PJ200操作說明書PAGEWJ04040100-2013/03PAGE0/122014/02產品計算書液壓自動爬升模板ACSX50計算書山東新港國際模板工程技術有限公司ACSX50計算書PAGE1/=SECTIONPAGES11編制計算書遵守的規范和規程《液壓爬升模板工程技術規程》（JGJ195-2010）《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012）《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB50204-2010）《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2001）《建筑施工計算手冊》第二版《建筑工程模板施工手冊》第二版《建筑施工手冊》第四版爬模組成爬模由預埋件、附墻裝置、導軌、支架、模板及液壓動力裝置組成，各系統組成如表1所示，結構及連接示意圖如圖1所示。表1爬模各系統組成序號名稱部件材料規格型號備注1模板系統面板樺木板δ212木工字梁H20200×803背楞Q235，槽鋼雙14#4后移系統后移裝置方管與鋼件組合80×80×3.0δ16鋼板5后移橫梁Q235，槽鋼雙12#6主背楞Q235，槽鋼雙14#7主背楞斜撐Q235，圓管組合Φ88.5×3.0與Φ60×6.08上平臺系統平臺立桿Q235，槽鋼雙14#9平臺橫桿Q235，方管60×60×3.010平臺斜撐圓管組合Φ88.5×3.0與Φ60×6.011下平臺系統三角架橫梁Q235，槽鋼雙18#12三角架立桿Q235，槽鋼雙22#13三角架斜撐圓管組合Φ160×10與Φ90×1214吊平臺立桿Q235，槽鋼12#15吊平臺橫桿Q235，槽鋼12#16液壓系統集中泵站一拖八17液壓油缸額定推力150KN18換向盒鋼板焊接件19高壓油管20埋件系統埋件板鑄造件D26.5不計入總重21爬錐45#M42/D26.5不計入總重22高強螺桿45#D26.5不計入總重23受力螺栓40CrM42不計入總重24附墻掛座鋼板焊接件雙埋件不計入總重25附墻撐絲桿組合件T42×626導軌Q235，槽鋼雙20#27主平臺橫梁Q235，槽鋼25#28其它平臺橫梁Q235，槽鋼20#29平臺跳板木腳手板δ5030連接插銷45#直徑見連接示意圖31對拉螺桿45#D20不計入總重其中，查GB50009-2012中表7.5.1、表7.3.1和表7.2.1，分別取βgz=1.78、μs=1.0和μz=2.38(B類地區，按150米高度取值)；查JGJ195-2010中表A.0.4，取v0=17.1m/s。查表3得風荷載分項系數為1.4，則七級風荷載設計值為：WK7’=1.083KN/m2轉化為豎直方向線荷載為：qk7=3.79KN/m，施加位置為桁架立桿和吊平臺立桿。架體受力計算計算模型將架體模型簡化為計算模型，如圖2所示。架體模型（左-計算模型，右-荷載施加示意圖）模型中，各桿件號及節點號相應構件及材質如表7所示。表7施工工況桿件及節點相應構件序號桿件號節點號相應構件材質型號驗算類型125-30,36-40桁架立桿Q235雙槽鋼14#強度、穩定性246-49上平臺橫桿Q235方管60×60×3.0強度、剛度341-45木工字梁杉木200×80×40×27強度、剛度452-55主背楞Q235雙槽鋼14#強度、剛度557-60背楞Q235雙槽鋼14#強度、剛度622,50,51,56斜撐Q235Φ88.5×3.0強度78-13,14-17三角架橫梁Q235雙槽鋼18#強度、剛度82-4,21,23吊平臺立桿Q235槽鋼12#強度、剛度91,18-20,下平臺橫桿Q235方管60×60×3.0強度、剛度105,6三角架立桿Q235雙槽鋼22#強度1131三角架斜撐Q235Φ160×10強度1232橫梁鉤頭Q235鋼板δ20強度1333附墻撐絲桿Q235圓鋼T42×6強度147,24,34,35平臺支撐座Q235鋼板δ16強度1511承重插銷45#圓鋼Φ40強度施加荷載將荷載施加至相應位置，確定材料性質，如圖2所示。