1、框架厂房工程高支模施工方案第一章 方案编制依据1、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001 J84-2001(2002版);2、建筑结构荷载规范(GB5009-2001);3、混凝土结构工程施工及验收规范(GB50204-92);4、木结构设计规范(GBJ5-88);5、钢结构设计规范(GBJ17-88);6、建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2001);7、本工程的建筑、结构施工图纸;8、建筑施工计算手册(江正荣著)9、模板与脚手架工程施工技术措施第二章 工程概况2.1工程概述*车间为单栋独立厂房,总建筑面积1506.39,总占地面积598.34。首层层高为9.
2、000米,首层6.000米处局部设夹层;二层层高10米,二层5米高处局部设夹层。2.2结构工程概况1本工程基础为预应力桩承台基础,主体为钢筋混凝土框架结构。本工程0.000标高相当于绝对标高15.00米, 2首层梁面结构标高为-1.000m,夹层梁板面结构标高为5.95m,二层梁板面结构标高为8.900m,二层夹层梁板面标高为13.95m,屋面梁板面结构标高为18.6018.90m。首层夹层楼板厚度为100,梁的最大截面为300800,柱的最大截面10001000;二层楼板厚度为120,二层梁的最大截面为4501300,柱的最大截面10001000;二层夹层楼板厚度为110,梁的最大截面为35
3、0800,柱的最大截面10001000;屋面梁的最大截面为9002000,楼板厚度为120,柱的最大截面900900,独立柱间距(即主梁跨度)为10米。3由于施工图中大部分承台、基础梁顶面标高为-1.00,在施工组织设计中的总体施工部署中,在完成承台和基础梁后即进行首层大面积回填土施工。一层、二层支模最小高度分别为8.60m、8m,均属于高支模,尤其是一层模板支撑体系及屋面梁9002000梁的支设是本工程的一个关键,如何安全、牢固、环保、经济地解决这一问题,是我们的工作重点。 第三章 施工难点及应对措施承台基础梁面标高为1.000m,首层层高设计为8.900m (AD轴),无形中增加了楼层模板
4、支架安装高度,大大增加了高支模的施工难度和施工安全。同时由于拟建工程表层土层为回填土,地基承载力较低,无法满足高支模架的承载力要求。拟建建筑物梁板跨度较大、梁较高、荷载较重等原因,在浇筑砼施工时会出现较大沉降量,对模板安装起拱、屋面砼面层标高、平整度等较难控制。为确保工程质量、降低高支模安全风险和施工难度,采取以下措施方案来满足要求:拆除侧模待砼具有一定设计强度后就开始进行地面土方分层回填,分层厚度按照30cm一层进行,随即采取机械强夯施工,土方回填密实度必须达到94(经压实达到94密实度的地基承载力能达到350Kpa以上),直至回填到地面层底面位置。经过地面先施工处理,高支模基底平整度和地基
5、承载力均满足了要求,同时也大大降低了高支撑的高度,降低了高支模的施工难度和风险。第四章 高支模支撑方案4.1 梁模板及支撑架的设计4.1.1、 4501300梁模板及支撑架的设计1、梁的底模与侧模均采用18厚九夹板,次龙骨选用80100方木,梁底模木方垂直于梁截面支设,间距为300,主龙骨采用48*3.5钢管,横向间距400。侧模背次龙骨木方沿梁高方向布置,间距250,梁侧模用12对拉螺栓固定,对拉螺栓沿梁高每400mm设一道,纵向间距每500mm设置一道。主梁底采用三排立杆,立杆沿梁宽间距为450,中间的立杆位于梁宽方向的正中位置,梁两侧的立杆要在梁的截面以外。水平杆间距为1500。3、主梁
6、支撑体系与结构柱连接,并单独设置剪刀撑,保证周边板、次梁模板及支撑体系拆除后的支撑体系的稳定性。4.1.2、 9002000、9001600、8001700梁模板及支撑架的设计1、梁的底模与侧模均采用18厚九夹板,次龙骨选用80100方木,梁底模木方平行于梁截面支设,间距为200,主龙骨采用48*3.5钢管,横向间距400。侧模背次龙骨木方沿梁高方向布置,间距250,梁侧模用16对拉螺栓固定,对拉螺栓沿梁高每400mm设一道,纵向间距每500mm设置一道。主梁底采用四排立杆,立杆沿梁宽间距为450,中间的立杆位于梁宽方向的正中位置,梁两侧的立杆要在梁的截面以外。水平杆间距为1500。3、主梁支
7、撑体系与结构柱连接,并单独设置剪刀撑,保证周边板、次梁模板及支撑体系拆除后的支撑体系的稳定性。4.2 首层顶板模板及支撑架的设计1、顶板模板采用18厚九夹板,次龙骨选用50100方木,间距为400,主龙骨采用48*3.5钢管,间距800。2、满堂脚手架支撑体系设计为:立杆间距800mm,水平杆每1500mm一道,架体纵横相连,设剪刀撑。在脚手架的底端之上200mm,设纵横扫地杆。3、次梁及板的模板体系与主梁相对独立,便于模板支撑体系得分批拆除,二层梁板混凝土强度达到设计80%开始拆除板底、次梁模板及支撑体系,待屋面混凝土浇筑完成拆除二层主梁的支撑体系及模板。4.3 剪刀撑的设置1)满堂模板支架
8、四周与中间每隔四排支架立杆应设置一道纵向剪刀撑,由底至顶连续设置。2)模板支架,其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。3)每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不小于6米,斜杆与地面的倾角宜在4560之间。4)剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接,搭接长度不应小于1米,应采用不少于2个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘到杆件端部距离不应小于100mm。5)剪刀撑的斜杆与基本构架结构杆件之间至少有三道连接,其中斜杆的对接或搭接接头部位至少有一道连接。4.4 与竖向构件的加固措施混凝土的浇筑顺序为“先浇筑竖向混凝土构件,再浇筑水平向混凝土构件”,因此在浇注梁板混凝土时,旁边的竖向构件已具备
9、一定的强度,结合上述情况,支撑体系的连墙件进行如下设置:在靠独立大柱子边上竖向每隔3.0米(与模板支撑体系的水平杆位置相吻合)设置一个钢管柱箍做为钢管支撑体系的连墙件。4.5 支撑立杆基础1、由于在完成承台和基础梁后即进行首层大面积回填土施工。因此二层梁板下的支撑地面为首层回填土地面,考虑到施工场地地下水位本来就较高,再加上雨水影响,导致回填土地面承载力下降,确定在回填土上浇筑100厚C15砼垫层,以增加首层回填土地面的承载力。并采取在立杆下垫木方和模板,加大承压面积。先在土面上垫一块约500500宽的旧模板,在旧模板上垫上50100木方,然后在木方上面架设脚手架立杆。2、屋面梁板的支撑地面为
10、二层梁板结构。为保证上部荷载的有效传递,在浇筑屋面梁板砼前,一、夹层的模板支撑体系暂不拆除,通过模板支撑体系将上部荷载进行传递。第五章 高支模验算书5.1 二层主梁模板验算5.1.1、参数信息: 1.脚手架参数 立柱梁跨度方向间距l(m):0.60;立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10; 脚手架步距(m):1.50;脚手架搭设高度(m):8.60; 梁两侧立柱间距(m):0.90;承重架支设:1根承重立杆,木方垂直梁截面; 2.荷载参数 模板与木块自重(kN/m2):0.350;梁截面宽度B(m):0.450; 混凝土和钢筋自重(kN/m3):25.000;梁截面高度D(m):1.3
