松下3#泊位沉箱模板设计计算书

'福州港松下港区3#泊位工程沉箱模板设计计算书福州港松下港区3#泊位工程沉箱分两种规格，其中甲型（长×宽×高=19.1m×13.86m×23m）23件，乙型（长×宽×高=19.1m×13.86m×19m）1件，根据沉箱结构型式及模板制作要求，确定如下分层高度：沉箱类型沉箱高度(m)分层数底层砼高度(m)标准层砼高度(m)底层标准层甲型23153.83.84乙型19143.83.84浇筑预制模板采用桁架式钢模板，具体模板尺寸见附后模板设计图。从上述沉箱的分层浇筑中取砼高度最高的甲型沉箱标准层模板进行计算。一、设计依据1、《水运工程混凝土施工规范》人民交通出版JTJ268-962、《建筑施工计算手册》（第二版）中国建筑工业出版社3、《实用建筑五金手册》机械工业出版社4、本工程有关沉箱预制的图纸二、砼侧压力计算1、新浇筑砼作业用于模板的最大侧压力：(1)、Pmax1=8Ks+24KtV1/2Ks：外加剂被动修正系数取2.0Kt：温度校正系数取0.86V：砼浇筑速度（每层浇筑时间5h）取0.77m/hPmax1＝8×2.0+24×0.86×0.771/2=34.1KN/m2(2)、Pmax1′=25×H=24×3.84=92.16KN/m2按计算手册，取(1)、(2)的最小值Pmax1=34.1KN/m2砼有效压头高度为h=34.1/24=1.42m6 受力图如下：2、倾倒砼时产生的水平荷载Pmax2=2KN/m23、振捣砼时产生和水平荷载Pmax3=4KN/m2由于2、3两力不能同时发生，且其作用范围也在有效压头上，故忽略不计。砼对模板的侧压力设计值为P=1.2×34.1=40.92KN/m2三、模板受力计算1、面板计算面板采用δ6mm钢板，面板由竖向内钢楞（[12槽钢）及和水平桁架，分成大小均匀的矩形区格，选取最不利的区格计算。按单向板受力考虑，并将模板视作三跨连续梁计算（取单位宽度b=1m计算）,取标准层模板跨度最大的1290cm计算（见上层侧趾模板图）6 由模板图，面板为三跨连续梁，支座为[12槽钢。板在支座上的搁置长度为53mm＞0.1×339=33.9mm，则计算跨度L=1.1×339=373mm(1)按板的正应力计算Mmax=KwqL2=0.1×40.92×0.3732=0.569KN·mW=bh2/6=1×0.0062/6=0.006m3σ=Mmax/W=0.569/0.006=94.8Mpa＜[f]=215Mpa故板强度符合要求。(2)按板的挠度计算w=Kwql4/(100EI)其中Kw=0.677q取标准值34.1KN/mE=2.1×105N/mm2=2.1×108kN/m2I=bh3/12=1.8×10-8m4，b=1m，h=6mm故w=0.677×34.1×0.3734/(100×2.1×108×1.8×10-8)=1.18mm在此计算中未考虑钢模板荷载设计折减系数0.85（建筑施工计算手册P431页），若乘以折减系数后w为1mm，与[w]=373/400=0.93mm基本相等，故挠度满足要求。2、竖向钢楞计算选用[12槽钢做为竖向钢楞，由模板图，竖向槽钢受力最大的承受339+53=392mm宽的荷载。根据浇筑高度，取竖向钢楞的最大跨度1.025m（即外楞的最大间距）6 按三等跨连续梁进行计算。q=40.92×0.392=16.04KN/m(1)正应力计算Mmax=KwqL2=0.1×16.04×1.0252=1.69KN·mW=72.518×103mm3σ=Mmax/W=1.69×106/(72.518×103)=23.2Mpa＜[f]=215Mpa故槽钢强度符合要求。(2)挠度计算w=Kwql4/(100EI)其中Kw=0.677E=2.1×105N/mm2=2.1×108kN/m2I=462.867×104mm4故w=0.677×16.04×1.0254/(100×2.1×108×462.867×10-8)=1.21mm＜[w]=1025/400=2.6mm刚度符合要求。由于竖向槽钢受力富裕量较大大，竖向槽钢外面的槽钢可不进行验算。3、内模强度计算内模采用[10槽钢作为横肋、[12槽钢作为竖肋。计算时取受力最为薄弱的横肋计算。内模横肋[10槽钢，简化为支承在竖肋上的3跨连续梁，竖肋间距为1.06m，连续梁承受0.75m宽的均布荷载q，则：（1）强度计算竖肋是跨度1.06m的3跨简支梁，查表得最大弯矩系数为0.100，最大剪力系数0.60。跨中最大弯矩为：＝0.1×30.69×1.022＝3.19kN.m［10槽钢的截面特性：mm3mm46 故内模横肋强度满足要求。（1）刚度计算为安全起见，仍按简支梁计算挠度，则：因此内模横肋刚度满足要求。由于内模最为薄弱的部位为横肋，因此内模竖肋的强度、刚度也满足要求。4、拉条抗拉强度检算拉条选用φ24螺栓，取左边1000mm、右边为1060mm的最危险的情况计算，受力图如图q=40.92×(1+1.06)/2=42.148KN/m上层的拉条受到的作用力：下层的拉条受到的作用力：拉条受拉强度：6 σ=F/S=77.23×103/(3.14×0.0122)=170Mpa≤[170]Mpa拉条强度满足要求。6'