空中花园高支模方案.docx
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空中花园高支模方案
时代工程
空中花园高支模施工方案
编制:
审核:
审批:
中建四局五公司时代广场项目部
年月日
施工组织设计(方案)报审表
致:
(监理单位)
我方已根据施工合同的有关规定完成了
的施工方案的编制,并经我单位上级技术负责人审查批准,请予审查。
附:
施工方案
项目经理部中建四局五公司时代广场项目经理部
项目经理
年月日
专业监理工程师审查意见:
签字:
总监理工程师审核意见:
项目监理机构
总监理工程师
年月日
一、工程概况:
本工程属高程建筑,主要由裙楼和两栋搭楼构成,四楼以上为塔楼,四层至二十四标准层间隔层设置空中花园,层高6m,二十四层以上空中花园改成住宅。
空中花园混凝土板厚度代表值120mm。
二、板模支撑方案
模板支架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
模板支架搭设高度为6.0米,属高支模,采用满樘扣件试钢管脚手架支撑体系:
搭设尺寸为:
立杆的纵距b=1.20米,立杆的横距l=1.20米,立杆的步距h=1.20米。
板底方木间距30cm。
方木高度5cm,宽度10cm。
按构造要求设置剪刀撑,确保架子整体稳定。
图1楼板支撑架立面简图
图2楼板支撑架荷载计算单元
采用的钢管类型为
48×3.5。
三、梁模板支撑方案:
模板支架搭设高度为5.7米,
基本尺寸为:
梁截面B×D=350mm×700mm,梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=1.20米,立杆的步距h=1.20米,具体支撑如图所示:
图1梁模板支撑架立面简图
采用的钢管类型为
48×3.5。
(一)梁模板高支撑架的构造和施工要求
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;
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:
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:
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.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm;
b.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;
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。
四、楼板模板支架计算书
(一)模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.000×0.120×1.200+0.350×1.200=4.020kN/m
活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×1.200=3.600kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=120.00×1.80×1.80/6=64.80cm3;
I=120.00×1.80×1.80×1.80/12=58.32cm4;
(1)抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——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;
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100×(1.2×4.020+1.4×3.600)×0.300×0.300=0.089kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.089×1000×1000/64800=1.370N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600×(1.2×4.020+1.4×3.600)×0.300=1.776kN
截面抗剪强度计算值T=3×1776.0/(2×1200.000×18.000)=0.123N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×7.620×3004/(100×6000×583200)=0.119mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
(二)模板支撑方木的计算
方木按照均布荷载下三跨连续梁计算。
1.荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.000×0.120×0.300=0.900kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.350×0.300=0.105kN/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/m):
经计算得到,活荷载标准值q2=(1.000+2.000)×0.300=0.900kN/m
静荷载q1=1.2×0.900+1.2×0.105=1.206kN/m
活荷载q2=1.4×0.900=1.260kN/m
2.方木的计算
按照三跨连续梁计算,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:
均布荷载q=2.959/1.200=2.466kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.47×1.20×1.20=0.355kN.m
最大剪力Q=0.6×1.200×2.466=1.776kN
最大支座力N=1.1×1.200×2.466=3.255kN
方木的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=10.00×5.00×5.00/6=41.67cm3;
I=10.00×5.00×5.00×5.00/12=104.17cm4;
(1)方木抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.355×106/41666.7=8.52N/mm2
方木的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)方木抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×1776/(2×100×50)=0.533N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
方木的抗剪强度计算满足要求!
(3)方木挠度计算
最大变形v=0.677×1.905×1200.04/(100×9500.00×1041666.7)=2.702mm
方木的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
(三)板底支撑钢管计算
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取纵向板底支撑传递力,P=3.26kN
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=1.465kN.m
最大变形vmax=5.93mm
最大支座力Qmax=14.241kN
抗弯计算强度f=1.47×106/5080.0=204.35N/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1200.0/150与10mm,满足要求!