11、00; 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):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; 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; 梁模板支撑架立面简图 5.1.2、梁底支撑的计算 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。 1.荷载的
12、计算: (1)钢筋混凝土梁自重(kN/m): q1 = 25.0001.3000.600=19.500 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m): q2 = 0.3500.600(21.300+0.450)/ 0.450=1.423 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): 经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.000+2.000)0.4500.600=1.080 kN; 2.木方楞的支撑力计算 均布荷载 q = 1.219.500+1.21.423=25.108 kN/m; 集中荷载 P = 1.41.080=1.512 kN; 木方计算简图 经过计
13、算得到从左到右各木方传递集中力即支座力分别为: N1=2.154 kN; N2=8.569 kN; N3=2.154 kN; 木方按照三跨连续梁计算。 本算例中,木方的截面惯性矩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; 木方强度计算: 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 = 8.569/0.600=14.282 kN/m; 最大弯距 M =0.1ql2= 0.114.2820.6000.600= 0.51
14、4 kN.m; 截面应力 = M / W = 0.514106/133333.3 = 3.856 N/mm2; 木方的计算强度小于13.0 N/mm2,满足要求! 木方抗剪计算: 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 其中最大剪力: Q = 0.614.2820.600 = 5.142 kN; 截面抗剪强度计算值 T = 35141.527/(280.000100.000) = 0.964 N/mm2; 截面抗剪强度设计值 T = 1.300 N/mm2; 木方的抗剪强度计算满足要求! 木方挠度计算: 最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算
15、值最不利分配的挠度和,计算公式如下: 最大变形 V= 0.67711.902600.0004 /(1009500.000666.667103)=0.165 mm; 木方的最大挠度小于 600.0/250,满足要求! 3.支撑钢管的强度计算 支撑钢管按照连续梁的计算如下 计算简图(kN) 支撑钢管变形图(kN.m) 支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到: 支座反力 RA = RB=0.416 kN 中间支座最大反力Rmax=11.476; 最大弯矩 Mmax=0.298 kN.m; 最大变形 Vmax=0.142 mm; 截面应力 =0.298106/5080.0=58.610 N/
16、mm2; 支撑钢管的计算强度小于205.0 N/mm2,满足要求! 5.1.3、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。 5.1.4、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12.80 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
17、1.48 kN; R 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 5.1.5、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 =11.476 kN ; 脚手架钢管的自重: N2 = 1.20.1298.600=1.332 kN; N =11.476+1.332=12.808 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 = 1.58; 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
18、; - 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:1.167 ; 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)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.1671.7001.500 = 2.976 m; Lo
19、/i = 2975.850 / 15.800 = 188.000 ; 由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.203 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;=12807.819/(0.203489.000) = 129.024 N/mm2; 立杆稳定性计算 = 129.024 N/mm2 小于 f = 205.00满足要求! 立杆计算长度 Lo = h+2a = 1.500+0.1002 = 1.700 m; Lo/i = 1700.000 / 15.800 = 108.000 ; 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= 0.530
20、; 钢管立杆受压强度计算值 ;=12807.819/(0.530489.000) = 49.419 N/mm2; 立杆稳定性计算 = 49.419 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 = 1.700 按照表2取值1.016 ; 公式(3)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.1671.016(1.500+0.1002) = 2.016 m; Lo/i = 2015.642 / 15.800 = 128.000 ; 由长细比
