本次验算情况为烟囱墙身烟道开孔模板计算,开孔立面为椭圆形状。烟囱主体为已定制钢模板,为翻模作业工况,每层浇筑1500mm高,待下层混凝土强度达到10N/mm2后再安装上层模板。本次烟道开孔浇筑计算部位如下图中3次浇筑绿化阴影部位,计算模架体系强度、刚度与稳定性。

采用15mm竹胶板+50*100mm方木与48*2.5mm扣件式钢管,采用Midas civil计算。建模时模架立面按等比例,为便于计算,将烟囱圆周方向简化拉直,下图为最终计算图。本次共3次浇筑,上层浇筑时,下层混凝土已经有了足够的强度,因此本次计算,分开为3次独立浇筑工况验算。

烟囱壁厚为650mm,2排计算立杆间距(横距)为600mm,扫地杆根据规范要求按不大200mm控制,扫天杆按不大于500mm控制。立杆纵距600mm,步距总体按1500mm计算。扫天杆与扫地杆超过200mm与500mm部分增加水平杆,增设水平杆至少有2跨与3根立杆扣接。模板面板最底部边界采用仅约束3个平动,不约束转动,与实际贴合。立杆底部用底托站立在已浇筑混凝土上,下部水平杆用顶托固定在已浇筑墙身上,均采用约束3个平动的边界。模板15mm面板传力到50*100mm方木次肋,再传力到双拼48*2.5mm钢管主肋,主肋通过顶托传力到48*2.5mm钢管立杆上。水平杆已经按《GB 51210-2016 建筑施工脚手架安全技术统一标准》表6.1.7-1释放30kN·m/rad的转动刚度,会更贴近整体稳定性计算结果,如下图。

第3层混凝土浇筑,弧形模板坡度大部分已经小于30度,需要按钢筋混凝土湿重计算,钢筋混凝土湿重按25.1 kN/m3计算,另考虑2kN/m2的垂直振捣力、2.5kN/m2的人员作业荷载及构件自重荷载,如下图。

第3次浇筑基本组合按下列组合,恒载分项系数取1.3,活载分项系数取1.5。

3浇基本组合下,钢管最大正应力为59.28N/mm2,小于允许正应力205 N/mm2,且小于允许剪应力120 N/mm2,合格。

3浇基本组合下,50*100mm方木最大拉应力为8.62N/mm2,小于允许拉应力15.444N/mm2,合格。

3浇基本组合下,50*100mm方木最大剪应力为1.11N/mm2,小于允许剪应力1.782N/mm2,合格。

经软件计算,3浇基本组合下,模板面板最大正应力为11.21N/mm2,小于竹胶板允许正应力35 N/mm2,合格。

3浇标准组合下,模板整体最大变形1.47mm,模板刚度符合要求。

3浇基本组合下,钢管最大轴力为8.87kN,为立杆,长度为1500mm,长细比λ=1500/16.11=93.11<210,长细比合格;按λ=94查《JGJ 130-2011 建筑施工扣件式钢管脚手架》表A.0.6得稳定系数φ=0.634,D48*25mm钢管σ=N/(φA)=8.87×1000/(0.634*357)=39.19 N/mm2<[σ]=205N/mm2,钢管压杆稳定合格。

计算第3次浇筑混凝土工况的屈曲模态特征值为62.2,大于4,模架整体稳定合格。


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