深圳某厂房高支模施工方案层高6m框架结构 精品.docx
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深圳某厂房高支模施工方案层高6m框架结构精品
1.1.
工程概况
工程名称:
建设单位:
设计单位:
监理单位:
本工程位于深圳市****路与****路交口处,工程规模及特征:
总占地面积82588㎡,一期建筑占地面积17062㎡;生产厂房一占地面积11270㎡,建筑面积35527㎡,三层框架结构,层高6米,跨度15米,总高度18.35米,局部23.25米;动力站及连廊占地面积5516㎡,建筑面积12358㎡,局部地下一层,二层框架结构,层高6米,跨度10米,总高度12.3米;门卫和化学品库为单层建筑,化学品库长12m,跨度6m,平均高度4.15m,地上1层。
本工程主要层高为6m,模板属于高支撑体系,主梁截面尺寸主要有600×1700mm、700×1350mm、500×1500mm、800×1350mm、400×1000mm等,次梁主要有400×1200mm、300×650mm、350×900mm等,板厚为120mm。
1.2.编制依据
1、****信息产品公司硬盘驱动器项目施工图纸
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001
3、参考《建筑施工手册》
4、深圳市及我司相关高支模施工文件和技术规程
1.3.模板设计
1.3.1.支撑体系搭设要求
1、材料选用
本工程模板高支撑体系,模板采用普通七夹胶合板,规格为1830×912×18mm,木枋规格采用50×90×1500mm,对拉螺杆采用Ф12圆钢,本工程模板高支撑系统采用扣件式钢管脚手架做为支撑体系,扣件式钢管脚手架模板支撑体系采用钢管为Φ48×3.5mm钢管,Φ48×3.5mm钢管尺寸及截面特征如下表所示:
截面积A(mm)
489
回转半径I(cm)
15.8
惯性矩I(mm4)
121900
质量(Kg/N)
3.84
截面模量W(cm3)
5080
强度设计值
205
弹性模量E(N/mm2)
2.06×105
2、施工方法
梁板模板的支撑体系选用ф48×3.5的普通钢管支撑,搭设成由立杆、横杆和扣件组成的支撑架体,用以承受由竖向传来的荷载(包括钢筋、混凝土、模板、木枋、钢管扣件自重及施工荷载)。
架体的搭设要符合JGJ130-2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的要求。
1)、所有搭设用钢管必须选用符合规范的材质要求,绝对不能将有弯曲变形、裂口、锈蚀的钢管用于架体搭设。
2)、平台板下钢管立杆布置成1000×1000mm间距,用一根钢管一次到顶,不能对接。
横杆步距1.5m,横杆双向布置,架体距下层楼或地面100mm处设置双向扫地杆,所有杆件通过扣件连成整体。
3)、梁模板支撑体系搭设:
主梁立杆沿跨度方向立杆间距500mm,横杆步距1.5m,双向布置,架体距下层楼面100mm处设置双向扫地杆,梁的横杆下采用顶托直接支撑。
次梁立杆沿跨度方向立杆间距1000mm,梁底支撑木枋的横向钢管间距为500mm。
4)、梁、板下的支撑钢管架用横杆相连,并沿纵横设剪刀撑。
3、质量保证措施
1)、材料要求
满堂脚手架搭设选用Ф48×3.5规格无缝钢管,每根钢管的最大质量不得大于25kg。
采用直角扣件、旋转扣件、对接扣件连接,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定。
用于立杆、纵向水平杆和斜杆的钢管长度以4~6m为好。
有裂缝的钢管严禁使用。
有脆裂、变形、滑丝的扣件禁止使用。
钢管上严禁打孔。
采用的扣件,在螺栓拧紧扭矩达65N.m时,不得发生破坏。
底座安放应符合下列规定:
底座、垫板均应准确地放在定位线上。
2)、立杆搭设应符合下列规定:
每根立杆底部应设置底座和垫板。
必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。
横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
纵向水平杆的构造应符合下列规定:
纵向水平杆的对接扣件应交错布置:
两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内;不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm;各接头至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。
3)、剪刀撑与横向斜撑的设置应符合下列规定:
满堂脚手架应设剪刀撑;每4米沿水平结构层设置剪刀撑,且须与立杆连接,每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6m,斜杆与地面倾角宜在450~600之间;沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑;必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑,并应由底到顶连续设置;中间各道剪刀撑之间的净距不应大于3m;
