经专家论证模板满堂支撑架施工方案.docx
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经专家论证模板满堂支撑架施工方案
陕西省交通建设集团公司航天基地
3#楼及地下车库工程
模板满堂支撑架专项施工方案
编制:
审核:
批准:
陕西建工集团机械施工有限公司
2011-11—5
一、工程概况
本工程是陕西省交通集团公司航天基地一期3#住宅楼及地下车库工程,3#楼结构形式为剪力墙结构,地下两层,地上1—27轴是十五层、28—46轴是二十一层、47-72轴是二十五层;地下二层层高3。
45m,地下一层高4.55m、4。
25m、4m,地上一层层高4.2m、4.5m、4.75m,标准层层高为3米,建筑总高度81。
9米;地下车库结构形式为框架结构,西边是地下一层,层高3.95,3#楼和4#楼中间是地下两层地下二层层高3.3米,地下一层层高4.5米.总建筑面积41650㎡,其中3#楼28955㎡,地下车库12695㎡.
二、编制依据
1、《危险性较大的分部分项工程工程安全管理办法》建质〔2009〕87号文
2、《建筑工程安全生产管理条例》
3、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2001
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
5、《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-91
6、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130-2011
三、施工准备
1、本工程采用12mm厚的清水覆膜板组拼.支模支撑采用扣件式Ф48×3.0钢管,搭设满堂红脚手架螺旋式自动调平支撑体系,用十字扣件固定梁底钢管,以保证梁底不移位。
主龙骨采用Ф48×3.0钢管,次龙骨选用50×70mm双面刨光方木,模板接头处采用50×70mm的方木.可调托撑螺杆外径为32mm,螺杆长度为530mm,螺母厚度为30mm,支托板厚为5mm。
2、脚手架搭设前,应按专项施工方案向施工人员进行交底。
应按规范的规定和脚手架专项施工方案要求对钢管、扣件、脚手板、可调托撑等进行检查验收,不合格产品不得使用.经检验合格的构配件应按品种、规格分类,堆放整齐、平稳,堆放场地不得有积水。
应清除搭设场地杂物,平整搭设场地,并应使排水畅通.
3、构配件要求
3.1满堂脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793或《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091中规定的Q235普通钢管;钢管的钢材质量应符,符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中Q235级钢的规定。
脚手架钢管宜采用Φ48×3。
0钢管。
每根钢管的最大质量不应大于25.8kg。
3。
2扣件应采用可锻铸铁或铸钢制作,其质量和性能应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB15831的规定。
采用其它材料制作的扣件,应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用.扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65N·m时,不得发生破坏.
3。
3可调托撑螺杆外径不得小于30mm,直径与螺距应符合现行国家标准《梯型螺纹》GB/T5796.2、GB/T5796。
3的规定.螺杆与支托板焊接应牢固,焊缝高度不得小于6㎜;可调托撑螺杆与螺母旋合长度不得少于5扣,螺母厚度不得小于30㎜。
可调托撑抗压承载力设计值不应小于40kN,支托板厚不应小于5㎜。
四、设计要求
1、满堂支撑架顶部施工层荷载应通过可调托撑传递给立杆。
2、满堂支撑架根据剪刀撑的设置不同分为普通型构造与加强型构造,其构造设置应在架体外侧周边及内部纵、横向每5m~8m,应由底至顶设置连续竖向剪刀撑,剪刀撑宽度应为5m~8m,两种类型满堂支撑架立杆的计算长度应符合规范规定。
3、计算立杆段的轴向力设计值N,应按下列公式计算:
N=1.2_NGk+1。
4_NQk(5。
4.4-1)
式中:
_NGk--永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和(kN);
_NQk——可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和(kN)。
4、立杆稳定性计算部位的确定应符合下列规定:
(1)当满堂支撑架采用相同的步距、立杆纵距、立杆横距时,应计算底层与顶层立杆段;
(2)当架体的步距、立杆纵距、立杆横距有变化时,除计算底层立杆段外,
还必须对出现最大步距、最大立杆纵距、立杆横距等部位的立杆段进行验算;
(3)当架体上有集中荷载作用时,尚应计算集中荷载作用范围内受力最大的.
