高支模专项施工方案新.docx
《高支模专项施工方案新.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高支模专项施工方案新.docx(32页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高支模专项施工方案新
淮上人家22#、23#楼
模
板
专
项
施
工
方
案
江苏盐城二建集团有限公司
淮上人家项目部
二零一三年七月三十日
模板专项施工方案
工程概况
序号
项目
内容
1
工程名称
淮上人家22#、23#商住楼
2
建设单位
淮安市惠德隆房地产开发有限公司
3
设计单位
广东粤建设计研究院有限公司
4
监理单位
淮安市工程建设监理有限公司
5
施工单位
江苏盐城二建集团有限公司
6
工程概况
建
筑
规
模
建筑面积
22#楼
17051.08㎡
23#楼
16837.3㎡
层数
地下1层,地上18层
层高
一层4.6m,二层4.2m,三层以上3m
建筑高度
57.1m
建筑功能
民用
结构类型
框架剪力墙
基础形式
桩基
抗震设防
6度
耐火等级
一级
由于地下室工程顶板结构标高为-1.35米,故在一层支设过程中出现了5.9m高的模板。
本施工方案针对这层模板进行了详细的设计。
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φ48×2.8扣件式钢管满堂脚手架支撑,楼板、粱底(侧)模板采用15厚胶合板,托梁均采用50×70木方,通过调整上托来调节模板支撑的高度。
一、编制依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001;
2、《木结构设计规范》GB50005-2003;
3、《建筑施工手册第四版》
4、《建筑施工计算手册》,中国建筑工业出版社,2001出版;
5、《混凝土结构工程施工质量规范》GB50204-2002;
6、本工程设计图纸。
二、地基条件
本工程模板立杆支撑在地下室混凝土顶板上。
三、模板支撑体系
(一)、模板支撑系统设计的各项荷载
1、模板及支撑系统自重;
2、新浇筑混凝土自重;
3、钢筋自重;
4、施工人员及施工设备荷载;
5、振捣混凝土时产生的荷载;
6、新浇筑混凝土对模板侧面的压力;
7、倾到混凝土时产生的水平荷载;
(二)、各项荷载标准值
荷载项目
荷载标准值
1.模板及支撑系统自重
木模板
0.5KN/m3
2.新浇筑混凝土自重
25KN/M3
3.钢筋自重
楼板模板
1.1KN/M3
梁模板
1.5KN/M3
4.施工人员及施工设备荷载
2.5KN/㎡(小楞);1.0KN/㎡
5.振捣混凝土时产生的荷载
水平面模板
2.0KN/㎡
垂直面模板
4.0KN㎡
6.新浇筑混凝土对模板侧面的压力
按公式计算
7.倾到混凝土时产生的水平荷载
利用导管
2KN/㎡
说明:
根据《建筑施工手册第四版》
1.计算模板及直接支撑的小楞时,对均布荷载取2.5KN/㎡,另应以集中荷载2.5KN在进行验算,比较两者所得的弯矩值,按大者采用;
2.计算支架立柱及其他支撑结构构件时,均布荷载取1.0KN/㎡。
(三)、设计模板支撑系统时的各项荷载分项系数
计算模板及其支撑时的荷载设计值,应采用荷载标准值乘以相应的荷载分项系数求得,荷载分享系数应按下表采用。
项次
荷载类别
荷载分项系数
1
模板及支撑自重
1.2
2
新浇筑混凝土自重
1.2
3
钢筋自重
1.2
4
施工人员及施工设备荷载
1.4
5
振捣混凝土时产生的荷载
1.4
6
新浇筑混凝土对模板侧面的压力
1.2
7
倾倒混凝土时产生的水平荷载
1.4
(四)、模板支撑材料
模板支撑系统所用材料应经过有关部门检测合格方可使用,材料的容许应力以检测㎡结果为准。
本工程用与模板支撑系统的钢管采用Q235钢,其抗弯强度设计值=205N/mm2。
(五)、初步设计
本工程模板支架钢管选用φ48×2.8;立杆采用顶部带顶丝的钢管,在主次梁底立杆纵向间距为0.9米、横向间距0.9米,在梁底增设一梁下立杆,立杆沿梁长间距0.9m。
在板底立杆纵向间距为1.0米、横向间距1.0米,组成一个1.0m×1.0m的满堂模板支架;大横杆间距为1.5米,平板模用15mm厚胶合板,铺设在搁栅上,搁栅两头搁置在托梁上,搁拦断面50×70mm,间距250mm,托梁断面50×70mm,间距1000mm。
(六)、楼板模板支撑体系验算
一、参数信息:
1.模板支架参数
横向间距或排距(m):
1.00;纵距(m):
1.00;步距(m):
1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0.10;模板支架搭设高度(m):
5.70;
采用的钢管(mm):
Φ48×2.8;
扣件连接方式:
双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:
0.80;
板底支撑连接方式:
钢管支撑;
板底钢管的间隔距离(mm):
150.00;
2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):
0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):
25.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.500;
4.材料参数
面板采用胶合面板,厚度为12mm。
面板弹性模量E(N/mm2):
9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):
13;
板底支撑采用钢管;
托梁材料为:
钢管
5.楼板参数
钢筋级别:
三级钢HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi);楼板混凝土强度等级:
C35;
每层标准施工天数:
8;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):
360.000;
楼板的计算宽度(m):
4.00;楼板的计算厚度(mm):
120.00;
楼板的计算长度(m):
4.50;施工平均温度(℃):
25.000;
二、模板面板计算:
面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度,取单位宽度1m的面板作为计算单元
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=100×1.22/6=24cm3;
I=100×1.23/12=14.4cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
1、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=25×0.12×1+0.35×1=3.35kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN):
q2=2.5×1=2.5kN/m;
2、强度计算
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:
其中:
q=1.2×3.35+1.4×2.5=7.52kN/m
最大弯矩M=0.1×7.52×0.152=0.017kN·m;
面板最大应力计算值σ=16920/24000=0.705N/mm2;
面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
面板的最大应力计算值为0.705N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为
其中q=3.35kN/m
面板最大挠度计算值v=0.677×3.35×1504/(100×9500×107800)=0.011mm;
面板最大允许挠度[V]=150/250=0.6mm;
面板的最大挠度计算值0.011mm小于面板的最大允许挠度0.6mm,满足要求!