4)、扣件安装应符合下列规定:
扣件规格必须与钢管外径相同。
螺栓拧紧力矩不应小于40N·m,且不应大于65N·m。
在主节点处固定纵向和横向水平杆、剪刀撑等用的直角扣件的中心点的相互距离不应大于150mm。
对接扣件的开口应朝上或朝内。
5)、对于跨度L≥4m的梁,支模时应按规范要求起拱L/1000-3L/1000。
在浇砼前应对大跨梁底支撑进行重点检查,梁底横杆与立杆的交点应扣双扣件。
1.3.2.模板支撑计算说明
高支撑系统及其他部位脚手架模板支撑体系结构安全依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)深圳市关于高支模相关要求和规定进行计算,结合工程实际情况,综合考虑各种不利因素影响,以便计算模型更接近于工程实际。
模板支撑形式的选择梁截面较大,支模高度较高的梁板进行验算,施工现场混凝土浇筑采用泵送施工,计算时考虑脉冲水平推力和输送混凝土速度所引起过载及侧压力,为了确保模板系统有足够强度、刚度和稳定性,模板支撑系统采用Ф48.5×3.5钢管满堂脚手架,梁底(侧)及板模板采用18厚夹板,主龙骨均采用Ф48.5×3.5钢管,次龙骨均采用50×90木枋。
梁高支模体系分别对梁截面600×1700mm、700×1350mm、800×1350mm、400×1200mm、450×1000mm进行验算。
1、梁侧模板从以下方面进行计算:
1)、梁模板荷载标准值计算;
2)、梁侧模板木楞计算;
3)、梁侧模计算;
4)、梁模板穿梁螺栓计算。
2、梁底模支撑体系分别从以下方面进行计算:
1)、模板面板抗弯强度、抗剪强度、最大挠度计算;
2)、梁底方木抗弯强度、抗剪强度、最大挠度计算;
3)、梁底支撑钢管抗弯强度、最大挠度计算;
4)、扣件抗滑移计算;
5)、立杆稳定性计算。
3、板底模支撑体系分别从以下方面进行计算:
1)、模板面板抗弯强度、抗剪强度、最大挠度计算;
2)、板底方木抗弯强度、抗剪强度、最大挠度计算;
3)、板底支撑钢管抗弯强度、最大挠度计算;
4)、立杆稳定性计算。
4、由于首层地面为素土地面需对地基承载力进行验算。
1.4.梁侧模板计算
按梁截面高度1700mm验算,模板面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。
内楞采用方木,截面50×90mm,每道内楞1根方木,间距250mm。
外楞采用圆钢管48×3.5,每道外楞2根钢楞,间距500mm。
穿梁螺栓水平距离500mm,穿梁螺栓竖向距离500mm,直径12mm。
1、梁侧模板荷载标准值计算
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新
浇混凝土侧压力。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
其中
——混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t——新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取4.4h;
T——混凝土的入模温度,取30.000℃;
V——混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取1.700m;
1——外加剂影响修正系数,取1.000;
2——混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=40.800kN/m2,倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6.000kN/m2。
2、梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。
1)、抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的净截面抵抗矩,W=50.00×1.80×1.80/6=27.00cm3;
[f]——面板的抗弯强度设计值(N/mm2)。
M=ql2/10
其中q——作用在模板上的侧压力,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值,q1=1.2×0.50×40.80=24.48kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值,q2=1.4×0.50×6.00=4.20kN/m;
l——计算跨度(内楞间距),l=250mm;
面板的抗弯强度设计值[f]=15.000N/mm2;经计算得到,面板的抗弯强度计算值6.639N/mm2;面板的抗弯强度验算<[f],满足要求!