五、构造要求
1、满堂支撑架步距不宜超过1.8m,立杆间距不宜超过1.2×1。
2m,立杆底部应设置垫座或垫板,底部必须设置纵、横向扫地杆,纵向扫地杆采用直角扣件,固定在距钢管底端200mm处的立杆上,横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方立杆上。
2、3#楼地下二层水平杆按三步搭设,地下一层水平杆按三步搭设,地上一层水平杆按四步搭设,标准层水平杆按三步搭设,地下车库水平杆按三步搭设.
3、为了满堂支撑架整体稳定,必须增加竖向、水平剪刀撑,可增加架体刚度,提高脚手架承载力。
求满堂支撑架在纵、横向间隔一定距离设置竖向剪刀撑,在竖向剪刀撑顶部交点平面、扫地杆的设置层设置水平剪刀撑,保证支架结构稳定.
4、竖向剪刀撑间距4~5跨,为3~5m,立杆间距在0。
4×0。
4m~0.6×0.6m之间(含0.4×0.4),竖向剪刀撑间3~3。
2m,0。
4×8跨=3.2m,0.5×6跨=3m,均满足要求。
5、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008第6。
2.4条第6款规定的内容:
当支架立柱高度超过5m时,应在立柱周围外侧和中间有结构柱的部位,按水平间距6~9m、竖向间距2~3m与建筑结构设置一个固结点.
6、立杆采用对接搭接时,立杆的对接扣件应交错布置,两根相邻立杆的接头不宜设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个间隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm,各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。
7、当立杆采用搭接接长时,搭接长度不应小于1m,并应采用不少于2个旋转扣件固定.端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。
8、立杆顶部的可调托撑螺杆外径不得小于30mm,直径与螺栓距离应符合现行规范,可调托撑的螺杆与托板焊接牢固,焊缝高度不得小于6mm,可调托撑螺杆与螺母旋合长度不得小于5扣,螺母厚度不得小于30mm。
9、可调托撑抗压承载力设计值不应小于40KN,支托板厚不应小于5mm.
六、检查验收
1、对进场钢管、扣件、可调托撑检查产品合格证,并应进场抽样复试,技术性能必须符合现行规范标准。
钢管外径、壁厚应符合规范要求,并应涂防腐漆。
可调托撑托板厚不应小于5mm,变形不应大于1mm。
2、杆件的设置和连接,支撑、门洞桁架等的构造应符合本规范和
专项施工方案的要求。
3、地基应无积水,底座应无松动,立杆应无悬空,扣件螺栓应无松动.
4、脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法
项次
项目
技术要求
允许偏差
(mm)
示意图
检查方法与工具
1
满堂支撑
架立杆垂
直度
H=2
±7
—
经纬仪或吊线锤和卷尺
H=5
±10
—
2
满堂支撑架间距
步距
±20
—
钢尺量
立杆间距
±30
—
钢尺量
5、安装后的扣件螺栓拧紧扭力矩应采用扭力板手检查,抽样方法应按随机分布原则进行。
抽样检查数目与质量判定标准,应按规范规定确定。
不合格的应重新拧紧至合格。
6、扣件拧紧抽样检查数目及质量判定标准
项次
检查项目
安装扣件数量
(个)
实测扣件数量
(个)
允许不合格数
1
连接立杆与纵(横)向水平杆或剪刀撑的扣件
51~90
91~150
151~280
281~500
5
8
13
20
0
1
1
2
2
连接横向水平杆与纵向水平杆的扣件
51~90
91~150
151~280
281~500
5
8
13
20
1
2
3
5
七、模板支撑架计算公式
A、楼板模板支撑计算:
一)、参数信息:
1。
脚手架参数
横向间距或排距(m):
1.00;纵距(m):
1。
20;步距(m):
1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0。
20;脚手架搭设高度(m):
2。
60;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.0;扣件连接方式:
双扣件,扣件抗滑承载力系数:
0。
80;板底支撑连接方式:
方木支撑;
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;
楼板浇筑厚度(m):
0。
12;倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):
1。
000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
1。
000;
3。
楼板参数
钢筋级别:
三级钢HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi);楼板混凝土标号:
C30;
每层标准施工天数:
6;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):
1440.000;
计算楼板的宽度(m):
4.00;计算楼板的厚度(m):
0.12;
计算楼板的长度(m):
4.50;施工平均温度(℃):
15。
000;
4。
木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):
9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.300;木方的间隔距离(mm):
250。
000;
木方的截面宽度(mm):
50.00;木方的截面高度(mm):
70.00;
二)、模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,方木的截面力学参数为本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.000×7.000×7。
000/6=40。
83cm3;
I=5.000×7.000×7.000×7。
000/12=142.92cm4;
方木楞计算简图
1。
荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25。
000×0.250×0.120=0.750kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0。