三、纵向支撑钢管的计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面力学参数为
截面抵抗矩w=4.49cm3
截面惯性矩I=10.78cm4
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25×0.25×0.12=0.75kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.35×0.25=0.088kN/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):
q2=(2.5+2)×0.25=1.125kN/m;
2.钢管强度验算:
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。
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:
最大弯矩计算公式如下:
静荷载:
q1=1.2×(q1+q2)=1.2×0.75+1.2×0.088=1.005kN/m;
活荷载:
q2=1.4×1.125=1.575kN/m;
最大弯距Mmax=(0.1×1.005+0.117×1.575)×12=0.285kN.M;
最大支座力计算公式如下:
最大支座力N=(1.1×1.005+1.2×1.575)×1=2.995kN;
钢管的最大应力计算值σ=M/W=0.285×106/4490=63.424N/mm2;
钢管的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2;
纵向钢最大应力计算值为63.424N/mm2小于纵向钢管的抗压强度设计值205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载q1=q11+q12=0.75+0.088=0.838kN/m;
活荷载q2=1.125kN/m;
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.838+0.990×1.125)×10004/(100×20.6×105×107800)=0.757mm;
支撑钢管的最大挠度小于1000/150与10mm,满足要求!
四、托梁材料计算:
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
托梁采用:
钢管;
W=62.137cm3;
I=391.466cm4;
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P取最大支座反力2.995kN
托梁计算简图
托梁计算弯矩图(kN.m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=2.002kN.m;
最大变形Vmax=0.168mm;
最大支座力Qmax=21.923kN;
托梁最大应力σ=2.002×106/62137=32.22N/mm2;
托梁抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
托梁的计算最大应力计算值32.22N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为0.168mm小于1000/150与10mm,满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.12×5.7=0.681kN;
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.35×1×1=0.35kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25×0.12×1×1=3kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.031kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(2.5+2)×1×1=4.5kN;
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算
N=1.2NG+1.4NQ=11.137kN;
六、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(kN):
N=11.137kN;
φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.59cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.24cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=4.49cm3;
σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
L0----计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,按下式计算
l0=h+2a
k1----计算长度附加系数,取值为1.155;
u----计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.7;
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.1m;
上式的计算结果:
立杆计算长度L0=h+2a=2+0.1×2=2.2m;
L0/i=2200/15.9=138;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.357;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=11137.38/(0.357×424)=73.578N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=73.578N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算
l0=k1k2(h+2a)
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185;
k2--计算长度附加系数,h+2a=2.2按照表2取值1.006;
上式的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.185×1.006×(2+0.1×2)=2.623m;
Lo/i=2622.642/15.9=165;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.259;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=11137.38/(0.259×424)=101.419N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=101.419N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
七、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×kc=68kpa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=170kpa;
脚手架地基承载力调整系数:
kc=0.4;
立杆基础底面的平均压力:
p=N/A=44.55kpa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:
N=11.137kN;
基础底面面积:
A=0.25m2。
p=44.55≤fg=68kpa。
地基承载力满足要求!
