1、2014/02 产品计算书液压自动爬升模板 ACSX50 计算书山东新港国际模板工程技术有限公司ACSX50 计算书1/141. 编制计算书遵守的规范和规程液压爬升模板工程技术规程 （JGJ 195-2010）建筑结构荷载规范 （GB 50009-2012）钢结构设计规范 （GB 50017-2003）混凝土结构设计规范 （GB 50010-2010）混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB 50204-2010）钢结构工程施工质量验收规范 （GB 50205-2001）建筑施工计算手册 第二版建筑工程模板施工手册 第二版建筑施工手册 第四版2. 爬模组成爬模由预埋件、附墙装置、导轨、支架、模板
2、及液压动力装置组成，各系统组成如表 1 所示，结构及连接示意图如图 1 所示。 表 1 爬模各系统组成序号 名称 部 件 材料规格 型 号 备 注1 面板 桦木板 212 木工字梁 H20 200803模板系统背楞 Q235，槽钢 双 14#4 后移装置 方管与钢件组合 80803.0 16 钢板5 后移横梁 Q235，槽钢 双 12#6 主背楞 Q235，槽钢 双 14#7后移系统主背楞斜撑 Q235，圆管组合 88.5 3.0 与 606.08 平台立杆 Q235，槽钢 双 14#9 平台横杆 Q235，方管 60603.010上平台系统平台斜撑 圆管组合 88.5 3.0 与 606.0
3、11 三角架横梁 Q235，槽钢 双 18#12 三角架立杆 Q235，槽钢 双 22#13 三角架斜撑 圆管组合 16010 与 901214 吊平台立杆 Q235，槽钢 12#15下平台系统吊平台横杆 Q235，槽钢 12#16 液压系统 集中泵站 一拖八17 液压油缸 额定推力 150KN18 换向盒 钢板焊接件19 高压油管20 埋件板 铸造件 D26.5 不计入总重21 爬锥 45# M42/D26.5 不计入总重22 高强螺杆 45# D26.5 不计入总重23埋件系统受力螺栓 40Cr M42 不计入总重24 附墙挂座 钢板焊接件 双埋件 不计入总重25 附墙撑 丝杆组合件 T4
4、2626 导轨 Q235，槽钢 双 20#27 主平台横梁 Q235，槽钢 25#28 其它平台横梁 Q235，槽钢 20#29 平台跳板 木脚手板 5030 连接插销 45# 直径见连接示意图31 对拉螺杆 45# D20 不计入总重ACSX50 计算书2/14图 1 架体示意图3. 计算参数1) 液压自爬模各操作平台的设计施工荷载为：浇筑、钢筋绑扎操作平台最大允许承载 Fk1 4.0KN/m2（爬升时 1.0KN/m2）模板安装操作平台最大允许承载 Fk2 0.75KN/m2（爬升时 0KN/m2）模板后移及主操作平台最大允许承载 Fk3 1.5KN/m2（爬升时 0.5KN/m2）爬升装
5、置工作平台最大允许承载 Fk4 1.0KN/m2（爬升时 1.0KN/m2）拆卸爬锥工作平台最大允许承载 Fk5 1.0KN/m2（爬升时 0KN/m2）2) 除与结构连接的关键部件外，其它钢结构剪力设计值为：FV=125KN；拉力设计值为：F=215KN；3) 爬模的每件液压缸的推力为 150KN；4) 爬模爬升时，结构砼抗压强度不低于 15MPa；5) 架体系统：架体支承跨度：5 米（相邻埋件点之间距离，特殊情况除外）；架体高度： 17.3 米；架体宽度： 主平台=2.9m ，上平台=2.4m ，模板平台=1.2m，液压操作平台=2.6m，吊平台=1.7m；6) 电控液压升降系统：额定压力
6、： 25Mpa；油缸行程： 400mm；额定推力： 150KN；双缸同步误差： 20mm；7) 依据设计图纸，各项计算取值：本工程实际单元最大跨度 24.2 米；本工程每单元设置六榀爬升机位；本工程每单元设置十个后移模板支架；本工程模板实际高度为 6.15 米。4. 油缸顶升力验算根据上述可知，爬模最大单元跨度 24.2 米，六榀机位，十个后移模板支架，模板高度 6.15 米，架体各构件自重如表 2 所示。根据规范 JGJ195-2010 中 5.3.3 规定，各荷载分项系数如表 3 所示。架体自重设计值及荷载设计值如表 4 所示。表 2 架体各构件自重架体组成 材料 数量 单重 总重(KN)
