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沉重架施工方案

关于承重支模架扣件检验结果不合格的处理措施

根据鄞州区鄞西污水处理厂土建工程原支模架方案,钢管直径(mm):

48.00;壁厚(mm):

3.50;扣件按合格考虑编制,但根据宁波工程学院建工试验室检测报告YZGK1100128,依据《钢管脚手架扣件》(GB15831-2006),扣件检验结果,扭转刚度不合格,考虑工程实际情况,我单位对扣件扭转刚度性能降低系数验算,验算结果能达到本工程使用安全的要求,具体验算结果如下:

一、墙模板

墙钢管按照:

直径(mm):

48.00;壁厚(mm):

3.00考虑

计算书

1)、参数信息

1.基本参数

次楞间距(mm):

300;穿墙螺栓水平间距(mm):

600;

主楞间距(mm):

500;穿墙螺栓竖向间距(mm):

500;

对拉螺栓直径(mm):

M12;

2.主楞信息

主楞材料:

圆钢管;主楞合并根数:

2;

直径(mm):

48.00;壁厚(mm):

3.00;

3.次楞信息

次楞材料:

木方;次楞合并根数:

2;

宽度(mm):

60.00;高度(mm):

80.00;

4.面板参数

面板类型:

胶合面板;面板厚度(mm):

18.00;

面板弹性模量(N/mm2):

6000.00;面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):

13.00;

面板抗剪强度设计值(N/mm2):

1.50;

5.木方和钢楞

方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):

13.00;方木弹性模量E(N/mm2):

9000.00;

方木抗剪强度设计值fv(N/mm2):

1.50;钢楞弹性模量E(N/mm2):

206000.00;

钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):

205.00;

       

              墙模板设计简图

2)、墙模板荷载标准值计算

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:

               F=0.22γtβ1β2V1/2

               F=γH

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,取2.000h;

    T--混凝土的入模温度,取20.000℃;

    V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;

    H--模板计算高度,取3.000m;

    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0.850。

分别计算得17.031kN/m2、72.000kN/m2,取较小值17.031kN/m2作为本工程计算荷载。

计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=17.031kN/m2;

倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=3kN/m2。

3)、墙模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

根据《建筑施工手册》,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。

计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在次楞上的三跨连续梁计算。

    

 

                    面板计算简图

1.抗弯强度验算

弯矩计算公式如下:

M=0.1q1l2+0.117q2l2

其中,M--面板计算最大弯矩(N·mm);

      l--计算跨度(次楞间距):

l=300.0mm;

      新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×17.031×0.500×0.900=9.197kN/m;

      倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×3.00×0.50×0.90=1.890kN/m;

      其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。

面板的最大弯矩:

M=0.1×9.197×300.02+0.117×1.890×300.02=1.03×105N·mm;

按以下公式进行面板抗弯强度验算:

σ=M/W

其中,σ --面板承受的应力(N/mm2);

      M --面板计算最大弯矩(N·mm);

      W --面板的截面抵抗矩:

      W=bh2/6=500×18.0×18.0/6=2.70×104mm3;

      f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2;

面板截面的最大应力计算值:

σ=M/W=1.03×105/2.70×104=3.8N/mm2;

面板截面的最大应力计算值σ=3.8N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!

2.抗剪强度验算

计算公式如下:

V=0.6q1l+0.617q2l

其中,V--面板计算最大剪力(N);

      l--计算跨度(次楞间距):

l=300.0mm;

      新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×17.031×0.500×0.900=9.197kN/m;

      倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×3.00×0.50×0.90=1.890kN/m;

面板的最大剪力:

V=0.6×9.197×300.0+0.617×1.890×300.0=2005.3N;

截面抗剪强度必须满足:

τ=3V/(2bhn)≤fv

其中,τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2);

      V--面板计算最大剪力(N):

V=2005.3N;

      b--构件的截面宽度(mm):

b=500mm;

      hn--面板厚度(mm):

hn=18.0mm;

      fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):

fv=1.500N/mm2;

面板截面的最大受剪应力计算值:

τ=3×2005.3/(2×500×18.0)=0.334N/mm2;

面板截面抗剪强度设计值:

[fv]=1.500N/mm2;

面板截面的最大受剪应力计算值τ=0.334N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[τ]=1.5N/mm2,满足要求!

 3.挠度验算

根据《建筑施工手册》,刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。

挠度计算公式如下:

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载:

q=17.03×0.5=8.516N/mm;

    l--计算跨度(次楞间距):

l=300mm;

    E--面板的弹性模量:

E=6000N/mm2;

    I--面板的截面惯性矩:

I=50×1.8×1.8×1.8/12=24.3cm4;

面板的最大允许挠度值:

[ν]=1.2mm;

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×8.52×3004/(100×6000×2.43×105)=0.32mm;

面板的最大挠度计算值:

ν=0.32mm小于等于面板的最大允许挠度值[ν]=1.2mm,满足要求!