21、 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 ;=12807.819/(0.406489.000) = 64.512 N/mm2; 立杆稳定性计算 = 64.512 N/mm2 小于 f = 205.00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5.2 屋面层主梁模板验算5.2.1、参数信息: 梁段信息:900*2000 1.脚手架参数 立柱梁跨度方向间距l(m):0.40;立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10; 脚手架步距(m):1.50;脚手架
22、搭设高度(m):8.00; 梁两侧立柱间距(m):1.40;承重架支设:2根承重立杆,木方垂直梁截面; 2.荷载参数 模板与木块自重(kN/m2):0.350;梁截面宽度B(m):0.900; 混凝土和钢筋自重(kN/m3):25.000;梁截面高度D(m):2.000; 倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):2.500;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):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.
23、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; 梁模板支撑架立面简图 5.2.2、梁底支撑的计算 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。 1.荷载的计算: (1)钢筋混凝土梁自重(kN/m): q1 = 25.0002.0000.400=20.000 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m): q2 = 0.3500.400(22.000+0.900)/ 0.900=0.762 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): 经计算得到,活荷载
24、标准值 P1= (2.000+2.500)0.9000.400=1.620 kN; 2.木方楞的支撑力计算 均布荷载 q = 1.220.000+1.20.762=24.915 kN/m; 集中荷载 P = 1.41.620=2.268 kN; 木方计算简图 经过计算得到从左到右各木方传递集中力即支座力分别为: N1=2.814 kN; N2=9.431 kN; N3=9.620 kN; N4=2.814 kN; 木方按照简支梁计算。 本算例中,木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=8.00010.00010.000/6 = 133.33 cm3; I=8.00010.00010.00
25、010.000/12 = 666.67 cm4; 木方强度计算: 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 = 9.620/0.400=24.049 kN/m; 最大弯距 M =0.1ql2= 0.124.0490.4000.400= 0.385 kN.m; 截面应力 = M / W = 0.385106/133333.3 = 2.886 N/mm2; 木方的计算强度小于13.0 N/mm2,满足要求! 木方抗剪计算: 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 其中最大剪力: Q = 0.624.
26、0490.400 = 5.772 kN; 截面抗剪强度计算值 T = 35771.760/(280.000100.000) = 1.082 N/mm2; 截面抗剪强度设计值 T = 1.300 N/mm2; 木方的抗剪强度计算满足要求! 木方挠度计算: 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: 最大变形 V= 0.67720.041400.0004 /(1009500.000666.667103)=0.055 mm; 木方的最大挠度小于 400.0/250,满足要求! 3.支撑钢管的强度计算 支撑钢管按照连续梁的计算如下 计算简图(kN) 支撑钢管变形图(kN.m
27、) 支撑钢管弯矩图(kN.m) 经过连续梁的计算得到: 支座反力 RA = RB=1.169 kN 中间支座最大反力Rmax=12.533; 最大弯矩 Mmax=0.366 kN.m; 最大变形 Vmax=0.325 mm; 截面应力 =0.366106/5080.0=72.090 N/mm2; 支撑钢管的计算强度小于205.0 N/mm2,满足要求! 5.2.3、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。 5.2.4、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,
28、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12.80 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=12.53 kN; R 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 5.2.5、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 =12.533 kN ; 脚手架钢管的自重: N2 = 1.20.1368.000=1.306 kN;
29、 N =12.533+1.306=13.838 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 = 1.58; 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
30、为:1.167 ; 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)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.1671.7001.500 = 2.976 m; Lo/i = 2975.850 / 15.800 = 188.000 ; 由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.203 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;=13838.185/(0.203489.000) = 139.404 N/mm2; 立杆稳定性计算 = 139.404 N/mm2 小于 f = 205.00满足要求! 立杆计算长度 Lo = h+2a = 1.500+0.1002 = 1.700 m; Lo/i = 1700.000 / 15.800 = 108.000 ; 公式(2)的计算结果
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