7、 备注承重三角架 组合件 6 6.21KN 37.26 依据设计图纸上桁架 双14 12 5.60KN 67.20 依据设计图纸吊平台 12 12 1.21KN 14.52 依据设计图纸主平台横梁 双25 93.6 56.90kg/m 5.33 按 3 道横梁计算其他平台横梁 16 343.2 19.75kg/m 6.78 按 12 道横梁计算平台跳板 5mm 厚木板 230 26kg/m2 59.80 按 6 层平台计算后移系统 组合件 10 2.99KN 29.90 依据设计图纸ACSX50 计算书3/14模板系统 组合件 105 55 kg/m2 57.75 按 6.15 米高计算液压系
8、统 集中泵站 1 2.10KN 2.10 依据设计图纸维护系统 48 钢管 100 3.84kg/m 3.84 依据施工图纸合计 284.48 最大单元重量表 3 荷载标准值及荷载分项系数表 4 单元荷载设计值荷载类别 荷载标准值 荷载分项系数 数量 总重(KN)爬模自重 115.45KN 1.2 1 284.48平台 1.0KN/m2 1.4 16.8 23.52平台 0.0KN/m2 1.4 8.4 0平台 0.0KN/m2 1.4 8.4 0平台 0.5KN/m2 1.4 20.3 14.21平台 1.0KN/m2 1.4 18.2 25.48平台 0.0KN/m2 1.4 11.9 0
9、爬升时摩擦系数 1.2 201.75合计 284.48油缸最大实际顶升力为 284.48KN，小于两个油缸推力之和 900KN，满足使用要求。5. 架体及构件施工工况验算5.1 施工工况说明本工程存在俯爬和直爬两种工况，由于俯爬工况各构件受力小于直爬工况，因此，只验算直爬工况。直爬施工工况取混凝土浇筑完成后，模板后移 600mm 时，钢筋绑扎平台与主平台同时承载，承受七级风荷载。本工况计算中，将各单元荷载平均分配到两榀机位上，即单榀机位跨度 3.5 米。5.2 荷载计算5.2.1 架体自重架体及各构件自重参见表 5。表 5 架体各构件自重设计值架体组成 单重 分项系数 荷载类型 施加位置 转换
10、后设计值承重三角架 6.21KN 1.2 均布荷载 三角架横梁 2.57 KN/m上桁架 5.60KN 1.2 集中荷载 三角架横梁 6.72 KN吊平台 1.21KN 1.2 均布荷载 三角架横梁 0.50 KN/m平台横梁 17.24kg/m 1.2 均布荷载 平台横杆 0.90 KN/m平台横梁 17.24kg/m 1.2 均布荷载 平台横杆 1.21 KN/m平台横梁 17.24kg/m 1.2 均布荷载 平台横杆 1.21 KN/m平台横梁 27.41kg/m 1.2 均布荷载 三角架横梁 2.38 KN/m平台横梁 17.24kg/m 1.2 均布荷载 平台横杆 0.84 KN/m
11、平台横梁 17.24kg/m 1.2 均布荷载 平台横杆 0.85 KN/m平台跳板 26kg/m2 1.2 均布荷载 平台横杆 0.46 KN/m平台跳板 26kg/m2 1.2 均布荷载 平台横杆 0.91 KN/m平台跳板 26kg/m2 1.2 均布荷载 平台横杆 0.91 KN/m平台跳板 26kg/m2 1.2 均布荷载 平台横杆 0.38 KN/m平台跳板 26kg/m2 1.2 均布荷载 平台横杆 0.42 KN/m平台跳板 26kg/m2 1.2 均布荷载 平台横杆 0.64 KN/m后移系统 2.99KN 1.2 均布荷载 三角架横梁 2.47 KN/m模板系统 55 kg
12、/m2 1.2 集中荷载 三角架横梁 14.21 KN液压系统 2.10KN 1.2 集中荷载 下平台横杆 1.26 KN维护系统 3.84kg/m 1.2 集中荷载 三角架横梁 4.61 KN5.2.2 各平台施工荷载各平台施工荷载值如表 6 所示，施加位置为各平台横杆。表 6 施工工况各平台荷载值平台编号 荷载标准值 分项系数 平台宽度 （m） 平台长度 （m） 线荷载(KN/m)平台 4.0KN/m2 1.4 2.4 3.5 19.6平台 0.75KN/m2 1.4 1.2 3.5 3.68平台 0.75KN/m2 1.4 1.2 3.5 3.68平台 1.5KN/m2 1.4 2.9