4)、墙模板主次楞的计算

(一).次楞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,次楞采用木方,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=6×8×8/6×2=128cm3;

I=6×8×8×8/12×2=512cm4;

    

 

                      次楞计算简图

1.次楞的抗弯强度验算

次楞最大弯矩按下式计算:

M=0.1q1l2+0.117q2l2

其中,M--次楞计算最大弯矩(N·mm);

      l--计算跨度(主楞间距):

l=500.0mm;

      新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×17.031×0.300×0.900=5.518kN/m;

      倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×3.00×0.30×0.90=1.134kN/m,其中,0.90为折减系数。

次楞的最大弯矩:

M=0.1×5.518×500.02+0.117×1.134×500.02=1.71×105N·mm;

次楞的抗弯强度应满足下式:

σ=M/W

其中,σ --次楞承受的应力(N/mm2);

      M --次楞计算最大弯矩(N·mm);

      W --次楞的截面抵抗矩(mm3),W=1.28×105;

      f--次楞的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2;

次楞的最大应力计算值:

σ=1.71×105/1.28×105=1.3N/mm2;

次楞的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2;

次楞的最大应力计算值σ=1.3N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!

2.次楞的抗剪强度验算

最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:

V=0.6q1l+0.617q2l

其中,V-次楞承受的最大剪力;

      l--计算跨度(主楞间距):

l=500.0mm;

      新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×17.031×0.300×0.900/2=2.759kN/m;

      倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×3.00×0.30×0.90/2=0.567kN/m,其中,0.90为折减系数。

次楞的最大剪力:

V=0.6×2.759×500.0+0.617×0.567×500.0=1002.6N;

截面抗剪强度必须满足下式:

τ=3V/(2bh0)

其中,τ--次楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);

      V--次楞计算最大剪力(N):

V=1002.6N;

      b--次楞的截面宽度(mm):

b=60.0mm;

      hn--次楞的截面高度(mm):

h0=80.0mm;

      fv--次楞的抗剪强度设计值(N/mm2):

fv=1.500N/mm2;

次楞截面的受剪应力计算值:

τ=3×1002.6/(2×60.0×80.0)=0.313N/mm2;

次楞截面的受剪应力计算值τ=0.313N/mm2小于次楞截面的抗剪强度设计值fv=1.5N/mm2,满足要求!

3.次楞的挠度验算

根据《建筑施工计算手册》,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑振动荷载作用。

 挠度验算公式如下:

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

其中,ν--次楞的最大挠度(mm);

      q--作用在次楞上的线荷载(kN/m):

q=17.03×0.30=5.11kN/m;

      l--计算跨度(主楞间距):

l=500.0mm;

      E--次楞弹性模量(N/mm2):

E=9000.00N/mm2;

      I--次楞截面惯性矩(mm4),I=2.56×106mm4;

次楞的最大挠度计算值:

ν=0.677×10.22/2×5004/(100×9000×2.56×106)=0.094mm;

次楞的最大容许挠度值:

[ν]=2mm;

次楞的最大挠度计算值ν=0.094mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=2mm,满足要求!

(二).主楞承受次楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚3mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=4.493×2=8.99cm3;

I=10.783×2=21.57cm4;

E=206000N/mm2;

 

                 主楞计算简图

 

                 主楞计算剪力图(kN)

 

                 主楞计算弯矩图(kN·m)

 

                 主楞计算变形图(mm)

1.主楞的抗弯强度验算

作用在主楞的荷载:

P=1.2×17.03×0.3×0.5+1.4×3×0.3×0.5=3.696kN;

主楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):

l=600mm;

强度验算公式:

σ=M/W

其中,σ-- 主楞的最大应力计算值(N/mm2)

     M--主楞的最大弯矩(N·mm);M=2.99×105N·mm

     W--主楞的净截面抵抗矩(mm3);W=8.99×103mm3;

     f--主楞的强度设计值(N/mm2),f=205.000N/mm2;

主楞的最大应力计算值:

σ=2.99×105/8.99×103=33.3N/mm2;

主楞的最大应力计算值σ=33.3N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值f=205N/mm2,满足要求!

2.主楞的抗剪强度验算

主楞截面抗剪强度必须满足:

τ=2V/A≤fv

其中,τ--主楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);

      V--主楞计算最大剪力(N):

V=2715.8/2=1357.9N;

      A--钢管的截面面积(mm2):

A=424.115mm2;

      fv--主楞的抗剪强度设计值(N/mm2):

fv=120N/mm2;

主楞截面的受剪应力计算值:

τ=2×1357.9/424.115=6.404N/mm2;

主楞截面的受剪应力计算值τ=6.404N/mm2小于主楞截面的抗剪强度设计值fv=120N/mm2,满足要求!