用力學求解器對架體進行受力分析架體模型（左-軸力圖N，中-剪力圖N，右-彎矩圖N?mm）架體受力計算各桿件軸力、剪力、彎矩見表8。表8施工工況各桿件荷載值序號桿件號構件軸力KN剪力KN彎矩KN?m14吊平臺立桿17.464.6112.5325三角架立桿23.96-34.8934.8336三角架立桿-128.225.337.1547平臺支撐座-67.42-85.8219.35511三角架橫梁-205.43-33.7413.02631三角架斜撐-76.210.000.00732橫梁鉤頭60.2291.39-38.61833附墻撐絲桿-86.3546.600.00940桁架立桿-165.456.59-10.521048上平臺橫桿-33.43-4.020.001150斜撐76.590.000.00以上構件同種類型，取受力最不利桿件，如果其滿足要求，則其它桿件均滿足要求；其中受拉桿件均滿足要求，僅需驗算受壓桿件。受壓桿件驗算見表9（受壓桿件即圖中藍色桿件，軸力為負值桿件）。表9受壓桿件驗算受壓桿件滿足要求。架體及構件爬升工況驗算爬升工況說明本工程只存在直爬一種工況，因此，只驗算直爬工況。直爬爬升工況取混凝土澆筑完成后，模板后移600mm時，架體爬升至導軌1/2處，承受七級風荷載。本工況計算中，將各單元荷載平均分配到一榀機位上，即單榀機位跨度4.03米。荷載計算架體自重架體及各構件自重參見表5。各平臺施工荷載各平臺施工荷載值如表10所示，施加位置為各平臺橫桿。表10爬升工況各平臺荷載值平臺編號荷載標準值分項系數平臺寬度（m）平臺長度（m）線荷載(KN/m)平臺①1.0KN/m21.42.44.035.6平臺②0.0KN/m21.41.24.030平臺③0.0KN/m21.41.24.030平臺④0.5KN/m21.42.94.032.8平臺⑤1.0KN/m21.42.64.035.6平臺⑥0.0KN/m21.41.74.030風荷載風荷載計算參見本計算書5.2.3。架體受力計算計算模型將架體模型簡化為計算模型，如圖4所示。架體模型（左-計算模型，右-荷載施加示意圖）模型中，各桿件號及節點號相應構件及材質如表11所示。表11爬升工況桿件及節點相應構件序號桿件號節點號相應構件材質型號驗算類型125-30,36-40桁架立桿Q235雙槽鋼14#強度、穩定性246-49上平臺橫桿Q235方管60×60×3.0強度、剛度341-45木工字梁杉木200×80×40×27強度、剛度452-55主背楞Q235雙槽鋼14#強度、剛度557-60背楞Q235雙槽鋼14#強度、剛度622,50,51,56斜撐Q235Φ88.5×3.0強度78-13,14-17三角架橫梁Q235雙槽鋼18#強度、剛度82-4,21,23吊平臺立桿Q235槽鋼12#強度、剛度91,18-20,下平臺橫桿Q235方管60×60×3.0強度、剛度105,6三角架立桿Q235雙槽鋼22#強度1131三角架斜撐Q235Φ160×10強度1232橫梁鉤頭Q235鋼板δ20強度1333附墻撐絲桿Q235圓鋼T42×6強度147,24,34,35平臺支撐座Q235鋼板δ16強度1546導軌梯檔Q235鋼板δ20焊縫強度施加荷載將荷載施加至相應位置，確定材料性質，如圖4所示。