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1、10.钢悬臂模板结构设计示例（1） 模板结构、尺寸见图6-1-29（a）。图6-1-29（a） 钢悬臂模板结构简图（2）使用条件：浇筑混凝土运输器具为大于3m3的混凝土罐。混凝土浇筑温度为10。浇筑速度为0.5m/h。（3）计算规定： 1）执行水电水利工程模板施工规范DL/T 51102000有关模板设计的规定，但荷载设计值不进行折减。2）模板自重和施工人员及机具设备重力简化为对桁架内力不起作用，只增加支座反力。（4）荷载计算：荷载组合见表6-1-12。表6-1-12 钢悬臂模板荷载组合表荷载编号荷 载 名 称荷载标准值荷载分项系数荷载设计值备 注1模板自身重力按构件选用的材料计算1.2验算预
2、埋锚筋考虑2施工人员及机具设备重力1.0kN/m21.41.4kN/m2作用于操作平台,验算预埋锚筋考虑（续表6-1-12）3振捣混凝土产生的荷载4.0kN/m21.45.6kN/m2作用于有效压头高度内4新浇混凝土的侧压力计算求出1.25倾倒混凝土时产生的荷载10kN/m21.414kN/m2作用于有效压头高度内，与荷载3不同时发生，此处荷载3小于荷载5，故不再计入荷载3混凝土最大侧压力计算（按混凝土施工时最不利情况考虑）：采用公式F=0.22ct012v1/2式中 F混凝土侧压力，kN/m2；c混凝土表观密度，取24kN/m2；t0新浇混凝土的初凝时间，取8h；v混凝土的浇筑速度，取0.5
3、m/h；1外加剂影响修正系数，取1.0；2混凝土坍落度影响修正系数，取1.0。F=0.222481.01.00.51/2=29.87kN/m2则有效压头高度h=F/c=29.87/24=1.24m。混凝土侧压力图形如图6-1-29（b）所示。混凝土最大侧压力设计值=29.871.2=35.84kN/m2。模板承受最大水平荷载为混凝土最大侧压力与倾倒混凝土产生的荷载之和，即为35.8414=49.84kN/m2。（5）验算构件、选择材料： 1）面板：图6-1-29（b）所示为混凝土浇至模板上口时的混凝土侧压力图形。在混凝土浇筑过程中，模板从底部至1.76m高处先后均承受过最大水平荷载的作用。所以
4、，验算面板时，简化为跨度30cm、两端固定的 图6-1-29（b） 混凝土侧压力图形板，承受均布荷载为最大水平荷载49.84kN/m2,则结构计算简图如图6-1-29（c）所示。计算结果：最大弯矩Mmax=4.984302/24=186.9N.cm最大挠度fmax=4.984304/384EI面板选用厚5mm钢板，材质为Q235，弹性模量E=206103N/mm2=206105N/cm2，抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=190N/mm2，则： 图6-1-29（c） 面板结构计算简图max=186.96/(10.52)=4486N/cm2=44.86N/mm2f=190N/mm2fmax=4.98
5、430412/(38420610510.53)=0.05cm跨度1/400=0.075cm所选材料可用。2）面板横肋：每根横肋承受0.3m高面板传递的水平荷载，按均布荷载考虑，其荷载值为q=49.840.3=14.95kN/m=149.5N/cm。其结构计算简图如图6-1-29（d）所示。图6-1-29（d） 面板横肋结构计算简图Mmax=ql2（1-42）/8=149.520021-4(0.8/2)2/8=269100N.cmFmax=ql4(5-242)/384EI选用80605.0冷弯矩形空心型钢，牌号Q235，长方向与面板垂直，如图6-1-29（e）所示。截面积A=12.356cm2，
6、截面惯性矩Ix=103.247cm4,截面抵抗矩Wx=25.811cm3。 计算结果：max=269100/25.811=10426N/cm2=104.26N/mm2f=215N/mm2fmax=149.52004(5-240.42)/(384206105103.247)=0.34cml/400=0.5cm所选材料可用。图6-1-29-（e） 面板与横肋关系图（侧视）3）模板支撑桁架：每榀桁架承受1.8m宽度的水平荷载，由模板横肋以集中荷载传递。其结构计算简图如图6-1-29（f）所示。图6-1-29（f） 支撑桁架结构计算简图计算结果：P1=4.37kNP2=12.24 kNP3=16.92
7、 kNP4=21.60 kNP5=23.08 kNP6=17.75 kNP7=15.90 kNP8=14.05 kNP9=12.20 kNP10=10.35 kNP11=4.48 kN支座反力：XD=330.17kNXF=177.23kN二力杆杆件内力：NBE=212.82kN(压)NCE=257.34kN(拉)NEF=230.85kN(压)AC杆轴力图如图6-1-29(g)所示。AC杆弯矩图如图6-1-29（h）所示。AC杆剪力图如图6-1-29（i）所示。图6-1-29（g） AC杆轴力图图6-1-29（h） AC杆弯矩图 图6-1-29（i） AC杆剪力图CF杆轴力图如图6-1-29（j
8、）所示。CF杆弯矩图如图6-1-29（k）所示。CF杆剪力图入图6-1-29（l）所示。图6-1-29（j） CF杆轴力图 图6-1-29（k） CF杆弯矩图 图6-1-29（l） CF杆剪力图选择各构件材料：BE杆：为压杆，长度为 （3.3-0.75）2+1.621/2=3.01m。选用56圆钢（牌号BL3，屈服点s235）加工丝杠，采用7013热轧无缝钢管（牌号20号钢，屈服点s=245）加工套筒。分别以BE杆的全长验算56圆钢和70钢管。56圆钢加工丝杠后，净直径为45mm，长细比=3010/45=66.9，查钢结构设计规范GBJ 17-88附录三，稳定系数=0.854，则N/A=212820/(0.8544524)=157N/mm2f=200N/mm27013钢管加工内螺纹后，净壁厚为（70-56）/2=7mm，净截面积A=（702-562）/4=1385mm2，长细比=3010/70=43，查表得稳定系数=0.934，则N/A=212820/（0.9341385）=164.5N/mm2f=200N/mm2所选材料可用。