2)、挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
其中q——作用在模板上的侧压力,q=20.40N/mm;
l——计算跨度(内楞间距),l=250mm;
E——面板的弹性模量,E=6000N/mm2;
I——面板的截面惯性矩,
I=50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4;
面板的最大允许挠度值,[v]=1.000mm;面板的最大挠度计算值,v=0.370mm;面板的挠度验算v<[v],满足要求!
3、梁侧模板内外楞的计算
内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载,通常按照均布荷载的三跨连续梁计算。
1)、内楞抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——内楞抗弯强度计算值(N/mm2);
M——内楞的最大弯距(N.mm);
W——内楞的净截面抵抗矩;
[f]——内楞的抗弯强度设计值(N/mm2)。
M=ql2/10
其中q——作用在内楞的荷载,q=(1.2×40.80+1.4×6.00)×0.25=14.34kN/m;
l——内楞计算跨度(外楞间距),l=500mm;
内楞抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2;经计算得到,内楞的抗弯强度计算值5.311N/mm2;内楞的抗弯强度验算<[f],满足要求!
2)、内楞的挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
其中E——内楞的弹性模量,E=9500.00N/mm2;
内楞的最大允许挠度值,[v]=2.000mm;内楞的最大挠度计算值,v=0.150mm;内楞的挠度验算v<[v],满足要求!
3)、外楞抗弯强度计算
外楞(钢)承受内楞传递的荷载,按照集中荷载下的三跨连续梁计算。
f=M/W<[f]
其中f——外楞抗弯强度计算值(N/mm2);
M——外楞的最大弯距(N.mm);
W——外楞的净截面抵抗矩;
[f]——外楞的抗弯强度设计值(N/mm2)。
M=0.175Pl
其中P——作用在外楞的荷载,
P=(1.2×40.80+1.4×6.00)×0.50×0.50=14.34kN;
l——外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距),l=500mm;
外楞抗弯强度设计值[f]=205.000N/mm2;经计算得到,外楞的抗弯强度计算值123.499N/mm2;外楞的抗弯强度验算<[f],满足要求!
4)、外楞的挠度计算
v=1.146Pl3/100EI<[v]=l/400
其中E——外楞的弹性模量,E=210000.00N/mm2;
外楞的最大允许挠度值,[v]=1.250mm;外楞的最大挠度计算值,v=0.285mm;外楞的挠度验算v<[v],满足要求!
五、穿梁螺栓的计算
计算公式:
N<[N]=fA
其中N——穿梁螺栓所受的拉力;
A——穿梁螺栓有效面积(mm2);
f——穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;
穿梁螺栓的直径12mm,穿梁螺栓有效直径10mm,穿梁螺栓有效面积A=76.000mm2。
穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.920kN,穿梁螺栓所受的最大拉力N=10.2kN,穿梁螺栓强度验算满足要求!
1.5.梁板支撑计算
1.5.1.次梁截面400×1200mm支撑验算
模板支架搭设高度为6.9米,基本尺寸为:
梁截面B×D=400mm×1200mm,梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=0.50米,立杆的步距h=1.5米,梁底增加1道承重立杆。
一、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.500×1.200×0.500=15.300kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.500×(2×1.200+0.400)/0.400=1.225kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值P1=(2.500+2.000)×0.400×0.500=0.900kN
均布荷载q=1.2×15.300+1.2×1.225=19.830kN/m
集中荷载P=1.4×0.900=1.260kN
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=50.00×1.80×1.80/6=27.00cm3;
I=50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4;
计算简图弯矩图(kN.m)
剪力图(kN)变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.908kNN2=6.325kNN3=0.959kN
最大弯矩M=0.124kN.m
最大变形V=0.3mm
(1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.124×1000×1000/27000=4.574N/mm2,面板的抗弯强度设计值[f],取15.00N/mm2;面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算
截面抗剪强度计算值T=3×3913.0/(2×500.000×18.000)=0.652N/mm2,截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2,抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
面板最大挠度计算值v=0.298mm,面板的最大挠度小于230.0/250,满足要求!