用力學求解器對架體進行受力分析架體模型（左-軸力圖N，中-剪力圖N，右-彎矩圖N?mm）架體受力計算各桿件軸力、剪力、彎矩見表12。表12爬升工況各桿件荷載值序號桿件號構件軸力KN剪力KN彎矩KN?m14吊平臺立桿7.045.4613.2425三角架立桿32.25-10.326.7836三角架立桿-121.7-18.581.06435平臺支撐座-77.18-28.686.02511三角架橫梁-179.59-13.826.52631三角架斜撐-66.400.000.00732橫梁鉤頭-93.6246.06-19.48833附墻撐絲桿-17.8722.520.00936桁架立桿-13.38-13.83-7.361047上平臺橫桿-33.834.380.001151斜撐66.750.000.00以上構件同種類型，取受力最不利桿件，如果其滿足要求，則其它桿件均滿足要求；其中受拉桿件均滿足要求，僅需驗算受壓桿件。將上述桿件荷載值與施工工況比較，均小于施工工況荷載值，故不需重新驗算。架體及構件停工工況驗算停工工況說明本工程存在俯爬和直爬兩種工況，由于俯爬工況各構件受力小于直爬工況，因此，只驗算直爬工況。直爬停工工況取混凝土澆筑完成后，模板不后移，并利用對拉螺桿緊貼固定在建筑結構上，各平臺連接為一體，對架體進行加固，承受九級風荷載。本工況計算中，將各單元荷載平均分配到兩榀機位上，即單榀機位跨度3.5米。荷載計算架體自重架體及各構件自重參見表5。各平臺施工荷載根據JGJ195-2010中5.3.5規定，各平臺無施工荷載。風荷載根據JGJ195-2010附錄A.0.4規定，風荷載標準值為：其中，βgz、μs和μz按GB50009-2012中表7.5.1、表7.3.1和表7.2.1取值；（KN/m2）根據JGJ195-2010中5.3.5規定，停工工況承受九級風荷載，九級風荷載標準值為：=1.78×1.0×2.38×=1.576KN/m2其中，查GB50009-2012中表7.5.1、表7.3.1和表7.2.1，分別取βgz=1.78、μs=1.0和μz=2.38(B類地區，按150米高度取值)；查JGJ195-2010中表A.0.4，取v0=24.4m/s。查表3得風荷載分項系數為1.4，則九級風荷載設計值為：WK9’=2.206KN/m2轉化為豎直方向線荷載為：qk9=7.72KN/m，施加位置為桁架立桿和吊平臺立桿。架體受力計算計算模型將架體模型簡化為計算模型，如圖6所示。架體模型（左-計算模型，右-荷載施加示意圖）模型中，各桿件號及節點號相應構件及材質如表7所示。施加荷載將荷載施加至相應位置，確定材料性質，如圖6所示。用力學求解器對架體進行受力分析架體模型（左-軸力圖N，中-剪力圖N，右-彎矩圖N?mm）架體受力計算各桿件軸力、剪力、彎矩見表13。表13停工工況各桿件荷載值序號桿件號構件軸力KN剪力KN彎矩KN?m123吊平臺立桿20.710.13.7125三角架立桿63.33-7.839.6036三角架立桿-12.06-19.693.7347平臺支撐座-32.06-9.120.10517三角架橫梁-39.71-0.1-1.36631三角架斜撐-9.360.000.00732橫梁鉤頭-25.8621.27-9.01833附墻撐絲桿-23.72-35.410.00937桁架立桿-62.60-35.410.001047上平臺橫桿-49.801.260.001150斜撐54.440.000.00以上構件同種類型，取受力最不利桿件，如果其滿足要求，則其它桿件均滿足要求；其中受拉桿件均滿足要求，僅需驗算受壓桿件。將上述桿件荷載值與施工工況比較，均小于施工工況荷載值，故不需重新驗算。