1、满堂脚手架支撑施工方案方针满堂脚手架施工方案一、工程概况 二、编制依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)混凝土结构设计规范GB50010-2002建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)钢结构设计规范(GB 50017-2003)三、板高支撑架计算书(一)参数信息:1.脚手架参数 横向间距或排距(m):1.00;纵距(m):0.90;步距(m):1.50;立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;脚手架搭设高度(m):6.00;采用的钢管(mm):483.5 ;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
2、与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):24.000;楼板浇筑厚度(m):0.200;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):1.000;3.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):300.000;木方的截面宽度(mm):80.00;木方的截面高度(mm):100.00; 图2 楼板支撑架荷载计算单元(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
3、性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=8.00010.00010.000/6 = 133.33 cm3; I=8.00010.00010.00010.000/12 = 666.67 cm4; 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= 24.0000.3000.200 = 1.440 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m): q2= 0.3500.300 = 0.105 kN/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+2.000)0.9000.300 = 0.810 kN;2.强度计算: 最大弯矩考虑为
4、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(1.440 + 0.105) = 1.854 kN/m;集中荷载 p = 1.40.810=1.134 kN;最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.1340.900 /4 + 1.8540.9002/8 = 0.443 kN.m;最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.134/2 + 1.8540.900/2 = 1.401 kN ;截面应力 = M / w = 0.443106/133.333103 = 3.322 N/mm2;方木的计算强度为 3.322 小13.0 N/mm2,满足
5、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 = 0.9001.854/2+1.134/2 = 1.401 kN;截面抗剪强度计算值 T = 3 1401.300/(2 80.000 100.000) = 0.263 N/mm2; 截面抗剪强度设计值 T = 1.300 N/mm2; 方木的抗剪强度为0.263小于 1.300 ,满足要求!4.挠度计算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下: 均布荷载 q = q1 + q2 = 1.440+0.105=1.545
6、 kN/m;集中荷载 p = 0.810 kN;最大变形 V= 51.545900.0004 /(3849500.0006666666.67) + 810.000900.0003 /( 489500.0006666666.67) = 0.403 mm; 方木的最大挠度 0.403 小于 900.000/250,满足要求!(三)木方支撑钢管计算: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 = 1.8540.900 + 1.134 = 2.803 kN; 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)
7、 最大弯矩 Mmax = 0.943 kN.m ; 最大变形 Vmax = 2.412 mm ; 最大支座力 Qmax = 10.192 kN ; 截面应力 = 0.943106/5080.000=185.715 N/mm2 ; 支撑钢管的计算强度小于 205.000 N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150与10 mm,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 。纵向或横向水平杆传给
8、立杆的竖向作用力设计值 R= 10.192 kN; R 12.80 kN,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 = 0.1296.000 = 0.775 kN; 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 = 0.3501.0000.900 = 0.315 kN;(3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3 = 24.0000.2001.0000.900 = 4.320 k
9、N; 经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.410 kN;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 ) 1.0000.900 = 2.700 kN;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 = 10.272 kN;(六)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(kN) :N = 10.272 kN; - 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.