八、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求
除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外,还要考虑以下内容
1.模板支架的构造要求:
a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆;
b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向足够的设计刚度;
c.梁和楼板荷载相差较大时,可以采用不同的立杆间距,但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。
2.立杆步距的设计:
a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时,可以采用等步距设置;
b.当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置,但变化不要过多;
c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜,不宜超过1.5m。
3.整体性构造层的设计:
a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时,需要设置整体性单或双水平加强层;
b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3;
c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置,四周和中部每10--15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层;
d.在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。
4.剪刀撑的设计:
a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑;
b.中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔10--15m设置。
5.顶部支撑点的设计:
a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm;
b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm;
c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载N≤12kN时,可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。
6.支撑架搭设的要求:
a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置;
b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求;
c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的;
d.地基支座的设计要满足承载力的要求。
7.施工使用的要求:
a.精心设计混凝土浇筑方案,确保模板支架施工过程中均衡受载,最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式;
b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施,钢筋等材料不能在支架上方堆放;
c.浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决。
(七)、梁模板支撑体系验算
一、参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):
0.30;
梁截面高度D(m):
0.75
混凝土板厚度(mm):
120.00;
立杆梁跨度方向间距La(m):
0.90;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
0.10;
立杆步距h(m):
1.50;
梁支撑架搭设高度H(m):
5.90;
梁两侧立柱间距(m):
0.90;
承重架支设:
无承重立杆,方木支撑垂直梁截面;
板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):
0.90;
采用的钢管类型为Φ48×2.8;
扣件连接方式:
单扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:
0.80;
2.荷载参数
模板自重(kN/m2):
0.35;
钢筋自重(kN/m3):
1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.5;
新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):
18.0;
倾倒混凝土侧压力(kN/m2):
2.0;
振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):
2.0
3.材料参数
木材品种:
柏木;
木材弹性模量E(N/mm2):
10000.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
17.0;
木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.7;
面板类型:
胶合面板;
面板弹性模量E(N/mm2):
9500.0;
面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):
13.0;
4.梁底模板参数
梁底方木截面宽度b(mm):
50.0;
梁底方木截面高度h(mm):
70.0;
梁底纵向支撑根数:
4;
面板厚度(mm):
15.0;
5.梁侧模板参数
主楞间距(mm):
500;
次楞根数:
4;
穿梁螺栓水平间距(mm):
500;
穿梁螺栓竖向根数:
3;
穿梁螺栓竖向距板底的距离为:
200mm,200mm,200mm;
穿梁螺栓直径(mm):
M12;
主楞龙骨材料:
木楞;
截面类型为圆钢管48×3.0;
主楞合并根数:
2;
次楞龙骨材料:
木楞,,宽度50mm,高度100mm;
二、梁模板荷载标准值计算
1.梁侧模板荷载
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。
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
其中γ--混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
T--混凝土的入模温度,取20.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取1.500m/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0.750m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.200;
β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别为50.994kN/m2、18.000kN/m2,取较小值18.000kN/m2作为本工程计算荷载。
三、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。
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。
次楞(内龙骨)的根数为4根。
面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
面板计算简图(单位:
mm)
1.强度计算
跨中弯矩计算公式如下:
其中,σ--面板的弯曲应力计算值(N/mm2);
M--面板的最大弯距(N.mm);
W--面板的净截面抵抗矩,W=50×1.5×1.5/6=18.75cm3;
[f]--面板的抗弯强度设计值(N/mm2);
按以下公式计算面板跨中弯矩:
其中,q--作用在模板上的侧压力,包括:
新浇混凝土侧压力设计值:
q1=1.2×0.5×18×0.9=9.72kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值:
q2=1.4×0.5×2×0.9=1.26kN/m;
q=q1+q2=9.720+1.260=10.980kN/m;
计算跨度(内楞间距):
l=210mm;
面板的最大弯距M=0.1×10.98×2102=4.84×104N.mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=4.84×104/1.88×104=2.582N/mm2;
面板的抗弯强度设计值:
[f]=13N/mm2;
面板的受弯应力计算值σ=2.582N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=18×0.5=9N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
l=210mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=50×1.5×1.5×1.5/12=14.06cm4;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.677×9×2104/(100×9500×1.41×105)=0.089mm;
面板的最大容许挠度值:
[ω]=l/250=210/250=0.84mm;
面板的最大挠度计算值ω=0.089mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=0.84mm,满足要求!
四、梁侧模板内外楞的计算
1.内楞计算
内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,龙骨采用1根木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=50×1002×1/6=83.33cm3;
I=50×1003×1/12=416.67cm4;
内楞计算简图
(1).内楞强度验算
强度验算计算公式如下:
其中,σ--内楞弯曲应力计算值(N/mm2);
M--内楞的最大弯距(N.mm);
W--内楞的净截面抵抗矩;
[f]--内楞的强度设计值(N/mm2)。
按以下公式计算内楞跨中弯矩:
其中,作用在内楞的荷载,q=(1.2×18×0.9+1.4×2×0.9)×0.21=4.61kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距):
l=500mm;
内楞的最大弯距:
M=0.1×4.61×500.002=1.