13、3.5 7.35平台 1.0KN/m2 1.4 2.6 3.5 4.9平台 1.0KN/m2 1.4 1.7 3.5 4.95.2.3 风荷载根据 JGJ195-2010 附录 A.0.4 规定，风荷载标准值为： gsz0kW其中， gz、 s 和 z 按 GB50009-2012 中表 7.5.1、表 7.3.1 和表 7.2.1 取值；（KN/m 2）20v16则七级风荷载标准值为：ACSX50 计算书4/14=1.781.02.38 =0.774KN/m27gsz0kW217.60其中，查 GB50009-2012 中表 7.5.1、表 7.3.1 和表 7.2.1，分别取 gz=1.7
14、8、 s=1.0 和 z=2.38(B 类地区，按 150 米高度取值) ；查 JGJ195-2010 中表 A.0.4，取 v0=17.1m/s。查表 3 得风荷载分项系数为 1.4，则七级风荷载设计值为：W K7=1.083KN/m2转化为竖直方向线荷载为：q k7=3.79KN/m，施加位置为桁架立杆和吊平台立杆。5.3 架体受力计算5.3.1 计算模型将架体模型简化为计算模型，如图 2 所示。图 2 架体模型（左-计算模型，右-荷载施加示意图）模型中，各杆件号及节点号相应构件及材质如表 7 所示。表 7 施工工况杆件及节点相应构件序号 杆件号 节点号 相应构件 材质 型 号 验算类型1
15、 25-30,36-40 桁架立杆 Q235 双槽钢 14# 强度、稳定性2 46-49 上平台横杆 Q235 方管 60603.0 强度、刚度3 41-45 木工字梁 杉木 200804027 强度、刚度4 52-55 主背楞 Q235 双槽钢 14# 强度、刚度5 57-60 背楞 Q235 双槽钢 14# 强度、刚度6 22,50,51,56 斜撑 Q235 88.5 3.0 强度7 8-13,14-17 三角架横梁 Q235 双槽钢 18# 强度、刚度8 2-4,21,23 吊平台立杆 Q235 槽钢 12# 强度、刚度9 1,18-20, 下平台横杆 Q235 方管 60603.0
16、强度、刚度10 5,6 三角架立杆 Q235 双槽钢 22# 强度11 31 三角架斜撑 Q235 16010 强度12 32 横梁钩头 Q235 钢板 20 强度13 33 附墙撑丝杆 Q235 圆钢 T426 强度14 7,24,34,35 平台支撑座 Q235 钢板 16 强度15 11 承重插销 45# 圆钢 40 强度5.3.2 施加荷载将荷载施加至相应位置，确定材料性质，如图 2 所示。5.3.3 用力学求解器对架体进行受力分析ACSX50 计算书5/14图 3 架体模型（左- 轴力图 N，中-剪力图 N，右- 弯矩图 Nmm）5.4 架体受力计算5.4.1 各杆件轴力、剪力、弯矩
17、见表 8。表 8 施工工况各杆件荷载值序号 杆件号 构件 轴力 KN 剪力 KN 弯矩 KNm1 4 吊平台立杆 17.46 4.61 12.532 5 三角架立杆 23.96 -34.89 34.833 6 三角架立杆 -128.2 25.33 7.154 7 平台支撑座 -67.42 -85.82 19.355 11 三角架横梁 -205.43 -33.74 13.026 31 三角架斜撑 -76.21 0.00 0.007 32 横梁钩头 60.22 91.39 -38.618 33 附墙撑丝杆 -86.35 46.60 0.009 40 桁架立杆 -165.45 6.59 -10.52
18、10 48 上平台横杆 -33.43 -4.02 0.0011 50 斜撑 76.59 0.00 0.00以上构件同种类型，取受力最不利杆件，如果其满足要求，则其它杆件均满足要求；其中受拉杆件均满足要求，仅需验算受压杆件。5.4.2 受压杆件验算见表 9（受压杆件即图中蓝色杆件，轴力为负值杆件）。表 9 受压杆件验算受压杆件杆 件 号 轴 力 截 面 积 计 算 长 度 回 转 半 径 长 细 比 稳 定 系 数 应 力 抗 压 设 计 值 容 许 长 细N()Aml(m)i(m) (N/m)f(N/m)比 6128063918306.70 21. 097 20.56 215150541402
