模板(扣件钢管高架)工程施工方案及计算书.pdf
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1、江苏启安建设集团有限公司对ANGSU QAN CONSTRUCTION GROUP CO.LTD模板(扣件钢管高架)工程施工方案及计算书一、工程概况工程名称:连云港爱仕沃玛技术纺织有限公司办公楼工程;工程地点:海州开发区;结构层次:框架结构,地上4 层;建筑高度:1 7.1 m;总建筑面积:2 7 9 2.8 8 m2本工程由连云港爱仕沃玛技术纺织有限公司投资建设,苏州六度建筑设计有限公司设计,连云港市经纬工程建设监理有限公司监理,江苏启安建设集团有限公司组织施工;由张惠兵担任项目经理,范冲担任技术负责人。施工区段:3-A轴3-D轴/3-1 轴3-3 轴。该区段梁、板、柱的模板支设高度均大于5
2、 m,施工难度和危险性较大,系模板(扣件钢管高架)工程。二、编制依据1、高支撑架的计算依据:建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(J GJ 1 3 0-2 0 1 1)混凝土结构设计规范GB 5 0 0 1 0-2 0 1 0 建筑结构荷载规范(GB 5 0 0 0 9-2 0 1 2)钢结构设计规范(GB 5 0 0 1 7-2 0 0 3)等规范编制。2、依据施工图纸。因本工程模板支架高度大于4 米(建筑物总高度达1 7.1 m,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了 施工技术2 0 0 2 (3):扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全中的部分
3、内容。三、楼板模板计算(-)参数信息1.模板支架参数横向间距或排距(m):1.0 0;纵距(m):1.0 0;步距(m):1.5 0;立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.1 0;模板支架搭设高度(m):1 7.1 0;采用的钢管(m m):4 8 x 2.8 :板底支撑连接方式:钢管支撑;立杆承重连接方式:双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:0.8 0;板底钢管的间隔距离(m m):8 0 0.0 0;支架基础为素土夯实后浇筑1 5 0 厚C 2 5 混凝土。2.荷载参数模板与木板自重(kN/n?):0.3 5 0;混凝土与钢筋自重(kN/n?):2 5.0 0 0;施工均布荷
4、载标准值(kN/n?):2.5 0 0 3.材料参数面板采用胶合面板,厚度为1 8 m m;板底支撑采用钢管;面板弹性模量E(N/m n?):9 5 0 0;面板抗弯强度设计值(N/m n?):1 3。4.楼板参数楼板的计算厚度(m m):1 2 0.0 0;江苏启安建设集团有限公司JIANGSU QAN CONSTRUCTION GROUP C O R D单位:(mm)图2楼板支撑架荷载计算单元(-)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 x1.82/6=54 cm3;江苏启安建设集团有限公司JIAN
5、GSU QAN CONSTRUCTION GROUP C O R D1=100 x1.83/12=48.6 cm4;模板面板的按照三跨连续梁计算。800 I 800 I 800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):qi=25x0.12x1+0.35x1=3.35 kN/m;(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):qi 2.5x1=2.5 kN/m;2、强度计算计算公式如下:M=0.1ql2其中:q=l.2x3.35+1.4x2.5=7.52kN/m最大弯矩 M=0.1X7.52X8002=481280 N-m;面板最大应力计算值 c=M/W=4
6、81280/54000=8.913 N/mm2;面板的抗弯强度设计值f=13 N/mm2;面板的最大应力计算值为8.913 N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13 N/mnA满足要求!3、挠度计算挠度计算公式为v=0.677ql4/(l 00EI)2b1,4 2 5 1.4 2 5 3.8 9 8 3.8 9 85.5 0 6 5.5 0 6支撑钢管计算剪力图(kN)最大弯矩 M ma x =0.9 8 2 k N m ;最大变形 V ma x =2.2 6 8 m m ;最大支座力Qm a x=8.4 9 k N ;最大应力 a=9 8 1 8 1 1.2/5 0 8 0 =1 9 3.2
7、7 N/m m2;支撑钢管的抗压强度设计值 f|=2 0 5 N/m m2;支撑钢管的最大应力计算值193.27 N/r m i2小于支撑钢管的抗压强度设计值205 N/m m2,满足要求!4M江苏启安建设集团有限公司对ANGSU QAN CONSTRUCTION GROUP CO.LTD支 撑 钢 管 的 最 大 挠 度 为2.268m m小 于1000/150与10 m m,满 足 要 求!(五)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,P 9 6 页,双扣件承载力设计值取1 6.O O kN,按照扣件抗滑承载力系数0.8 0,该工程实际的旋转双扣件承载
8、力取值为1 2.8 0 kN。纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=8.4 9 kN:R 1 2.8 0 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!(六)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 脚手架的自重(kN):Na,=0.1 38 x 1 7.1 =2.36 7 kN;钢管的自重计算参照 扣件式规范附录A。(2)模板的自重(kN):NG 2=0.35 x 1 x 1 =0.35 kN;(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):NG 3=2 5 x 0.1 2 x 1 x 1 =3 kN;经计算得到,静荷载标准值NG=NG