二、梁底支撑方木的计算
按照三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载q=6.325/0.500=12.650kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×12.65×0.50×0.50=0.316kN.m
最大剪力Q=0.6×0.500×12.650=3.795kN
最大支座力N=1.1×0.500×12.650=6.958kN
方木的截面截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.00×9.00×9.00/6=67.50cm3;
I=5.00×9.00×9.00×9.00/12=303.75cm4;
(1)方木抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.316×106/67500.0=4.69N/mm2,方木的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)方木抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×3795/(2×50×90)=1.265N/mm2,截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2,方木的抗剪强度计算满足要求!
(3)方木挠度计算
最大变形v=0.677×10.542×500.04/(100×9500.00×3037500.0)=0.155mm,方木的最大挠度小于500.0/250,满足要求!
三、梁底支撑钢管计算
(一)梁底支撑横向钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取方木支撑传递力。
支撑钢管计算简图支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.224kN.m
最大变形vmax=0.07mm
最大支座力Qmax=8.562kN
抗弯计算强度f=0.22×106/5080.0=44.12N/mm2,支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于500.0/150与10mm,满足要求!
(二)梁底支撑纵向钢管计算
梁底支撑纵向钢管只起构造作用,无需要计算。
四、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=8.56kN,单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!
五、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值,它包括:
横杆的最大支座反力N1=8.56kN(已经包括组合系数1.4)
脚手架钢管的自重N2=1.2×0.129×6.300=0.976kN
N=8.562+0.976+0.000=9.538kN
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.58
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.89
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=5.08
——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式
(1)或
(2)计算
l0=k1uh
(1)
l0=(h+2a)
(2)
k1——计算长度附加系数,按照表1取值为1.163;
u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.70
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.10m;
公式
(1)的计算结果:
=95.05N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
(2)的计算结果:
=36.29N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.014;
公式(3)的计算结果:
=46.66N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
1.5.2.次梁截面350×900mm支撑验算
模板支架搭设高度为6.9米,基本尺寸为:
梁截面B×D=350mm×900mm,梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=1.00米,立杆的步距h=1.50米,梁底增加1道承重立杆。
一、模板面板计算
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.500×0.900×0.500=11.475kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.500×(2×0.900+0.350)/0.350=1.075kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值P1=(2.500+2.000)×0.350×0.500=0.787kN
均布荷载q=1.2×11.475+1.2×1.075=15.060kN/m
集中荷载P=1.4×0.788=1.103kN
计算简图弯矩图(kN.m)
剪力图(kN)变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.324kNN2=4.496kNN3=0.554kN
最大弯矩M=0.078kN.m
最大变形V=0.2mm
(1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.078×1000×1000/27000=2.891N/mm2,面板的抗弯强度设计值[f],取15.00N/mm2;面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算
截面抗剪强度计算值T=3×2866.0/(2×500.000×18.000)=0.478N/mm2,截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2,抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
面板最大挠度计算值v=0.154mm,面板的最大挠度小于205.0/250,满足要求!
二、梁底支撑方木的计算
按照三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载q=4.496/0.500=8.992kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×8.99×0.50×0.50=0.225kN.m
最大剪力Q=0.6×0.500×8.992=2.697kN
最大支座力N=1.1×0.500×8.992=4.945kN
(1)方木抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.225×106/67500.0=3.33N/mm2,方木的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)方木抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×2697/(2×50×90)=0.899N/mm2,截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2,方木的抗剪强度计算满足要求!
(3)方木挠度计算
最大变形v=0.677×7.493×500.04/(100×9500.00×3037500.0)=0.110mm,方木的最大挠度小于500.0/250,满足要求!
三、梁底支撑钢管计算
(一)梁底支撑横向钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取方木支撑传递力。
支撑钢管计算简图支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到最大弯矩Mmax=0.132kN.m
最大变形vmax=0.03mm
最大支座