3.主楞的挠度验算

主楞的最大挠度计算值:

ν=0.33mm;

主楞的最大容许挠度值:

[ν]=2.4mm;

主楞的最大挠度计算值ν=0.33mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=2.4mm,满足要求!

5)、穿墙螺栓的计算

计算公式如下:

N<[N]=f×A

其中N--穿墙螺栓所受的拉力;

    A--穿墙螺栓有效面积(mm2);

    f--穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;

查表得:

穿墙螺栓的型号:

M12;

穿墙螺栓有效直径:

9.85mm;

穿墙螺栓有效面积:

A=76mm2;

穿墙螺栓最大容许拉力值:

[N]=1.70×105×7.60×10-5=12.92kN;

主楞计算的支座反力为穿墙螺栓所受的拉力,则穿墙螺栓所受的最大拉力为:

N=4.93kN。

穿墙螺栓所受的最大拉力N=4.933kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN,满足要求!

 

二、板模板(扣件钢管架)

承重钢管按照:

直径(mm):

48.00;壁厚(mm):

3.00;扣件抗滑承载力系数:

0.60考虑。

计算书

1)、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):

3.00;

采用的钢管(mm):

Φ48×3.0;板底支撑连接方式:

钢管支撑;

立杆承重连接方式:

双扣件,取扣件抗滑承载力系数:

0.60;

板底钢管的间隔距离(mm):

300.00;

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):

1.000;

3.材料参数

面板采用胶合面板,厚度为18mm;板底支撑采用钢管;

面板弹性模量E(N/mm2):

6000;面板抗弯强度设计值(N/mm2):

13;

               

                      图1 楼板支撑架立面简图

               

                  图2 楼板支撑架荷载计算单元

2)、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

模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=100×1.82/6=54cm3;

I=100×1.83/12=48.6cm4;

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/m):

q2=1×1=1kN/m;

2、强度计算

计算公式如下:

M=0.1ql2

其中:

q=1.2×3.35+1.4×1=5.42kN/m

最大弯矩M=0.1×5.42×3002=48780N·mm;

面板最大应力计算值 σ=M/W=48780/54000=0.903N/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0.903N/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=3.35kN/m

面板最大挠度计算值ν=0.677×3.35×3004/(100×6000×48.6×104)=0.063mm;

面板最大允许挠度 [ν]=300/250=1.2mm;

面板的最大挠度计算值0.063mm小于面板的最大允许挠度1.2mm,满足要求!

3)、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;

               

                     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=25×0.3×0.12+0.35×0.3=1.005kN/m;

(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN):

q2=(1+2)×0.3=0.9kN/m;

2.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:

Mmax=-0.10q1l2-0.117q2l2

静荷载:

q1= 1.2×q1 =1.2×1.005=1.206kN/m;

活荷载:

q2=1.4×0.9=1.26kN/m;

最大弯矩Mmax=(0.1×1.206+0.117×1.26)×12=0.268kN·M;

N=1.1q1l+1.2q2l

最大支座力N=(1.1×1.206+1.2×1.26)×1=2.839kN;

最大应力计算值 σ=M/W=0.268×106/4490=59.693N/mm2;

纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2;

纵向钢管的最大应力计算值为59.693N/mm2小于纵向钢管的抗压强度设计值205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度验算:

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:

ν=0.677q1l4/(100EI)

静荷载q1=1.005kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

ν=0.677×1.005×10004/(100×206000×10.78×104)=0.306mm;

支撑钢管的最大挠度小于1000/150与10mm,满足要求!

4)、板底支撑钢管计算:

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=1.626kN;

 

                      支撑钢管计算简图  

 

                      支撑钢管计算弯矩图(kN·m)

 

                      支撑钢管计算变形图(mm)

 

                      支撑钢管计算剪力图(kN)  

最大弯矩Mmax=0.547kN·m;

最大变形Vmax=1.582mm;

最大支座力Qmax=5.913kN;

最大应力σ=547354.96/4490=121.905N/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121.905N/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1.582mm小于1000/150与10mm,满足要求!

5)、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0.60,该工程实际的双扣件承载力取值为9.60kN。

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9.60kN;

         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=5.913kN;

R<9.60kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

6)、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=0.129×3=0.387kN;

(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;

静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.737kN;

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

活荷载标准值NQ=(1+2)×1×1=3kN;

3.立杆的轴向压力设计值计算公式

        N=1.2NG+1.4NQ=8.685kN;

7)、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=8.685kN;

     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--------钢管立杆受压应力计算值(N/mm2);

    [f]----钢管立杆抗压强度设计值:

[f]=205N/mm2;

     L0----计算长度(m);

根据《扣件式规范》,立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=h+2

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