9、I+NO 2+NG 3=5.7 1 7 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=(2.5+2 )x 1 x 1 =4.5 kN;3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算N=1.2NG+1.4NQ=1 3.1 6 kN;(七)立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式:o=N/(pA)勺 H其 中N-立杆的轴心压力设计值(kN):N=1 3.1 6 kN;(P-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(c m):i =1.5 8 c m;A 立杆净截面面积(c m?):A=4.8 9 c m2;W-立杆净截面模量
10、(抵抗矩)(c n?):W=5.0 8 c n r ;Q-钢管立杆最大应力计算值(N/m m2);fl-钢管立杆抗压强度设计位:f =2 0 5 N/m m2;L 0-计算长度(m);按下式计算:江苏启安建设集团有限公司对ANGSU QAN CONSTRUCTION GROUP CO.LTDl o =h+2 a=1.5+0.1 x 2 =1.7 m;a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a =0.1 m;l0/i=1 7 0 0/1 5.8=1 0 8 ;由 长 细 比L o/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数(p=0.53 ;钢管 立杆的最大应力计算值;0=1 3 1 59.
11、9 68/(0.53 x 4 8 9)=50.7 7 7 N/m m2;钢管立杆的最大应力计算值。=50.777 N/m m?小于钢管立杆的抗压强度设计值 f =205N/m m2,满足要求!如果考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算l o =k k 2(h+2 a)=1.1 67 x 1.0 4 6x(1.5+0.1 x 2)=2.0 7 5 m;k,-计算长度附加系数按照表1取值1.1 67;k2-计算长度附加系数,h+2 a=1.7按照表2取值1.0 4 6;L o/i =2 0 7 5.1 59/1 5.8=1 3 1 ;由 长 细 比L o/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数(
12、p=0.3 9 1 ;钢管 立杆的最大应力计算值;0=1 3 1 59.9 68/(0.3 9 1 x 4 8 9)=68.8 2 9 N/m m2;钢管立杆的最大应力计算值。=68.829 N/E?小于钢管立杆的抗压强度设计值 f =205N/m m2,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。表 1模 板 支 架 计 算 长 度 附 加 系 数 ki步距 hG)h 0.9 0.9 h 1.2 1.2 4 4 1.5 1.5h2.1kl 1.243 1.185 1.167 1.163表2模 板 支 架 计 萱长度附加系数k2HGn)h+2运4ulh(6m)81
13、01214161820253035401.351.01.0141.0261.0391.0421.0541.0611.0811.0921.1131.1371.1551.1731.441.01.0121.0221.0311.0391.0471.0561.0641.0721.0921.1111.1291.1491.531.01.0071.0151.0241.0311.0391.0471.0551.0621.0791.0971.1141.1321.621.01.0071.0141.0211.0291.0361.0431.0511.0561.0741.0901.1061.1231.801.01.0071
14、.0141.0201.0261.0331.0401.0461.0521.0671.0811.0961.Ill1.921.01.0071.0121.0181.0241.0301.0351.0421.0481.0621.0761.0901.1042.041.01.0071.0121.0181.0221.0291.0351.0391.0441.0601.0731.0871.1012.251.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0421.0571.0701.0811.0942.701.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0
15、421.0531.0661.0781.091以上表参照 扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全。(八)立杆的地基承载力计算立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求Pfg地基承载力设计值:江苏启安建设集团有限公司对ANGSU QAN CONSTRUCTION GROUP CO.LTDfg=以xh=120 x1=120 kpa;其中,地基承载力标准值:fgk=120 kpa;脚手架地基承载力调整系数:h=l;立杆基础底面的平均压力:p=N/A=13.16/0.25=52.64 kpa;其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:N=13.16 kN;基础底面面积:A=0.25 m2。p=52.64 W。
16、=120 k p a。地基承载力满足要求!(九)梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求(工程经验)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
