模板支撑计算.docx
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模板支撑计算
对该工程进行全面的概况描述
结构支撑系统计算及部分注意要点
1、主梁为350×900、350×700,次梁250×600、250×500;中空主梁450×1800,次梁300×900
2、层高:
一层为6.5m,四层为7.0m,中空为21.0m;
3、跨度:
框架一层10.8m,11.2m,9.0m,中空为24.2m
4、施工方法
⑴、采用φ48钢管满堂红顶架作为垂直支撑钢件。
⑵、框架梁底模采用18㎜厚夹板板;梁侧模、楼板底模均采用18mm厚夹板,支撑系统采用80×100mm的木枋、顶托、ф48钢管。
⑶、大梁(截面450×1800)支撑系统采用ф48钢管沿梁横向@500-650㎜;纵向@800-1000㎜。
支托纵向采用80×100×2000松木枋叠放交错搭接,木枋必须居中,支托两边的空隙位置用相应木楔固定,使叠木枋保证居中,横向木枋80×100×2000mm@≦350。
楼板模板支撑体系采用ф48钢管@900-1000㎜。
⑷、设ф48钢管纵横扫地杆一道(高出地面200㎜内)。
同时纵横设置ф48水平连结钢管@1500;保证整体稳定。
⑸、纵横设剪刀撑Ф48@6500以内;450×1800㎜主粱底两边均设置剪刀撑;1.5米;4.7米;10.7米;16.7米标高处设置水平剪刀撑Ф48@6500以内;6;10.8;15.6;20.4米标高利用周边混凝土框架梁作水平支撑固定满堂红顶架,5;10;15;20米标高利用混凝土柱作水平支撑固定满堂红顶架,保证整个支撑体系的稳定性
⑹、梁高900mm,设二道φ12@500mm穿梁对拉螺栓(梁底上400㎜为第一道、梁底上750-800㎜为第二道)。
高跨梁1800mm,设四道φ14@500mm穿梁对拉螺栓(梁底上300㎜为第一道、梁底上750-800㎜为第二道,1200-1300mm第三道,1600-1700mm第四道),考虑梁内为工字钢结构,结合设计人员同意开孔。
(7)为了施工安全,在17.5米高度处搭设密竹一层作安全防护和操作平台。
(8)、高支模施工过程检查严格按照《AQ2.10.2.2模板工程验收表》和扣件式钢管满堂红顶架的《JGJ130-2001》规范执行,具体如下:
1、专项施工方案计算书是否结合实际情况;2、立柱、支架间距是否满足规范及方案要求;3、水平柱、剪刀撑设置是否符合规范要求;4、作业环境是否满足规范要求。
5、支架使用的各种周转材材质是否满足施工规范要求。
5、参数信息:
1).模板支架参数
框架结构横向间距或排距(m):
1.00;纵距(m):
1.20;步距(m):
1.50;中空结构横向间距或排距(m):
0.80;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;框架结构(按7.0m)模板支架搭设高度(m):
6.80;中空模板支架搭设高度(m):
20.80
采用的钢管(mm):
Φ48×3.0;板底支撑连接方式:
方木支撑;
立杆承重连接方式:
双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:
0.80;
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;
3).材料参数
面板采用胶合面板,厚度为18mm;板底支撑采用方木;
面板弹性模量E(N/mm2):
9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):
13;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.400;木方的间隔距离(mm):
250.000;
木方弹性模量E(N/mm2):
9000.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方的截面宽度(mm):
50.00;木方的截面高度(mm):
100.00;
4).楼板参数
楼板的计算厚度(mm):
120.00;
图2楼板支撑架荷载计算单元
6、模板面板计算:
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度
1)模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=120×1.82/6=64.8cm3;
I=120×1.83/12=58.32cm4;
模板面板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=25×0.12×1.2+0.35×1.2=4.02kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=2.5×1.2=3kN/m;
2、强度计算
计算公式如下:
M=0.1ql2
其中:
q=1.2×4.02+1.4×3=9.024kN/m
最大弯矩M=0.1×9.024×2502=56400kN·m;
面板最大应力计算值σ=M/W=56400/64800=0.704N/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0.704N/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
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中q=q1=4.02kN/m
面板最大挠度计算值ν=0.677×4.02×2504/(100×9500×58.32×104)=0.019mm;
面板最大允许挠度[ν]=250/250=1mm;
面板的最大挠度计算值0.019mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!