重要構件驗算主背楞斜撐計算由施工工況計算結果可知，螺桿承受最大壓力F=76.21KN，螺桿螺紋為T60×6，大徑d=60mm，中徑d2=57mm，小徑d3=53mm，螺距為P=6mm，基本牙型高度H1=0.5P=3mm，旋合圈數n=H/P=8.3，螺桿和螺母材料均為Q235。螺紋抗剪驗算當螺桿和螺母材料相同時，只校核螺桿螺紋強度。由于螺紋為梯形螺紋，則其牙根寬度b=0.65P=3.9mm，基本牙型高度H1=0.5P=3mm，螺紋小徑則其剪切強度：N/mm2<=46.8N/mm2（由于螺紋牙材質為Q235，其許用剪應力，取46.8N/mm2），滿足要求。螺桿強度驗算N/mm2<=85N/mm2（螺紋牙許用彎曲應力，取85N/mm2），滿足要求。螺桿的穩定性驗算由于螺桿會受到壓力，故需進行穩定性計算。螺桿最大工作長度=500mm，按照一端固定一端鉸支可得長度系數=0.7，螺桿危險截面的慣性半徑=13.25mm，故<（Q235的=61），不作壓桿穩定性驗算。埋件系統計算單個埋件的拔力設計值為200KN，剪力設計值為100KN。混凝土抗拔驗算埋件系統結構如圖8所示。埋件系統結構示意圖根據《建筑施工計算手冊》，按錨板錨固錐體破壞計算埋件的錨固強度如下：假定埋件距高度方向混凝土邊緣有足夠的距離，錨板螺栓在軸向力F作用下，螺栓及其周圍的混凝土以圓錐臺形從混凝土中拔出破壞（見圖9）。錨固抗拔示意圖分析可知,沿破裂面作用有切向應力τs和法向應力δs,由力系平衡條件可得：使；,由試驗得：當b/h在0.19～1.9時，α=45°，δF=0.0203fc,代入式中得：式中fc—混凝土抗壓強度設計值（選擇C30混凝土，fc=14.3N/mm2）;h—破壞錐體高度（通常與錨固深度相同）（400mm）;b—錨板邊長（100mm）.所以混凝土的抗拔力為F=263.12KN>200KN,故滿足要求。混凝土局部承壓驗算根據《混凝土結構設計規范》局部受壓承載力計算：式中FL—局部受壓面上的作用的局部荷載或局部壓力設計值；（KN）fc—混凝土軸心抗壓強度設計值；（14.3N/mm2）βC—混凝土強度影響系數；（查值為0.94）βl—混凝土局部受壓時的強度提高系數；（2）Al—混凝土局部受壓面積；（mm2）Aln—混凝土局部受壓凈面積；Ab—局部受壓計算底面積；（mm2）1）埋件板處混凝土局部受壓凈面積滿足要求。2）爬錐處爬錐剖面示意圖爬錐（L=150mm）受到受力螺栓傳來的剪切力V：由幾何條件有豎向受力平衡對剪力作用點處取矩由相似三角形可得計算可得：,，<14.3KN（C30砼抗壓設計值），滿足要求。受力螺栓的抗剪力和抗拉力驗算單個機位為雙埋件，根據上述計算結果可以假設單個受力螺栓的設計剪力為：FV=100KN；設計拉力為：F=200KN；受力螺栓尺寸示意圖受力螺栓為M42，10.9級，抗壓、抗拉、抗彎強度查表可知：抗拉屈服強度f=600N/mm2，抗剪強度為：fV=420N/mm2.有效面積為：1）受力螺栓抗剪：,滿足要求。2）受力螺栓抗拉：滿足要求。3）折算應力：滿足要求。高強螺桿驗算：對埋件中外露與砼直接接觸的高強螺桿(D26.5，L=350mm)按照帶肋的普通鋼筋進行考慮。高強螺桿（45#）的設計強度取其屈服強度355N/mm2，設混凝土對錨固長度為la的高強螺桿的握裹力為f，f應與高強螺桿的錨固長度成正比，則會有一個臨界狀態，使高強螺桿的設計強度充分發揮。1）高強螺桿抗拉根據混凝土規范的普通鋼筋錨固計算公式:la=1.1α×d×fy/ft式中la—受拉鋼筋的錨固長度1.1—錨固長度修正系數α—鋼筋的外形系數（這里按照帶肋鋼筋，取0.14）d—鋼筋的公稱直徑（這里為D26.5螺桿，取26.5mm）fy—鋼筋的抗拉強度設計值（這里取355N/mm2）ft—砼軸心抗拉強度設計值（這里為C30，取14.3N/mm2）通過計算得到la≈70mm，而實際錨固長度為175mm，故高強螺桿拉應力未達到其抗拉設計值，滿足要求。