350×0.250=0.088kN/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):
p1=(1.000+1。
000)×1.200×0.250=0.600kN;
2.强度计算:
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=1。
2×(q1+q2)=1。
2×(0.750+0。
088)=1.005kN/m;
集中荷载p=1.4×0。
600=0.840kN;
最大弯距M=Pl/4+ql2/8=0。
840×1.200/4+1。
005×1.2002/8=0.433kN;
最大支座力N=P/2+ql/2=0。
840/2+1.005×1.200/2=1.023kN;
截面应力σ=M/W=0。
433×106/40833.33=10.602N/mm2;
方木的计算强度为10.602小于13。
0N/mm2,满足要求!
3.抗剪计算:
最大剪力的计算公式如下:
Q=ql/2+P/2
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh〈[T]
其中最大剪力:
Q=1.005×1.200/2+0.840/2=1.023kN;
截面抗剪强度计算值T=3×1。
023×103/(2×50.000×70.000)=0。
438N/mm2;
截面抗剪强度设计值[T]=1。
300N/mm2;
方木的抗剪强度为0.438小于1.300满足要求!
4.挠度计算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
均布荷载q=q1+q2=0。
838kN/m;
集中荷载p=0.600kN;
最大变形V=5×0.838×1200.04/(384×9500.000×1429166。
667)+
600.000×1200。
03/(48×9500。
000×1429166.7)=3。
256mm;
方木的最大挠度3。
256小于1200。
000/250,满足要求!
三)、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。
005×1。
200+0。
840=2.046kN;
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(kN。
m)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0。
767kN。
m;
最大变形Vmax=2.283mm;
最大支座力Qmax=8.951kN;
截面应力σ=160。
203N/mm2;
支撑钢管的计算强度小于205。
000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1000。
000/150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。
80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12。
80kN.
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12。
80kN;
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=8.951kN;
R〈12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五)、模板支架荷载标准值(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。
129×2.600=0.336kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2=0。
350×1。
200×1.000=0.420kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25。
000×0。
120×1。
200×1.000=3。
600kN;经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.356kN;
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+1.000)×1.000×1。
200=2。
400kN;
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=8.587kN;
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=8.587kN;
σ---—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。
57cm2;
W—-—-立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=4。
79cm3;
σ-—---—-—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]=205.000N/mm2;
Lo—--—计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,由公式
(1)或
(2)计算
lo=k1uh
(1)
lo=(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=1.700;
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。
200m;
公式
(1)的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1uh=1。
155×1.700×1。
500=2.945M;
Lo/i=2945.250/15。
900=185。
000;
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。
209;
钢管立杆受压强度计算值;σ=8586。
792/(0。
209×457.000)=89。
902N/mm2;
立杆稳定性计算σ=89.902小于[f]=205.000满足要求!
