.3N/mm

1M41.3100025.16106Nmm

8M5.1610622.1MPa215MPa 故强度够用。 32Wx211710(2)挠度验算

q6=0.05×700=35N/mm

5q6l4535100041000 Vmax0.12mm2mm5384EI238422.0610934104500所以刚度也满足要求。

七、对拉拉杆强度验算

由拉杆的分布情况700*1000,可知单根拉杆所承受的力为面积为700*1000面板上的侧压力，即 F=S×F1=0.7㎡×70kN/㎡=49kN.

F49103N85.6MPa215MPa 故强度够用。

27Sr()22由于拉杆只受轴向拉力，不受弯矩。故挠度为零，不需验算。 八、实心墩模板结构与空心墩的区别在于背愣的形式和拉杆的分布。

实心墩背愣为桁架结构，拉杆分布在两端，桁架级拉杆竖向间距为1200mm。

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（一）桁架验算

桁架的受力比较复杂，但根据对桁架的实际工作情况和对桁架进行结构实验的结果可以简化计算。

1、强度验算，由于，桁架的结构关系，桁架的破坏点一定出现在受剪切力的两端。 也就是说只要桁架两端能够承受的支撑力（起剪切作用），那么强度就够用。 有模板的结构可知，单个桁架受得压力为

N=S×F1=4×70=280kN

一端就要承受280÷2=140kN的力。

查型钢手册可知[16b槽钢的截面面积为 25.1cm3， 双槽钢的面积为25.1×2=50.2cm3， 则剪切力为

N1400002.7MPa110MPa 3S总50.210故强度没有问题。

2、挠度验算

由桁架上线弦之间有与之垂直和成45°连接的角钢，故当桁架弯曲时，上下弦槽钢成弧形，下弦有效长度为6.6m.(也就是两端拉杆之间的距离），允许的变形量为3mm.此时下旋形成一个弦长6.6米弦高3mm的圆，上弦与之同心，半径小860。这种情况下，斜连接槽钢收缩2mm，

由库克定律得

lEA22.0610512.71036084kN>N=280kN F=Fl860也就是说当变形量达到3mm时，桁架产生的抵抗力远远大于混凝土产生的侧压力。故刚度也满足要求。

（二）

单根拉杆受得拉力为 N1=140÷2=70kN

70000122MPa215MPa 故强度够用。 272()2唐山路桥钢模板有限公司

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