7、模板支撑方木的计算:
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×h2/6=5×10×10/6=83.33cm3;
I=b×h3/12=5×10×10×10/12=416.67cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=25×0.25×0.12+0.35×0.25=0.838kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=2.5×0.25=0.625kN/m;
2.强度验算:
计算公式如下:
M=0.1ql2
均布荷载q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×0.838+1.4×0.625=1.880kN/m;
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×1.88×1.22=0.27kN·m;
方木最大应力计算值σ=M/W=0.27×106/83333.33=3.249N/mm2;
方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2;
方木的最大应力计算值为3.249N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
3.抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足:
τ=3V/2bhn<[τ]
其中最大剪力:
V=0.6×1.88×1.2=1.35kN;
方木受剪应力计算值τ=3×1.35×103/(2×50×100)=0.405N/mm2;
方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;
方木的受剪应力计算值0.405N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!
4.挠度验算:
计算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
均布荷载q=q1=0.838kN/m;
最大挠度计算值ν=0.677×0.838×10004/(100×9000×4166666.667)=0.15mm;
最大允许挠度[ν]=1200/250=4.8mm;
方木的最大挠度计算值0.15mm小于方木的最大允许挠度4.8mm,满足要求!
8、木方支撑钢管计算:
支撑钢管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=1.88kN;
支撑钢管计算简图
M=Pl/4+ql2/8
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
支撑钢管计算变形图(mm)
N=P/2+ql/2
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.679kN·m;
最大变形Vmax=2.158mm;
最大支座力Qmax=8.865kN;
最大应力σ=676983.289/4490=150.776N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值150.776N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为2.158mm小于1200/150与10mm,满足要求!
9、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的双扣件承载力取值为12.80kN。
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=8.865kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
10、模板支架立杆荷载设计值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
(1).静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.138×6.8=0.938kN;
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=0.38×1×1.2=0.46kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25×0.12×1×1.2=3.6kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.998kN;
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)×1×1.2=5.4kN;
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=13.558kN;
11、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式:
σ=N/(φA)≤[f]
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=13.558kN;
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);
按下式计算:
l0=h+2a=1.5+0.1×2=1.7m;
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;
l0/i=1700/15.9=107;
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=0.537;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=13558/(0.537×424)=59.546N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=59.546N/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,建议按下式计算
l0=k1k2(h+2a)=1.167×1.017×(1.5+0.1×2)=2.018m;
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.167;
k2--计算长度附加系数,h+2a=1.7按照表2取值1.017;
Lo/i=2017.626/15.9=127;