17、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
18、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,当设计荷载NW12kN时,可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。江苏启安建设集团有限公司JIANGSU QAN CONSTRUCTION GROUP CO.LCD6.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
19、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。四、梁模板计算()梁段:WKL8(2)、WKL3(3)600 江苏启安建设集团有限公司卜JIANGSU QAN CONSTRUCTION GROUP CO.LTDA、参数信息L模板支撑及构造参数梁截面宽度B(m):0.30;梁截面高度D(m):0.65;
20、混凝土板厚度(mm):120.00;立杆沿梁跨度方向间距L,(m):1.00;立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10;立杆步距h(m):1.50;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.50;梁支撑架搭设高度H(m):17.10;梁两侧立杆间距(m):0.60;承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向;梁底增加承重立杆根数:0;采用的钢管类型为48x2.8;立杆承重连接方式:单扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:1.00;2.荷载参数新浇混凝土重力密度(kN/n?):24.00;模板自重(kN/n?):0.30;钢筋自重(kN/n?):L50;施工均布荷载标准值
21、(kN/n?):2.0;新浇混凝土侧压力标准值(kN/n?):14.4;振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/n?):2.0;振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/n?):4.0;3.材料参数木材品种:东北落叶松;木材弹性模量E(N/mn?):10000。木材抗压强度设计值fb(N/mm):15.0;木材抗弯强度设计值fiiXN/mn?):17.0;木材抗剪强度设计值fXN/mm?):1.6;面板材质:胶合面板;面板厚度(mm):20.00;面板弹性模量EfN/mn?):6000.0;面板抗弯强度设计值finCN/mn?):13.0;4.梁底模板参数梁底方木截面宽度b(mm):60.0;梁底方木截面高度h
22、(mm):80.0;梁底纵向支撑根数:2;5.梁侧模板参数主楞间距(mm):500;次楞根数:4;主楞竖向支撑点数量:4;固定支撑水平间距(mm):500;竖向支撑点到梁底距离依次是:150mm,300mm,350mm,450mm;主楞材料:木方;宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00;主楞合并根数:2;次楞材料:木方;4 M江苏启安建设集团有限公司对ANGSU QAN CONSTRUCTION GROUP CO.LTD宽度(m m):6 0.0 0:高度(m m):8 0.0 0;B、梁侧模板荷载计算按 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
23、:F=0.2 2 y tp p2Vl/2F=y H其中丫一混凝土的重力密度,取2 4.O O O k N/n?;t 新浇混凝土的初凝时间,取2.0 0 0 h;T 混凝土的入模温度,取2 0.0 0 0;V 一 混凝土的浇筑速度,取I.5 0 0 m/h;H 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取0.6 0 0 m;P i-外加剂影响修正系数,取1.2 0 0;P2-混凝土坍落度影响修正系数,取1.1 5 0。分别计算得1 7.8 4 8 k N/m 、1 4.4 0 0 k N/m2,取较小值1 4.4 0 0 k N/m?作为本工程计算荷载。C、梁侧模板面板的计算面板为受弯结构,
24、需要验算其抗弯强度和刚度。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。次楞的根数为4 根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。177|177 177面板计算简图(单位:m m)1.强度计算材料抗弯强度验算公式如下:G=M/W 0.5 x l 4.4=8.6 4 k N/m:振捣混凝土荷载设计位:q2=1 4 x 0,5 x 4=2.8 k N/m;计算跨度:1 =(6 5 0-1 2 0)/(4-1)=1 7 6.6 7 m m;面板的最大弯矩 M=0.1 x 8.6 4 x (6 5 0-l 2 0)/(4-1)2+0.1 1 7 x 2.8
25、x (6 5 0-1 2 0)/(4-l)2=3.7 2、1 O -m m;面板的最大支座反力为:N=l.l q|l+1.2 q2l=1.1 x 8.6 4 0 x (6 5 0-1 2 0)/(4-l)/1 0 0 0+1.2 x 2.8 0 0 x (6 5 0-1 2 0)/(4-l)/1 0 0 0=2.2 7 3 k N;经计算得到,面板的受弯应力计算值:G =3.7 2 x l 0 4/3.3 3*1 0 4=1 N/m m 2;面板的抗弯强度设计值:f =1 3 N/m m2;面板的受弯应力计算值。n.l N/m m?小于面板的抗弯强度设计值 f =13N/mm2,满足要求!2.
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