公式
(2)的计算结果:
立杆计算长度Lo=h+2a=1.500+2×0.200=1.900m;
Lo/i=1900。
000/15.900=119.000;
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=0.458;
钢管立杆受压强度计算值;σ=8586。
792/(0.458×457。
000)=41。
025N/mm2;
立杆稳定性计算σ=41。
025小于[f]=205。
000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4.5M,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=1440mm2,fy=360N/mm2。
板的截面尺寸为b×h=4000mm×120mm,截面有效高度ho=100mm。
按照楼板每6天浇筑一层,所以需要验算6天、12天、18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6天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4。
5m,短边为4.0m;
楼板计算范围跨度内摆放5×4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=2×1。
2×(0.350+25.000×0.120)+1×1。
2×(0.336×5×4/4.500/4。
000)+1.4×(1.000+1。
000)=11。
290kN/m2;
计算单元板带所承受均布荷载q=4。
500×11.288=50。
794kN/m;
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0596×50。
790×4.0002=48.437kN。
m;
验算楼板混凝土强度的平均气温为15℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到6天后混凝土强度达到53。
770%,C30混凝土强度近似等效为C16。
130。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=7。
742N/mm2;
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=As×fy/(b×ho×fcm)=1440。
000×360。
000/(4000。
000×100。
000×7.742)=0.167
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αs=0。
153
此楼板所能承受的最大弯矩为:
M1=αs×b×ho2×fcm=0。
153×4000.000×100.0002×7.742×10-6=47。
398kN。
m;
结论:
由于∑Mi=47.398<=Mmax=48。
437
所以第6天以后的各层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留。
3。
计算楼板混凝土12天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4。
0m;
楼板计算范围跨度内摆放5×4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=3×1。
2×(0。
350+25。
000×0。
120)+2×1。
2×(0。
336×5×4/4。
500/4.000)+1.4×(1。
000+1.000)=15。
760kN/m2;
计算单元板带所承受均布荷载q=4.500×15.755=70。
898kN/m;
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0596×70.900×4.0002=67.608kN.m;
验算楼板混凝土强度的平均气温为15℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到12天后混凝土强度达到74。
570%,C30混凝土强度近似等效为C22.370。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=10.690N/mm2;
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=As×fy/(b×ho×fcm)=1440。
000×360.000/(4000.000×100.000×10.690)=0。
121
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αs=0。
114
此楼板所能承受的最大弯矩为:
M2=αs×b×ho2×fcm=0。
114×4000.000×100。
0002×10。
690×10—6=48。
609kN。
m;
结论:
由于∑Mi=96.008>Mmax=67.608
所以第12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.
B、梁支撑撑计算
一)、参数信息:
1。
脚手架参数
立柱梁跨度方向间距l(m):
1.00;立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
0。
30;
脚手架步距(m):
1.50;脚手架搭设高度(m):
2。
60;梁两侧立柱间距(m):
1。
20;承重架支设:
无承重立杆,木方平行梁截面A;
2.荷载参数
模板与木块自重(kN/m2):
0。
350;梁截面宽度B(m):
0。
250;
混凝土和钢筋自重(kN/m3):
25.000;梁截面高度D(m):
0。
500;
倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):
2.000;施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.000;
3.木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):
9000。
000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13。
000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1。
300;木方的间隔距离(mm):
200。
000;
木方的截面宽度(mm):
50.00;木方的截面高度(mm):
70.00;
4。
其他
采用的钢管类型(mm):
Φ48×3.0。
扣件连接方式:
双扣件,扣件抗滑承载力系数:
0。
80;
梁模板支撑架立面简图
二)、梁底支撑方木的计算
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN):
q1=25。
000×0.250×0.500×0.200=0。
625kN;
(2)模板的自重荷载(kN):
q2=0.350×0。
200×(2×0.500+0。
250)=0.088kN;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值P1=(2.000+2.000)×0.250×0.200=0.200kN;
2。
木方楞的传递集中力计算:
静荷载设计值q=1.2×0。
625+1.2×0。
088=0.855kN;
活荷载设计值P=1。
4×0.200=0。
280kN;
P=0。
855+0。
280=1。
135kN。
3.支撑方木抗弯强度计算:
最大弯矩考虑为简支梁集中荷载作用下的弯矩,
跨中最大弯距计算公式如下:
跨中最大弯距(kN.m)M=1。
135×1.200/4=0.341;
木方抗弯强度(N/mm2)σ=340500。
000/40833。
333=8。
339;
木方抗弯强度8。
339N/mm2小于木方抗弯强度设计值[f]=13。
000N/mm2,所以满足要求!
4。
支撑方木抗剪计算:
最大剪力的计算公式如下:
Q=P/2
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力(kN)Q=1。
135/2=0。
568;
截面抗剪强度计算值(N/mm2)T=3×567.50/(2×