钢模板、拉杆l螺栓及模板连接螺栓计算
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计算书
本工程施工所用模板主要用在箱涵的侧墙和顶板及桥墩和桥台,采用大模板可大大节省模板材料,加快施工进度。
一、新浇混凝土对模板侧面的压力计算
在进行侧模板及支承结构的力学计算和构造设计时,常需计算新浇混凝土对模板侧面的压力。混凝土作用于模板的压力,一般随混凝土的浇筑高度而增加,当浇筑高度达到某一临界值时,侧压力就不再增加,此时的侧压力即为新浇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。
采用内部振捣器,当混凝土浇筑速度在6.0m/小时以下时,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,可按以下二式计算,并取二式中的较小值。
P
m=4+1500K
SKwV1/3
/(T+30)(3-1)P
m=25H(3-2)式中:Pm——新浇混凝土的最大侧压力(KN/m2);
T——混凝土的入模温度(ºC);
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);K
S——混凝土坍落度影响修正系数。当坍落度为50~90mm时取1.0,为110~150mm时取1.15;
K
W——外加剂影响修正系数。不掺外加剂时取1.0,掺有缓凝作用的外加剂时取1.2;
V——混凝土的浇筑速度(m/h)。
已知混凝土每环最大为4m,采用坍落度为120mm的普通混凝土,浇筑速度为0.25m/h,浇注入模温度为30ºC,则作用于模板的最大侧压力及有效压头高度为:
查表得:K
S=1.15,K
W=1.2
由公式(3-1),P
m=4+1500×1.15×1.2×(1.2)1/3
/(30+30)=40.7 KN/m2由公式(3-2),P
m=25×2=50KN/m2
取较小值,故最大侧压力为40.7KN/m2
。有效压头高度为:h=40.7/25=1.628m。
二、模板拉杆、螺栓计算
1、拉杆及栏杆上螺栓
模板拉杆用于连接内、外两组模板,保持内、外两组模板的间距,承受混凝土侧压力和其它荷载,使模板有足够的刚度和强度。本工程模板拉杆采用对拉螺栓,采用Φ16精轧螺纹钢制作。其计算公式为:
F=P
mA
式中:F——模板拉杆承受的拉力(N);
P
m——混凝土的侧压力(N/m2
);
A——模板拉杆分担的受荷面积(m2
),其值为A=a×b(a为模板拉杆的横向间距,b为模板拉杆的纵向间距,单位均为m)。
拟设拉杆布置为1m×1.2m,则单根拉杆所受拉力为F=40.7×1.2=48.84KN已知查表得Φ16精轧螺纹钢最大抗拉力Fj=70.3KN
由Fj>F知拉杆满足抗拉要求
已知查表得普通M16单个螺栓最大抗拉力Fl=60.31KN
由Fl>F知单个螺栓满足抗拉要求
2、模板连接螺栓
M22的C级普通螺栓连接..其受力主要是端模侧压力的拉力和侧大模的剪力。由图纸设计可知..每米高度内每连接缝由5个M22螺栓.横向每块模板有10个M22螺栓。假设半圆弧的模板为一整体,直模板为一整体,则直模板与圆模板连接处受力最大(取半圆弧半径为5.2m,直线段为4.8m),都先按照一个螺栓验算。
1)竖排螺栓(受剪力、拉力)
则其共同能承受的设计剪力为.(顺桥向受力)
Fv1=fvb*πd2/4*n=130*(π*222
/4)*10=494.2KN
则其共同能承受的设计拉力为.(横桥向受力)
Ft1=ftbAen=170*303.4*10=516KN
2)横排螺栓(受剪力)
则其共同能承受的设计剪力为.(横桥向受力)
Fv2=fvb*πd2
/4*n*m=130*(π*222
/4)*10*15=7413KN
则其共同能承受的设计剪力为.(顺桥向受力)
Fv3=fvb*πd2
/4*n*m=130*(π*222
/4)*10*1=494.2KN
3)将力分解(横、顺桥方向)
顺桥向受力
F合=Nv- Fv1- Fv3=4.8*2*40.7/2-494.2-494.2=-793.04KN﹤0 横桥向受力.
F合=Nt- Ft1- Fv2=16.336*2*40.7/2-516-7413=-6266.8KN﹤0 n—螺栓个数.
m—模板块数.
fvb—C级普通螺栓抗剪强度设计值130MP.
ftb—C级普通螺栓的抗拉强度设计值170Mp.
Ae—M22螺栓有效面积。
因此螺栓受力是安全的。