钢大模板的变形计算和承载能力计算

钢大模板的变形计算和承载能力计算

（86型）

1．墙大模板的结构构造

1．1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δ=6 mm厚，且材质为Q235—A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Q235—A材质，其强度设计值F=215 N/mm2，弹性模量E=206000 N/mm2。

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 mm3。

8 #槽钢的截面积A=1024 mm2，惯性矩I=1.013×106 mm4，截面模量W=25.3×103 mm3。10 #槽钢的截面积A=1274 mm4，惯性矩I=1.983×106 mm4，截面模量W=39.7×103 mm。

2．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。

设T=200C，β1=1.0，β2=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，

图2.1-1砼侧压力值分布图側側

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80×1.2=96 KN/m2，分布同2.1-1图示。

3．变形计算

采用单向板计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f i=0.00657 m，f2=0.00151，f3=0.00315，以Q=0.08，L=300，T=6，E=206000及对应的f i代入式（3.1.1），其计算结果如图3.1.1-a）、图3.1.1-b) 表示。

公式3.1.1

3．1．1面板挠度（mm）图

由于侧压力自下向上线性变化至0，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80×0.3=24KN/m=24 N/mm。

图3.1.2-1

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,其结果如图3.1.2-2所示。

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

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。

图3.2.1-1 L、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

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（内力N）。

对拉螺栓内力和变形值表3.2.2

全块模板共18个对拉螺栓，总内力为447 KN，而外荷载为80 KN×4.2×2.68/2=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）

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。

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

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