高支模专项施工方案作业方案文档格式.docx
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3.5。
一、模板面板计算
依据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008,5.2
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照简支梁计算。
使用模板类型为:
胶合板。
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.100×
0.300×
0.800=6.024kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.350×
0.800=0.280kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m):
q13=2.500×
0.800=2.000kN/m
均布线荷载标准值为:
q=25.100×
0.800+0.350×
0.800=6.304kN/m
均布线荷载设计值为:
按可变荷载效应控制的组合方式:
q1=0.9×
[1.2×
(6.024+0.280)+1.4×
2.000]=9.328kN/m
按永久荷载效应控制的组合方式:
[1.35×
0.7×
2.000]=9.423kN/m
根据以上两者比较应取q1=9.423kN/m作为设计依据。
集中荷载设计值:
模板自重线荷载设计值q2=0.9×
1.2×
0.350×
0.800=0.302kN/m
跨中集中荷载设计值P=0.9×
1.4×
2.500=3.150kN
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:
W=80.00×
1.60×
1.60/6=34.13cm3;
I=80.00×
1.60/12=27.31cm4;
(1)抗弯强度计算
施工荷载为均布线荷载:
M1=0.125q1l2=0.125×
9.423×
0.2502=0.074kN.m
施工荷载为集中荷载:
M2=0.125q2l2+0.25Pl=0.125×
0.302×
0.2502+0.25×
3.150×
0.250=0.199kN.m
M2>
M1,故应采用M2验算抗弯强度。
σ=M/W<
[f]
其中σ——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;
[f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
经计算得到面板抗弯强度计算值σ=0.199×
1000×
1000/34133=5.837N/mm2
面板的抗弯强度验算σ<
[f],满足要求!
(2)挠度计算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,
故采用均布线荷载标准值为设计值。
v=5ql4/384EI<
[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=5×
6.304×
2504/(384×
9500×
273067)=0.124mm
面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!
二、支撑方木的计算
方木按照均布荷载下简支梁计算。
1.荷载的计算
0.250=1.883kN/m
0.250=0.088kN/m
0.250=0.625kN/m
0.250+0.350×
0.250=1.970kN/m
(1.883+0.088)+1.4×
0.625]=2.915kN/m
0.625]=2.945kN/m
根据以上两者比较应取q1=2.945kN/m作为设计依据。
0.250=0.095kN/m
2.方木的计算
按照简支梁计算,计算过程如下:
方木的截面力学参数为
W=4.50×
9.00×
9.00/6=60.75cm3;
I=4.50×
9.00/12=273.38cm4;
2.945×
0.8002=0.236kN.m
0.095×
0.8002+0.25×
0.800=0.638kN.m
其中σ——方木的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——方木的最大弯距(N.mm);
W——方木的净截面抵抗矩;
[f]——方木的抗弯强度设计值,取13.00N/mm2;
经计算得到方木抗弯强度计算值σ=0.638×
1000/60750=10.495N/mm2
方木的抗弯强度验算σ<
方木最大挠度计算值v=5×
1.970×
8004/(384×
2733750)=0.405mm
方木的最大挠度小于800.0/250,满足要求!
(3)最大支座力
最大支座力N=ql=2.945×
0.800=2.356kN
三、横向支撑钢管计算
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取木方支撑传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管剪力图(kN)
支撑钢管弯矩图(kN.m)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.634kN.m
最大变形vmax=0.911mm
最大支座力Qmax=8.567kN
抗弯计算强度f=0.634×
106/5080.0=124.88N/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800.0/150与10mm,满足要求!
四、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,
按照扣件抗滑承载力系数0.75
该工程实际的旋转双扣件承载力取值为Rc=16×
0.75=12.00kN。
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16.0×
0.75=12.00KN;
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=8.57kN
双扣件抗滑承载力的设计计算值R=8.57KN<
Rc=12.00KN,满足要求!
五、模板支架荷载标准值(立杆轴力)
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)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.1291×
13.900=1.794kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.350×
0.800×
0.800=0.224kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.100×
0.800=4.819kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=6.838kN。
2.活荷载为施工荷载标准值。
计算支架立柱及其他支撑结构时,均布荷载取1.00kN/m2
经计算得到,活荷载标准值NQ=1.000×
0.800=0.640kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
设计值组合一
N=0.9×
(1.2×
NG+1.4×
NQ)=8.191kN
设计值组合二
(1.35×
NQ)=8.872kN
根据上述结果比较,应采用8.872kN为设计验算依据。
六、立杆的稳定性计算
模板支架高度大于4m时,应按高度调整系数调降强度设计值:
KH=1/(1+0.005(H-4))
其中H:
模板支架高度,立杆底座下皮至顶托上皮(或模板底水平杆上皮),以米计,但无量纲。
经计算得到:
KH=0.953
调降后钢管立杆抗压强度设计值为[f1]=KH×
[f]=0.953×
205=195N/mm2
立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=8.87kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=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]=195.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
1.如果参照《扣件式规范》,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1.167;
u:
计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3取不利值u=1.80
a:
立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度a=0.30m;
a.公式
(1)的计算结果:
λ=(1.80×
1.50)×
100/1.580=171<
[λ]=210,满足要求!
立杆计算长度l0=k1uh=1.167×
1.80×
1.50=3.15
l0/i=3150.900/15.800=199
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数
=0.182
钢管立杆受压应力计算值
=99.69N/mm2,
立杆的稳定性计算
<
[f1]=195.00N/mm2,满足要求!
b.公式
(2)的计算结果:
λ=(1.50+2×
0.30)×
100/1.580=133<
l0/i=2100.000/15.800=133
=0.382
=47.54N/mm2,
[f1]=195.00N/mm2,,满足要求!