(四)扣件抗滑移的计算
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8.0kN;
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=14.24kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
(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)脚手架的自重(kN):
NG1=0.149×6.000=0.893kN
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.350×1.200×1.200=0.504kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.000×0.120×1.200×1.200=4.320kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.717kN。
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=(1.000+2.000)×1.200×1.200=4.320kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ
(六)立杆的稳定性计算
不考虑风荷载时,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=12.91
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比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]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
如果完全参照《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,取值为1.155;
u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.75
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.35m;
公式
(1)的计算结果:
=88.69N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
(2)的计算结果:
=35.25N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
(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4.50m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。
宽度范围内配筋3级钢筋,配筋面积As=1620.0mm2,fy=360.0N/mm2。
板的截面尺寸为b×h=4500mm×120mm,截面有效高度h0=100mm。
按照楼板每10天浇筑一层,所以需要验算10天、20天、30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10天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.50m,短边4.50×1.00=4.50m,
楼板计算范围内摆放4×4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=1×1.2×(0.35+25.00×0.12)+1×1.2×(0.89×4×4/4.50/4.50)+
1.4×(2.00+1.00)=17.11kN/m2
计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×17.11=76.98kN/m
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=0.0513×76.98×4.502=79.97kN.m
验算楼板混凝土强度的平均气温为20.00℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到10天后混凝土强度达到69.10%,C40.0混凝土强度近似等效为C27.6。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=13.17N/mm2
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=Asfy/bh0fcm=1620.00×360.00/(4500.00×100.00×13.17)=0.10
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
s=0.095
此层楼板所能承受的最大弯矩为:
M1=
sbh02fcm=0.095×4500.000×100.0002×13.2×10-6=56.3kN.m
结论:
由于ΣMi=56.29=56.29所以第10天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。
第2层以下的模板支撑必须保存。
3.计算楼板混凝土20天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.50m,短边4.50×1.00=4.50m,
楼板计算范围内摆放4×4排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第3层楼板所需承受的荷载为
q=1×1.2×(0.35+25.00×0.12)+1×1.2×(0.35+25.00×0.12)+
2×1.2×(0.89×4×4/4.50/4.50)+1.4×(2.00+1.00)=25.99kN/m2
计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×25.99=116.97kN/m
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=0.0513×116.97×4.502=121.52kN.m
验算楼板混凝土强度的平均气温为20.00℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到20天后混凝土强度达到89.90%,C40.0混凝土强度近似等效为C36.0。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=17.16N/mm2
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=Asfy/bh0fcm=1620.00×360.00/(4500.00×100.00×17.16)=0.08
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
s=0.077
此层楼板所能承受的最大弯矩为:
M2=
sbh02fcm=0.077×4500.000×100.0002×17.2×10-6=59.5kN.m
结论:
由于ΣMi=56.29+59.46=115.75所以第20天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。
第3层以下的模板支撑必须保存。
4.计算楼板混凝土30天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.50m,短边4.50×1.00=4.50m,
楼板计算范围内摆放4×4排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第4层楼板所需承受的荷载为
q=1×1.2×(0.35+25.00×0.12)+2×1.2×(0.35+25.00×0.12)+
3×1.2×(0.89×4×4/4.50/4.50)+1.4×(2.00+1.00)=34.88kN/m2
计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×34.88=156.96kN/m
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=0.0513×156.97×4.502=163.06kN.m
验算楼板混凝土强度的平均气温为20.00℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到30天后混凝土强度达到102.07%,C40.0混凝土强度近似等效为C40.8。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=19.43N/mm2
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=Asfy/bh0fcm=1620.00×360.00/(4500.00×100.00×19.43)=0.07
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
s=0.067
此层楼板所能承受的最大弯矩为:
M3=
sbh02fcm=0.067×4500.000×100.0002×19.4×10-6=58.6kN.m
结论:
由于ΣMi=56.29+59.46+58.59=174.34>Mmax=163.06
所以第30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4层以下的模板支撑可以拆除。
五、梁模板支撑架计算书
(一)模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.000×0.700×0.350+0.350×0.350=6.247kN/m
活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×0.350=1.050kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=35.00×1.80×1.80/6=18.90cm3;
I=35.00×1.80×1.80×1.80/12=17.01cm4;
(1)抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——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;
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100×(1.2×6.247+1.4×1.050)×0.400×0.400=0.143kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.143×1000×1000/18900=7.591N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600×(1.2×6.247+1.4×1.050)×0.400=2.152kN
截面抗剪强度计算值T=3×2152.0/(2×350.000×18.000)=0.512N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×7.297×4004/(100×6000×170100)=1.239mm
面板的最大挠度小于400.0/250,满足要求!
(二)梁底支撑钢管的计算
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:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.000×0.700×0.400=7.000kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.400×(2×0.700+0.350)/0.350=0.700kN/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):
经计算得到,活荷载标准值P1=(1.000+2.000)×0.350×0.400=0.420kN
均布荷载q=1.2×7.000+1.2×0.700=9.240kN/m
集中荷载P=1.4×0.420=0.588kN
纵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取横向支撑钢管传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.151kN.m
最大变形vmax=0.08mm
最大支座力Qmax=2.136kN
抗弯计算强度f=0.15×106/5080.0=29.69N/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1200.0/150与10mm,满足要求!
(三)梁底横向钢管计算
横向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。
(四)扣件抗滑移的计算
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8.0kN;
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=2.14kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
(五)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,它包括:
横杆的最大支座反力N1=2.14kN(已经包括组合系数1.4)
脚手架钢管的自重N2=1.2×0.149×5.700=1.018kN
楼板的混凝土模板的自重N3=3.060kN
N=2.136+1.018+3.060=6.214kN
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比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]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,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;u=1.75
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.35m;
公式
(1)的计算结果:
=43.70N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
(2)的计算结果:
=16.97N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式