19、43437772858681878625601.0 7.0 9 .9 4015403149349.2450325218782) 22x满足要求。6. 架体及构件爬升工况验算6.1 爬升工况说明本工程只存在直爬一种工况，因此，只验算直爬工况。直爬爬升工况取混凝土浇筑完成后，模板后移 600mm 时，架体爬升至导轨 1/2 处，承受七级风荷载。本工况计算中，将各单元荷载平均分配到一榀机位上，即单榀机位跨度 4.03 米。6.2 荷载计算6.2.1 架体自重架体及各构件自重参见表 5。6.2.2 各平台施工荷载各平台施工荷载值如表 10 所示，施加位置为各平台横杆。表 10 爬升工况各平台荷载值平台
20、编号 荷载标准值 分项系数 平台宽度 （m） 平台长度 （m） 线荷载(KN/m)平台 1.0KN/m2 1.4 2.4 4.03 5.6平台 0.0KN/m2 1.4 1.2 4.03 0平台 0.0KN/m2 1.4 1.2 4.03 0平台 0.5KN/m2 1.4 2.9 4.03 2.8平台 1.0KN/m2 1.4 2.6 4.03 5.6平台 0.0KN/m2 1.4 1.7 4.03 06.2.3 风荷载风荷载计算参见本计算书 5.2.3。6.3 架体受力计算ACSX50 计算书6/146.3.1 计算模型将架体模型简化为计算模型，如图 4 所示。图 4 架体模型（左-计算模型
21、，右-荷载施加示意图）模型中，各杆件号及节点号相应构件及材质如表 11 所示。表 11 爬升工况杆件及节点相应构件序号 杆件号 节点号 相应构件 材质 型 号 验算类型1 25-30,36-40 桁架立杆 Q235 双槽钢 14# 强度、稳定性2 46-49 上平台横杆 Q235 方管 60603.0 强度、刚度3 41-45 木工字梁 杉木 200804027 强度、刚度4 52-55 主背楞 Q235 双槽钢 14# 强度、刚度5 57-60 背楞 Q235 双槽钢 14# 强度、刚度6 22,50,51,56 斜撑 Q235 88.5 3.0 强度7 8-13,14-17 三角架横梁 Q
22、235 双槽钢 18# 强度、刚度8 2-4,21,23 吊平台立杆 Q235 槽钢 12# 强度、刚度9 1,18-20, 下平台横杆 Q235 方管 60603.0 强度、刚度10 5,6 三角架立杆 Q235 双槽钢 22# 强度11 31 三角架斜撑 Q235 16010 强度12 32 横梁钩头 Q235 钢板 20 强度13 33 附墙撑丝杆 Q235 圆钢 T426 强度14 7,24,34,35 平台支撑座 Q235 钢板 16 强度15 46 导轨梯档 Q235 钢板 20 焊缝强度6.3.2 施加荷载将荷载施加至相应位置，确定材料性质，如图 4 所示。6.3.3 用力学求解
23、器对架体进行受力分析图 5 架体模型（左- 轴力图 N，中-剪力图 N，右- 弯矩图 Nmm）6.4 架体受力计算6.4.1 各杆件轴力、剪力、弯矩见表 12。表 12 爬升工况各杆件荷载值序号 杆件号 构件 轴力 KN 剪力 KN 弯矩 KNm1 4 吊平台立杆 7.04 5.46 13.242 5 三角架立杆 32.25 -10.32 6.783 6 三角架立杆 -121.7 -18.58 1.064 35 平台支撑座 -77.18 -28.68 6.025 11 三角架横梁 -179.59 -13.82 6.526 31 三角架斜撑 -66.40 0.00 0.007 32 横梁钩头 -
24、93.62 46.06 -19.488 33 附墙撑丝杆 -17.87 22.52 0.00ACSX50 计算书7/149 36 桁架立杆 -13.38 -13.83 -7.3610 47 上平台横杆 -33.83 4.38 0.0011 51 斜撑 66.75 0.00 0.00以上构件同种类型，取受力最不利杆件，如果其满足要求，则其它杆件均满足要求；其中受拉杆件均满足要求，仅需验算受压杆件。将上述杆件荷载值与施工工况比较，均小于施工工况荷载值，故不需重新验算。7. 架体及构件停工工况验算7.1 停工工况说明本工程存在俯爬和直爬两种工况，由于俯爬工况各构件受力小于直爬工况，因此，只验算直爬工
