沉箱模板计算
沉箱模板计算
1、外模板设计资料
沉箱外侧模板长10.00m，高5.00m，模板采用大型钢模板，重约4.5t。面板采用5mm厚钢板，横肋采用[8，间距0.42m；竖肋为-6×80mm扁钢，间距0.42m；立围令采用[8，围令后为桁架结构，桁架宽0.65m，间距0.8m，桁架为双[8结构，上、下均设M22对穿螺栓。现对该模板刚度、强度进行验算，并选用合适的拉条。
2、模板侧压力计算
模板的侧向压力主要是由新浇筑的砼对模板产生的侧压力P
1
和倾倒砼时对
模板产生的水平动力荷载P
2
两部分组成。依据《水运工程混凝土施工规范》（JTS202-2011）F.1.6规定，采用插入式振捣器时，砼侧压力为：
P 1=8K
S
+24K
t
V 1/2
式中 P
1
——混凝土对模板的侧压力（KN/m2）
K
S
——外加剂影响修正系数，不掺加外加剂时选1.0；掺缓凝外加剂时选2.0
K
t
——温度校正系数按下表取值
V ——混凝土浇筑速度m/h
砼侧压力除了和振捣方式有关外，同时还和砼自重、浇注速度、砼的温度、外加剂的应用、砼的下灰方式有关。
温度校正系数表
根据施工的具体情况，施工期平均气温在10℃以上，依据搅拌站的施工供应能力，浇筑速度取0.5m/h。
故 P
1
=8×2.0+24×1.33×0.51/2=38.57 KN/m2
倾倒混凝土产生的水平动力荷载
P
2
=2.0KN/m2
振捣混凝土产生的混凝土侧压力
P
3
=4.0KN/m2
由于浇筑混凝土时倾倒混凝土和振捣混凝土不可能同时发生，而振捣混凝土产生的作用力大。
故验算墙身模板强度的荷载设计值
P=1.2P
1+1.4P
3
=51.89 KN/m2
故验算墙身模板刚度的荷载设计值
P′=1.2P
1
=46.29 KN/m2
3、面板计算
为保证砼的外观质量，根据使用要求，大片模板的面板计算应由刚度控制。
Q235钢的抗拉许用强度[f]=215N/mm2，抗剪许用强度[f
v
]=125N/mm2。弹性模量E=2.1×106kg/cm2；许用挠度[f]=2mm。
面板区格为420×420mm，属于双向板，当/=420/420=1时，的弯距系
数K
1=-0.0600，的弯距系数K
2
=-0.0550，挠度系数为K
3
=0.00160，的
弯矩系数K
4=0.0227,的弯矩系数K
5
=0.0168，计算简图为三面固定，一面简支
的最不利状况。
(1)、强度验算
取1mm宽的板条作为计算单元，荷载为
=0.05189×1 = 0.05189 N/mm
支座弯矩
N·mm
N·mm 面板的截面抵抗矩
mm3
应力为
=
/W=549.20/4.167=131.80 N/mm
2
215 N/mm 2
满足要求； 跨中弯矩
N ·mm N ·mm
钢板的泊松比=0.3，故需换算
N ·mm N ·mm
应力为
=
/W=253.91/4.167=60.93 N/mm 2215 N/mm 2
满足要求; (2)、挠度验算
计算刚度和挠度用以下公式
3
02
12(1)
Eh B v =-
这里的取值是验算刚度的荷载取值
所以 53
602
2.1105 2.41012(10.3)
B ??==?- N ·mm mm
[f]=2mm
=0.96/420=1/438<1/400
满足要求。
4、竖向钢肋条验算
竖向为-6×80mm 钢板肋，可将其视为单跨简支梁计算，跨度为0.42m ，根据
《建筑施工计算手册》附表2-8计算公式
(1)、强度验算
荷载q=80×0.42=33.6KN/m
截面系数 W=bh2/6=6×802/6=6.4×10-6m3
惯性矩 I=bh3/12=6×803/12=2.56×10-7m4
33.6×0.422/8=0.74KN m
=740/6.4×10-6=115 N/mm2[f]=215N/mm2满足要求；
(2)、挠度验算
荷载 q′=P′×=46.29×0.42=19.44KN/m
模量系数 E=2.1×106kg/cm2=2.1×1011Pa
惯性矩 I=bh3/12=6×803/12=2.56×10-7m4
= 5×19440×0.424/（384×2.1×1011×2.56
×
10-7）= 0.147mm<420/400=1.05mm
满足要求。
5、横向钢肋条验算
横肋间距420mm，采用[8，按支撑在竖向桁架上的连续梁计算，其跨距等于竖向桁架的间距，即0.8m,按5跨连续梁计算。
荷载
式中
F——混凝土侧压力
h——横肋距离
验算强度用 q = 0.05189×420 = 21.79 N/mm
验算刚度用 q = 0.04629×420 = 19.44 N/mm
[8的截面系数W=25.3×103mm3，惯性矩I=101.3×104mm4
横肋为两段带悬臂的五跨连续梁，可利用弯矩分配法计算得知。
(1)、强度验算
查《建筑结构静力计算手册》五跨梁弯矩分配系数（模型荷载实际是不带悬臂的五跨梁弯矩分配系数）得：
弯矩计算简图
跨内最大弯矩M
1、M
2
、M
3
的分配系数分别是K
1
=0.078、K
2
=0.033、K
3
=0.046，，
支座弯矩M
B 、M
C
的分配系数分别是K
B
=-0.105、K
C
=-0.079。
跨内弯矩
N·mm
N·mm
N·mm
支座弯矩
N·mm
N·mm
N·mm 由以上可得
最大弯矩1464288 N·mm