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=0.412;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=13502.112/(0.412×424)=77.293N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=77.293N/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。
12、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=100×1=100kpa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=100kpa;
脚手架地基承载力调整系数:
kc=1;
立杆基础底面的平均压力:
p=N/A=13.558/0.25=54.232kpa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:
N=13.558kN;
基础底面面积:
A=0.25m2。
p=54.008≤fg=100kpa。
地基承载力满足要求!
13、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]:
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。
14、预防高空坠落事故安全技术措施
⑴高支模安装完毕后,需经质安部、技术部等有关部门验收,验收合格后,方可绑扎钢筋等下道工序的施工作业。
支、拆模板时应保证作业人员有可靠立足点,作业面应按规定设置安全防护设施。
模板及其支撑体系的施工荷载应均匀堆置,并不得超过设计计算要求。
⑵所有高处作业人员应学习高处作业安全知识及安全操作规程,工人上岗前应依据有关规定接受专门的安全技术交底,并办好签字手续。
特种高处作业人员应持证上岗。
采用新工艺、新技术、新材料和新设备的,应按规定对作业人员进行相关安全技术交底。
⑶高处作业人员应经过体检,合格后方可上岗。
对身体不适或上岗前喝过酒的工人不准上岗作业。
施工现场项目部应为作业人员提供合格的安全帽、安全带等必备的安全防护用具,作业人员应按规定正确佩戴和使用。
⑷安全带使用前必须经过检查合格。
安全带的系扣点应就高不就低,扣环应悬挂在腰部的上方,并要注意带子不能与锋利或毛刺的地方接触,以防摩擦割断。
⑸项目部应按类别,有针对性地将各类安全警示标志悬挂于施工现场各相应部位。
⑹已支好模板的楼层四周必须用临时护栏围好,护栏要牢固可靠,护栏高度不低于1.2m,然后在护栏上再铺一层密目式安全网。
⑺高处作业前,应由项目分管负责人组织有关部门对安全防护设施进行验收,经验收合格签字后,方可作业。
安全防护设施应做到定型化、工具化。
需要临时拆除或变动安全设施的,应经项目分管负责人审批签字,并组织有关部门验收,经验收合格签字后,方可实施。
15、混凝土浇筑方法及技术措施
⑴大截面混凝土浇筑应分层,每层不超过500mm。
⑵浇筑混凝土时应派专人检查支顶有无松动、倾斜、弯曲,模板、钢筋、预留孔洞、预埋件、插筋等有无位移变形情况,发现问题应立即停止混凝土浇筑,并在已浇筑的混凝土初凝之前修整完毕。
⑶泵管应用支架垫固放在梁上,不得直接与楼板接触。
⑷混凝土浇筑顺序,先主梁后次梁,最后楼面。
16、施工部署
1.安排专人管好材料,钢管脚手架必须配备出厂合格证和有关说明资料,做好材料的核查工作。
变形、锈蚀严重、开裂等不合格材料不准进入工地。
所有材料要按施工计划顺序堆放。
2.施工人员进场前,必须做好各项技术交底和签证手续,落实责任,保证施工安全和施工质量。
3.模板安装严格按有关规范施工,施工前在柱上弹好轴线及水平线,楼面标高由施工员控制,梁的位置、尺寸由施工员进行文字、图纸交底。
施工过程中,施工员要经常检查模板的标高、梁的位置、开间尺寸、平整度和刚度是否符合设计要求及施工验收规范要求,否则要及时做好整改工作。
模板安装完成后要经施工员、安全员、班组互检后才准进入下一个工序。
17、预防坍塌事故的技术措施
⑴模板作业前,按设计单位要求,根据施工工艺、作业条件及周边环境编制施工方案,单位负责人审批签字,项目经理组织有关部门验收,经验收合格签字后,方可作业。
⑵模板作业时,对模板支撑宜采用钢支撑材料作支撑立柱,不得使用严重锈蚀、变形、断裂、脱焊、螺栓松动的钢支撑材料和竹材作立柱。
支撑立柱基础应牢固,并按设计计算严格控制模板支撑系统的沉降量。
支撑立柱基础为泥土地面时,应采取排水措施,并加设满足支撑承载力要求的垫板后,方可用以支撑立柱。
斜支撑和立柱应牢固拉接,形成整体。
⑶模板作业时,指定专人指挥、监护,出现位移时,必须立即停止施工,将作业人员撤离作业现场,待险情排除后,方可作业。
⑷楼面、屋面堆放模板时,严格控制数量、重量,防止超载。
堆放数量较多时,应进行荷载计算,并对楼面、屋面进行加固。
⑸装钉楼面模板,在下班时对已铺好而来不及钉牢的定型模板或散板等要稳妥堆放,以防坍塌事故发生。
⑹安装外围柱模板、梁、板模板,应先搭设脚手架,并挂好安全网,脚手架搭设高度要高施工作业面至少1.2m。
⑺拆模间歇时,应将已活动的模板、拉杆、支撑等固定牢固,严防突然掉落、倒塌伤人。
18、模板施工的安全技术
1、进入施工现场人员必须戴好安全帽,高空作业必须佩戴安全带,并应系牢。
2、经医生检查认为不适宜作业的人员,不得进行高空作业。
3、工作前应先检查使用的工具是否牢固,扳手等工具必须用绳链系挂在身上,以免掉落伤人。
工作时要思想集中,防止钉子扎脚和空中滑落。
4、遇六级以上的大风时,应暂停室外的高空作业,雨后应先清扫施工现场,略干不滑时再进行外工作。
5、人抬运模板时要互相配合得当、协同工作。
传递模板、工具应用运输工具或绳子系牢后升降,不扔。
模板装拆时,上下应有人接应,模板及配件应随装拆随运送,严禁从高处掷下。
6、高空作业时,各种配件应放在工具箱或工具袋中,严禁放在模板或脚手架上;各种工具应系挂在操作人员身上或放在工具袋内,不得掉落;操作人员应挂上安全带。
7、安装与拆除5m以上的模板,应搭脚手架,并设防护栏杆,防止上下在同一垂直面操作。
8、高空、复杂结构模板的安装与拆除,事先应有切实的安全措施。
高空拆模时,应有专人指挥,并在下面标出工作区,用绳子和红白旗加以围拦,暂停人员过往。
9、支撑、牵杠等不得搭在门窗框和脚手架上。
通路中间的斜撑、拉杆等应设在1.8m高以上。
10、支模过程中,如需中途停歇,应将已活动的模板、牵杠、支撑等运走或妥善堆放,将支撑、搭头等钉牢,防止因扶空、踏空而坠落。
11、模板上有预留洞者,应在安装后将洞口盖好。
混凝土板上的预留洞,应在模板拆除后随即将洞口盖好。
12、拆除模板一般用长撬棍。
人不许站在正在拆除的模板上。
在拆除楼板模板时,要注意整块模板掉下,尤其是用定型模板做平台模板时,更要注意,拆模人员要站在门窗洞口外拉支撑,防止模板突然全部掉落伤人,并在二层结构梁位置悬挂水平安全网。
13、模板上架设的电线和使用的电动工具,应采用36v的低压,采取其他有效的安全措施。