2）高強螺桿螺紋的承壓高強螺桿(D26.5)螺紋承壓長度按照60mm計算，其有效承壓面積At=1590mm2，按照上面高強螺桿抗拉計算看出，其拉應力未達到335N/mm2的設計強度，這里姑且按照設計強度進行計算，即高強螺桿的承壓力約為：F=335×26.52×π/4≈105.19KN則承壓應力σ=F/At=87.66N/mm2<335N/mm2（45#鋼屈服強度）,滿足要求。承重插銷計算非爬升狀態時是承重插銷受力，由施工工況計算結果可知：R=115.82KN＜280KN（承重插銷的設計承載力，由計算而得）所以，承重插銷滿足要求。導軌計算導軌主要承受架體爬升時，換向盒傳遞給其的荷載。爬升工況計算中，與導軌接觸的三個支點反力，如表14和圖12所示。表14爬升工況支點反力值節點號構件水平方向KN豎直方向KN合力方向（°）46下換向盒與導軌接觸點-22.8789.4596.69附墻撐與導軌接觸點17.87-44.52-51.611上換向盒與導軌接觸點93.324.6113.90爬升工況反力圖（N）將荷載施加到導軌上，如圖13所示。導軌受力簡圖導軌軸力、剪力、彎矩圖導軌強度驗算1）抗彎驗算，，截面塑性發展系數2）抗壓驗算,長細比小于允許長細比[λ]=150，滿足要求。查表，穩定系數為0.601，則滿足受力要求。3）撓度驗算根據JGJ195-2010中5.3.8規定，導軌跨中變形值按下式規定計算：則導軌變形值為：導軌撓度驗算導軌梯檔的焊縫計算根據圖紙，單個梯檔的側焊縫長度為120mm，端焊縫長度為92mm，焊高hf=10mm，則由端焊縫所承擔的力N1=βf×0.7hf×lw×fw式中，βf—系數，對間接承受動荷載的情況，βf=1.22；lw—焊縫總長度；fw—角焊縫的設計強度，查計算手冊可知：材料Q235鋼的焊縫抗剪強度為125N/mm2則N1=1.22×0.7×10×92×125＝98.21KN.由側焊縫所承擔的力N2=0.7hf×lw×fw=0.7×10×120×125=105KNN1+N2=98.21+105=203.21KN>150KN(單個油缸的推力)，所以導軌梯擋焊縫強度滿足要求。模板及受力構件的驗算混凝土側壓力計算混凝土作用于模板的側壓力，根據測定，隨混凝土的澆筑高度而增加，當澆筑高度達到某一臨界時，側壓力就不再增加，此時的側壓力即位新澆筑混凝土的最大側壓力。側壓力達到最大值的澆筑高度稱為混凝土的有效壓頭。通過理論和實踐，可按下列二式計算，并取其最小值：式中F新澆筑混凝土對模板的最大側壓力（KN/m2）γc混凝土的重力密度（kN/m3）取24.8kN/m3t0新澆混凝土的初凝時間（h）,可按實測確定。當缺乏實驗資料時，可采用t=200/(T+15)計算；t0=200/(23.5+15)=5.17V混凝土的澆灌速度（m/h）;取2m/hH混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度（m）;取6mβ1外加劑影響修正系數，不摻外加劑時取1；β2混凝土塌落度影響系數，當塌落度小于30mm時，取0.85；50—90mm時，取1；110—150mm時，取1.15。