25、况。直爬停工工况取混凝土浇筑完成后，模板不后移，并利用对拉螺杆紧贴固定在建筑结构上，各平台连接为一体，对架体进行加固，承受九级风荷载。本工况计算中，将各单元荷载平均分配到两榀机位上，即单榀机位跨度 3.5 米。7.2 荷载计算7.2.1 架体自重架体及各构件自重参见表 5。7.2.2 各平台施工荷载根据 JGJ195-2010 中 5.3.5 规定，各平台无施工荷载。7.2.3 风荷载根据 JGJ195-2010 附录 A.0.4 规定，风荷载标准值为： gsz0kW其中， gz、 s 和 z 按 GB50009-2012 中表 7.5.1、表 7.3.1 和表 7.2.1 取值；（KN/m
26、2）20v16根据 JGJ195-2010 中 5.3.5 规定，停工工况承受九级风荷载，九级风荷载标准值为：=1.781.02.38 =1.576 KN/m29gsz0kW24.160其中，查 GB50009-2012 中表 7.5.1、表 7.3.1 和表 7.2.1，分别取 gz=1.78、 s=1.0 和 z=2.38(B 类地区，按 150 米高度取值) ；查 JGJ195-2010 中表 A.0.4，取 v0=24.4m/s。查表 3 得风荷载分项系数为 1.4，则九级风荷载设计值为：W K9=2.206 KN/m2转化为竖直方向线荷载为：q k9=7.72KN/m，施加位置为桁架
27、立杆和吊平台立杆。7.3 架体受力计算7.3.1 计算模型将架体模型简化为计算模型，如图 6 所示。图 6 架体模型（左-计算模型，右-荷载施加示意图）模型中，各杆件号及节点号相应构件及材质如表 7 所示。7.3.2 施加荷载将荷载施加至相应位置，确定材料性质，如图 6 所示。7.3.3 用力学求解器对架体进行受力分析ACSX50 计算书8/14图 7 架体模型（左- 轴力图 N，中-剪力图 N，右- 弯矩图 Nmm）7.4 架体受力计算7.4.1 各杆件轴力、剪力、弯矩见表 13。表 13 停工工况各杆件荷载值序号 杆件号 构件 轴力 KN 剪力 KN 弯矩 KNm1 23 吊平台立杆 20
28、.71 0.1 3.712 5 三角架立杆 63.33 -7.83 9.603 6 三角架立杆 -12.06 -19.69 3.734 7 平台支撑座 -32.06 -9.12 0.105 17 三角架横梁 -39.71 -0.1 -1.366 31 三角架斜撑 -9.36 0.00 0.007 32 横梁钩头 -25.86 21.27 -9.018 33 附墙撑丝杆 -23.72 -35.41 0.009 37 桁架立杆 -62.60 -35.41 0.0010 47 上平台横杆 -49.80 1.26 0.0011 50 斜撑 54.44 0.00 0.00以上构件同种类型，取受力最不利杆
29、件，如果其满足要求，则其它杆件均满足要求；其中受拉杆件均满足要求，仅需验算受压杆件。将上述杆件荷载值与施工工况比较，均小于施工工况荷载值，故不需重新验算。8. 重要构件验算8.1 主背楞斜撑计算由施工工况计算结果可知，螺杆承受最大压力 F=76.21KN，螺杆螺纹为 T606，大径 d=60mm，中径 d2=57mm，小径 d3=53mm，螺距为 P=6mm，基本牙型高度 H1=0.5P=3mm，旋合圈数n=H/P=8.3，螺杆和螺母材料均为 Q235。8.1.1 螺纹抗剪验算当螺杆和螺母材料相同时，只校核螺杆螺纹强度。由于螺纹为梯形螺纹，则其牙根宽度 b=0.65P=3.9mm，基本牙型高度
30、 H1=0.5P=3mm，螺纹小径m53)(2133 caHdhd则其剪切强度： N/mm2200 KN, 故满足要求。8.2.2 混凝土局部承压验算根据混凝土结构设计规范局部受压承载力计算： ln1.35lcFfAlbl式中 FL局部受压面上的作用的局部荷载或局部压力设计值；（KN）fc混凝土轴心抗压强度设计值；（14.3N/mm 2）C混凝土强度影响系数；（查值为 0.94）l混凝土局部受压时的强度提高系数；（2）Al混凝土局部受压面积；（ mm2）Aln混凝土局部受压净面积；Ab局部受压计算底面积；（mm 2）1） 埋件板处混凝土局部受压净面积 22ln3.14(508)63.4Amln.35.59.10lcFf 24798KN0满足要求。2）爬锥处图 10 爬锥剖面示意图爬锥（L=150mm ）受到受力螺栓传来的剪切力 V：由几何条件有 Lab竖向受力平衡 2PQV
