框架支架模板计算书.docx
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框架支架模板计算书
框架支架模板计算书
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一、工程概况1
二、900*900*1200mm195结构顶板支架与模板设计计算书2
三、1200*1200*1200mm(189)结构平台支架与模板设计计算书20
四、现浇横梁支架立杆受力计算33
五、地梁基础45
六、柱模45
七、楼板模板48
2#桥框架支架模板计算书
1、工程概况
(1)工程简介
2#框架桥起止里程桩号:
K0+870-K1+760,地面以上结构层数为2/11.5m,其中A1-A34轴因受排污干管影响,框架结构层数设计为一层,地面标高为185,楼面板为195平台,其余均为二层结构。
墙柱混凝土强度等级为C30,楼面板混凝土强度等级:
189楼板厚120mm强度等级C30,195结构顶板楼面板厚均为200mm,混凝土强度等级均为C40,后浇带宽800mm,共26段,其中A1-A34轴现浇楼板跨排污干管,排污干管高、宽分别为2*2.6m。
(2)支架模板布置情况
本工程支架搭设均采用外径Φ48mm,壁厚3.5mm的碗扣式满堂支架,碗扣式钢管必须满足《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)的要求。
由于A1-A34轴横跨排污干管采用搭设门洞支架的方式,门洞宽度设置为3.5m,因现浇楼板厚度为120mm、200mm,厚度较薄,采用钢管支架搭设。
现浇楼板厚120mm支架采用1200*1200*1200mm;现浇楼板厚200mm支架采用9000*9000*1200mm。
框架底模全部采用面板规格1220×2440×12mm竹胶板,底模下方搁置50×100mm背肋方木,间距300mm。
(3)支架基础下地质情况
经地勘资料查得,本场地及周边岩层分布连续,不存在断层、构造破碎带,未见滑坡、泥石流等不良地质现象,场地整体稳定。
(4)地基要求压实处理,浇注10cm厚C20混凝土。
支架现浇地形起伏较大,需将边坡设置成60×80cm、60×60cm的梯步台阶,立杆距离台阶边缘距离宜大于50cm,台阶相邻高差小于1米,用10cm厚C20混凝土浇筑。
地基承载力要求详见计算书。
2、900*900*1200mm195结构顶板支架与模板设计计算书
(1)荷载计算
1.荷载分析
(1)根据框架的结构特点,在施工过程中将涉及到以下荷载形式:
q1—框架自重荷载,由于框架采用C40钢筋砼结构,综合考虑密度取2600kg/m3。
q2—框架内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载,按均布荷载计算,取q2=1.0kPa。
q3—施工人员、施工材料和机具荷载,按均布荷载计算,当计算模板及其下肋条时取2.5kPa;当计算肋条下的梁时取1.5kPa;当计算支架立柱及其他承载构件时取1.0kPa。
q4—振捣砼产生的荷载,对底板取2.0kPa,对侧板取4.0kPa。
q5—新浇砼对侧模的压力。
q6—倾倒砼时冲击产生的水平荷载,取2.0kPa。
q7—支架自重,经计算支架在均高10m及不同布置形式下其自重如表所示:
满堂支架自重
立杆横桥向间距×立杆纵桥向间距×横杆步距
支架自重q7的计算值(kPa)
900mm×900mm×1200mm
2.5
2.模板、支架设计计算荷载组合
模板结构名称
荷载组合
强度计算
刚度验算
底模及支架系统计算
⑴+⑵+⑶+⑷+⑺
⑴+⑵+⑺
侧模计算
⑷+⑸
⑸
荷载分项系数
计算模板及支架的荷载设计值,采用荷载标准值乘以相应荷载分项系数:
(1)永久荷载的分项系数,当其效应对结构不利时,对由可变荷载效应控制的组合应取1.2,对由永久荷载控制的组合,应取1.35;当其效应对结构有利时,取1.0,对结构的倾覆、滑移验算取0.9。
本工程取1.2。
(2)可变荷载的分项系数,取1.4。
计算构件变形(挠度)时的荷载设计值,各类荷载分项系数,均取1.0。
荷载分项系数
序号
荷载类别
γi
1
模板、拱架、支架、脚手架等自重
1.2
2
新浇钢筋砼自重
1.2
3
施工人员及施工机具运输或堆放的荷载
1.4
4
振捣砼时产生的荷载
1.4
5
倾倒砼时产生的水平荷载
1.4
3.框架支架计算
(1)框架自重——q1计算
框架结构特点均布荷载:
q1=W/B=Rc*A/B=26KN/m3*0.2=5.2KN/m2=5.2KPa
(2)新浇砼对侧模的压力——q5计算
因混凝土高度只有20cm,侧压力忽略不计。
4.支架结构验算
碗扣式钢管脚手架与支撑和扣件式钢管脚手架与支架一样,同属于杆式结构,以立杆承受竖向荷载作用为主,但碗扣式由于立杆和横杆间为轴心相接,且横杆的“├”型插头被立杆的上、下碗扣紧固,对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力,因而碗扣式钢管脚手架稳定承载能力显著高于扣件式钢管脚手架(一般高出20%以上)。
本工程框架支架按Φ48×3.5mm钢管扣件架进行立杆内力计算,计算结果同样也适用于WDJ多功能碗扣式钢管脚手架,且偏于安全。
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)表5.1.6、7(P15)查得外径Φ48mm,t=3.5mm碗扣式钢管相关参数:
截面积A=489mm2,惯性矩I=121900mm4,
截面模量W=5080mm3,回转半径i=15.8mm。
框架结构二层平台断面示意图
A1-A34轴一层平台断面示意图
注:
189平台楼板厚120mm,顶板195平台现浇楼板厚200mm
框架横断面图
5.顶板195平台现浇楼板框架支架验算
碗扣式支架体系采用900×900×1200mm的布置结构,如图:
模板横向布置示意图
模板纵向布置示意图
(1)立杆轴向力验算
根据立杆的设计允许荷载,当横杆间距为60cm(<1m),路桥施工计算手册中表13-5(P438)钢管支架容许荷载[N]=35.7kN。
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(P17)立杆实际承受的荷载为:
N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4ΣNQk(组合风荷载时);
NG1k—现浇混凝土结构自重标准值产生的轴向力(kN)。
根据框架横梁和变截面交接处均布荷载q1max=44.2kPa。
NG2k—模板、支架构配件自重标准值产生的轴向力(kN)。
ΣNQk—施工荷载产生的轴向力(kN)。
于是,有:
NG1k=1.2×0.9×q1=1.2×0.9×5.2=5.62kN,
NG2k=1.2×0.9×(q2+q7)=1.2×0.9×(1.0+2.5)=3.8kN,
ΣNQk=1.2×0.9×(q3+q4)=1.08×(1.0+2.0)=3.24kN;
则:
N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4ΣNQk=1.2×(5.62+3.8)+0.9×1.4×3.24=15.4kN<[N]=35.7kN
所以在框架现浇楼板范围内,按最不利立杆单肢竖向承载力验算满足要求。
(2)立杆稳定性验算
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(P17)有关模板支架立杆的稳定性计算公式:
Nw/φA+0.9MW/W≤f。
Nw—单支立杆轴向力(kN),钢管所受垂直荷载,按N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4ΣNQk(组合风荷载时),同前计算所得。
f—钢材抗压强度设计值。
《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(P15)表5.1.6,Q235A级钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2=205MPa。
A—Φ48mm×3.5㎜钢管截面积A=489mm2。
φ—轴心受压杆件稳定系数,根据长细比λ查表即可求得φ。
i—截面回转半径,查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(P15)表5.1.7钢管截面特性,i=15.8㎜。
l0—立杆计算长度(m)。
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(P17)5.3.3条规定:
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.7×1.2=2.36m=2360mm。
k—计算长度附加系数,取值1.155。
μ—脚手架单杆计算长度系数,取值1.7。
h—横杆步距,取值1.2m。
长细比λ=l0/i=2360/15.8=149,参照《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(P44)查附录E得φ=0.312。
MW—计算立杆段有风荷载设计值产生的弯距:
MW=0.9×1.4×Wk×La×h2/10。
Wk=0.7μz×us×w0。
查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(P13)公式4.3.1。
μz—风压高度变化系数,参考《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(P42)附录D表D.0.1,按照离地面高度11m,地面粗糙度类型为B类,得uz=1.00。
us—风荷载体型系数,查《建筑结构荷载规范》(P17)表7.3.1,第36项,得:
us=1.2。
w0—基本风压,查《建筑结构荷载规范》(P30)附表D.4,w0=0.4kN/m2(重现期按50年)。
故:
Wk=0.7uz×us×w0=0.7×1×1.2×0.4=0.336kN/m2。
La—立杆纵距0.6m。
故:
MW=0.9×1.4×Wk×La×h2/10=0.9×1.4×0.336×0.6×1.22/10=0.037kN•m。
W—截面模量查表得W=5.08cm3。
则,Nw/ΦA+0.9MW/W=15.24×103/(0.312×489)+0.9×0.037×106/(5.08×103)
=106N/mm2≤f=205N/mm2。
计算结果说明考虑风荷载的作用,支架是安全稳定的。
(3)满堂支架整体抗倾覆稳定验算
依据《公路桥涵施工技术规范》(P22)第5.2.8要求支架在自重和风荷载作用下时,抗倾覆稳定系数不得小于1.3。
k0=稳定力矩/倾覆力矩=y×Ni/ΣMw
按照结构最不利位置验算原则,选取框架跨中18m截面空心段120cm×120cm×120cm跨中支架验算全桥支架抗倾覆能力:
支架搭设宽度L=桥宽+作业平台(两边)=16+1.0=17m,支架搭设高度按10m;
支架纵向N横=17m/0.9m+1≈20排;
支架横向N纵=36m/0.9m+1≈41排;
顶托TC60共需要20×41=820个;
立杆需要20×41×10m=8200m;
纵向横杆需要20×10/1.2×36m=6000m;
横向横杆需要41×10/1.2×17m=5808m;
故:
顶托TC60总重为:
820个×8.31kg/个=6.81t;
钢管总重(8200+6000+5808)m×3.84kg/m=76.83t;
故Ni=(6.81+76.83)t×9.8kN/t=820.5kN;
稳定力矩=y×Ni=18×820.5=14769kN•m;
依据以上对风荷载计算Wk=0.7uz×us×w0=0.7×1×1.2×0.4=0.336kN/m2;
跨中18m共受力为:
q=0.336×10×18=60.48kN;
倾覆力矩=60.48×10/2=302.4kN•m;
k0=稳定力矩/倾覆力矩=14769/302.4=48.8>1.3。
最不利处架体抗倾覆稳定计算安全系数较大,完全满足要求,故设计方案中全桥支架抗倾覆稳定性满足要求。
(4)立杆底座及地基承载力计算
1立杆承受荷载验算
间距为900×900mm布置立杆时,每根立杆上荷载由前面计算为:
N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4ΣNQk=1.2×(5.6+3.8)+0.9×1.4×3.24=15.4kN