=0.22x25x5.17x1x1.15x21/2=45.9kN/m2=25x6=150kN/m2取二者中的較小值，F=46.5kN/m2作為模板側壓力的標準值，并考慮傾倒和搗震混凝土產生的水平載荷標準值6.0kN/m2，分別取荷載分項系數1.2和1.4，則作用于模板的總荷載設計值為：Q=45.9x1.2+6.0x1.4=63.5kN/m2模板計算基本參數模板高度為6.15m，澆筑高度為6m，面板采用21mm厚板；豎向背楞采用木工字梁截面尺寸為80x200，間距為280mm；水平背楞采用雙14號槽鋼背楞，最大間距為1200mm；拉桿系統為D20拉桿，材質為45#鋼，拉桿水平間距為1200mm，豎向間距為1200mm。其中：-木材抗彎強度設計值，取13N/mm2，-木材抗剪強度設計值，取1.5N/mm2E-彈性模量，木材取8.5x103N/mm2，鋼材取2.1x105N/mm2面板驗算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。根據《建筑施工手冊》，強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和傾倒混凝土時產生的荷載；撓度驗算只考慮新澆混凝土側壓力。計算的原則是按照龍骨的間距和模板面的大小,按支撐在豎楞上的三跨連續梁計算。所以將面板視為支撐在木工字梁上的三跨連續梁計算，面板長度取板長2440mm，板寬度b=1000mm。面板計算簡圖1）抗彎強度驗算作用在面板上的線荷載為：=63.5x1=63.5N/mm面板最大彎矩：=(63.5x280x280)/10=0.50x106N?mm面板的截面系數：=x1000x212=7.35x104mm3應力：=0.50x106/7.35x104=6.8N/mm2<=13N/mm2故滿足要求2）抗剪強度驗算計算公式如下：面板的最大剪力：V=0.6×63.5×0.28=10.67KN；截面抗剪強度必須滿足：（安全系數取1.5）其中，τ--面板截面的最大受剪應力(N/mm2)；V--面板計算最大剪力(N)：V=10.67KN；b--構件的截面寬度(mm)：b=1000mm；hn--面板厚度(mm)：hn=21.0mm；fv--面板抗剪強度設計值(N/mm2)：fv=1.5N/mm2；面板截面的最大受剪應力計算值:T=3×10.67×103/(2×1000×21)=0.76N/mm2；面板截面抗剪強度設計值:[fv]=1.5N/mm2；面板截面的最大受剪應力計算值T=0.76N/mm2小于面板截面抗剪強度設計值[T]=1.5N/mm2，滿足要求。3）撓度驗算根據《建筑施工計算手冊》，撓度驗算采用標準荷載，同時不考慮振動荷載的作用，則線荷載為：面板撓度由式=48.5x2804/(150x8.5x1000x77.2x104)=0.3mm<[ω]=280/400=0.7mm故滿足要求。面板截面慣性矩：I=bh3/12=1000X213/12=77.2X104mm4木工字梁驗算木工字梁作為豎肋支承在橫向背楞上，可作為支承在橫向背楞上的連續梁計算，其跨距等于橫向背楞的間距最大為L=1200mm。木梁計算簡圖木工字梁上的線荷載為：=63.5x0.28=17.78N/mmF-混凝土的側壓力-木工字梁之間的水平距離1）抗彎強度驗算最大彎矩=0.1x17.78x12002=2.56x106N?mm木工字梁截面系數：應力：<=13N/mm2滿足要求木工字梁截面慣性矩：2）抗剪強度驗算計算公式如下：木梁的最大剪力：V=0.6×17.78×1.2=12.8KN；截面抗剪強度必須滿足：（安全系數取1）其中，τ-木梁截面的最大受剪應力(N/mm2)；V--木梁計算最大剪力(N)：V=12.8KN；A--木梁截面面積(mm2)：A=9640mm2；fv—木材抗剪強度設計值(N/mm2)：fv=1.5N/mm2；最大受剪應力計算值:T=12.8×103/(9640)=1.33N/mm2；最大受