2.参考杜荣军《施工手册》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1.027;
a.公式(3)的计算结果:
l0/i=159
=0.277
=65.50N/mm2,
[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。
表1模板支架计算长度附加系数k1
———————————————————————————————————
步距h(m)h≤0.90.9<
h≤1.21.2<
h≤1.51.5<
h≤2.1
k11.2431.1851.1671.163
以上表参照杜荣军:
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
七、楼板强度的计算
1.计算楼板强度说明
验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取5.00m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。
单元板宽度范围内配筋3级钢筋,配筋面积As=900.0mm2,fy=360.0N/mm2。
板的截面尺寸为b×
h=5000mm×
300mm,截面有效高度h0=280mm。
按照楼板每8天浇筑一层,所以需要验算8天、16天、24天...的
承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:
2.计算楼板混凝土8天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边5.00m,短边5.00×
1.00=5.00m,
楼板计算范围内摆放6×
6排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第2层楼板所需承受的荷载为
q=2×
(0.35+25.10×
0.30)+
1×
(1.79×
6×
6/5.00/5.00)+
1.4×
2.50=25.51kN/m2
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0513×
ql2=0.0513×
25.51×
5.002
单元板带所承受最大弯矩Mmax=1×
32.72=32.72kN.m
验算楼板混凝土强度的平均气温为15.00℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到8天后混凝土强度达到62.40%,C30.0混凝土强度近似等效为C18.7。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fc=8.99N/mm2
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=Asfy/bh0fc=900.00×
360.00/(1000×
280.00×
8.99)=0.129
计算得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
s=ξ(1-0.5ξ)=0.129×
(1-0.5×
0.129)=0.120;
此层楼板所能承受的最大弯矩为:
M2=
sbh02fc=0.120×
280.0002×
8.99×
10-6=84.88kN.m
结论:
由于ΣMi=84.88>
Mmax=32.72
所以第8天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。
第2层以下的模板支撑可以拆除。
八、模板的搭设要求:
1、顶部支撑点的设计要求:
a.设在模板支架立杆底部或顶部的可调底座或底托,其丝杆外径不得小于36mm,伸出长度不得超过200mm,顶托抗压承载力应同于底座;
b.扣件式模板支架顶部支撑点与支架顶层横杆的距离不应大于400mm;
碗扣式模板支架顶部支撑点与支架顶层横杆的距离不应大于500mm;
2、模板支架的构造要求:
a.当模板支架高度≥8m或高宽比≥4时,应采用刚性连墙件在水平加强层位置与建筑物结构可靠连接;
b.立杆接长除顶层顶步外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接,禁止搭接;
c.杆件接头应交错布置,两根相邻杆件接头不应设置在同步或同跨内,接头位置错开距离不应小于500mm,各接头中心至主节点的距离不宜大于纵距的1/3;
d.搭接接头的搭接长度不应小于1m,应采用不少于3个旋转扣件固定;
c.纵向扫地杆必须连续设置,钢管中心距地面不得大于200mm,脚手架底部主节点处应设置横向扫地杆,其位置应在纵向扫地杆下方;
d.模板支架应自成体系,严禁与其他脚手架进行连接。
e.模板支架在安装过程中,必须设置防倾覆的临时固定设施。
f.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;
g.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;
h.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。
3、扣件安装应符合下列规定:
a.螺栓拧紧力矩应控制在40~65N.m之间;
b.主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm;
c.对接扣件开口应朝上或朝内;
d.各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm;
4、钢管扣件模板支架体系的剪刀撑应符合以下要求:
a.模板支架四边与中间每隔4-6排立杆应设置一道竖向剪刀撑,由底至顶连续设置,如图所示:
模板支架竖向剪刀撑布置示意图
(b.高于4m的模板支架,其两端与中间每隔4-6排立杆从顶层开始向下每隔2-4步设置水平剪刀撑;
c.模板支架高度≥8m或高宽比≥4时,顶部和底部(扫地杆的设置层)应设置水平加强层,底部和顶部加强层的间距≥16m时,每隔8~12m增设一道水平加强层;
d.水平加强层做法:
用水平斜杆以"
之"
字形将水平剪刀撑连接,水平斜杆宽度不小于3m,水平剪刀撑布置n道,每间隔2道布置,歩局4.5m。
如图所示:
模板支架水平加强层布置示意图
5、高大模板工程执行建质[2004]213号《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》规定。
6、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。
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。
【五】、梁模板扣件钢管高支撑架计算书
本支架计算公式(3)参照《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》,
模板支架搭设高度为8米左右,
基本尺寸为:
梁截面B×
D=400mm×
1500mm,梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=0.40米,立杆的步距h=1.50米,
梁底增加每道承重立杆即双立杆。
其他梁可不增加双立杆。
3.5标准钢管。
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:
q11=25.500×
1.600×
0.120=4.896kN/m
0.120×
(2×
1.600+0.600)/0.600=0.266kN/m
0.120=0.300kN/m
q=25.500×
0.120+0.350×
1.600+0.600)/0.600=5.162kN/m
(12.240+0.665)+1.4×
0.750]=14.882kN/m
0.750]=16.341kN/m
根据以上两者比较应取q1=16.341kN/m作为设计依据。
1.600+0.600)/0.600=0.718kN/m
W=30.00×
1.80×
1.80/6=16.20cm3;
I=30.00×
1.80/12=14.58cm4;
计算简图
剪力图(kN)
弯矩图(kN.m)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.838kN
N2=6.128kN
N3=1.838kN
最大弯矩M1=0.184kN.m
最大弯矩M2=0.008kN.m
M1>
M2,故应采用M1验算抗弯强度。
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.184×
1000/16200=11.348N/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<
故采用均布线荷载标准值q=12.91kN/m为设计值。
面板最大挠度计算值v=0.393mm
面板的