10、58 cm; A - 立杆净截面面积(cm2):A = 4.89 cm2; W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08 cm3; - 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 =205.000 N/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 = 0.100 m; 公式(1
11、)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.1551.7001.500 = 2.945 m; Lo/i = 2945.250 / 15.800 = 186.000 ;由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.207 ;钢管立杆受压强度计算值 ;=10271.520/(0.207489.000) = 101.474 N/mm2;立杆稳定性计算 = 101.474 N/mm2 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+0.1002 = 1.700 m; Lo/i = 1700.000 / 1
12、5.800 = 108.000 ; 由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.530 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;=10271.520/(0.530489.000) = 39.632 N/mm2;立杆稳定性计算 = 39.632 N/mm2 小于 f = 205.000满足要求! 如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算 lo = k1k2(h+2a) (3) k1 - 计算长度附加系数按照表1取值1.243; k2 - 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.007 ; 公式(3)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a)
13、 = 1.2431.007(1.500+0.1002) = 2.128 m; Lo/i = 2127.892 / 15.800 = 135.000 ; 由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.371 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;=10271.520/(0.371489.000) = 56.618 N/mm2;立杆稳定性计算 = 56.618 N/mm2 小于 f = 205.000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。 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。四、梁支撑架计算书(一)参数信息:1.脚手架参数立柱梁
14、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):1.00;脚手架搭设高度(m):6.00;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B;2.荷载参数 模板与木块自重(kN/m2):0.350;梁截面宽度B(m):0.300;混凝土和钢筋自重(kN/m3):25.000;梁截面高度D(m):0.550; 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):10000.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000; 木方抗剪强度
15、设计值(N/mm2):1.300;木方的间隔距离(mm):300.000; 木方的截面宽度(mm):80.00;木方的截面高度(mm):100.00;4.其他 采用的钢管类型(mm):483.5。 扣件连接方式:双扣件,扣件抗滑承载力系数:0.80; 图1 梁模板支撑架立面简图(二)梁底支撑钢管的计算作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。1.荷载的计算: (1)钢筋混凝土梁自重(kN): q1= 25.0000.3000.5500.300=1.238 kN; (2)模板的自重荷载(kN): q2 = 0.3500.300(20.550+0.300) =
16、0.147 kN; (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)0.3000.300=0.360 kN;2.木方楞的传递均布荷载计算: P = (1.2(1.2380.147)+1.40.360)/0.300=7.218 kN/m;3.支撑钢管的强度计算: 按照均布荷载作用下的简支梁计算 均布荷载,q=7.218 kN/m; 计算简图如下 支撑钢管按照简支梁的计算公式 M = 0.125qcl(2-c/l) Q = 0.5qc经过简支梁的计算得到:钢管最大弯矩 Mmax=0.1257.2180.3001.200(2
17、-0.300/1.200)=0.568 kN.m; 截面应力=568417.500/5080.000=111.893 N/mm2; 水平钢管的计算强度小于205.0 N/mm2,满足要求! 钢管支座反力 RA = RB=0.57.2180.300=1.083 kN;(三)梁底纵向钢管计算 纵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: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
18、计算(规范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN; 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=1.08 kN R 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! (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 =1.083 kN ; 脚手架钢管的自重: N2 = 1.20.1496.000=1.072 kN; 楼板的混凝土模板的自重: N3=0.720 kN; N =1.083+1.072+0.720=2.875 kN; -
19、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 = 1.58; 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 =205.00 N/mm2; lo - 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 lo = k1uh (1) lo = (h+2a) (2) k1 - 计算长度附加系数,按照表1取值为:1.185 ; u - 计算长度系数,参照扣件式规范表5.
20、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 =0.300 m; 公式(1)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.1851.7001.000 = 2.015 m; Lo/i = 2014.500 / 15.800 = 128.000 ; 由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.406 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;=2874.780/(0.406489.000) = 14.480 N/mm2;立杆稳定性计算 = 14.480 N/mm2 小于 f = 205.00满足要求! 立杆计算长度 Lo = h+2a =
21、1.000+0.3002 = 1.600 m; Lo/i = 1600.000 / 15.800 = 101.000 ;公式(2)的计算结果:由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.580 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;=2874.780/(0.580489.000) = 10.136 N/mm2;立杆稳定性计算 = 10.136 N/mm2 小于 f = 205.00满足要求! 如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算 lo = k1k2(h+2a) (3) k2 - 计算长度附加系数,h+2a = 1.600 按照表2取值1.007 ; 公式(3)的计算结
22、果: 立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.1851.007(1.000+0.3002) = 1.909 m; Lo/i = 1909.272 / 15.800 = 121.000 ; 由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.446 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;=2874.780/(0.446489.000) = 13.181 N/mm2;立杆稳定性计算 = 13.181 N/mm2 小于 f = 205.00满足要求!五、技术措施 除了要遵守扣件架规范的相关要求外,还要考虑以下内容 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
23、立杆或双立杆; 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: 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。 3.整体性构造层的设计: a.当支撑架高度20m或横向高宽比6时,需要设置整体性单或双水平加强层; b.单水平加强层可以每4-6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立
24、杆连接,设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3; c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10-15m设置,四周和中部每10-15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层; 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.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm; b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm; c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当
25、设计荷载N12kN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; d.地基支座的设计要满足承载力的要求。 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。
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