钢管支模架专项施工方案文档格式.docx
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本支撑架使用Ф48×
3.25钢管,钢管壁厚不得小于3mm,钢管上严禁打孔;
采用的扣件,应经试验,在螺栓拧紧扭力矩达65N·
m时,不得发生破坏。
按荷载规范和扣件式钢管模板支架规程,模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重,以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。
三、板模板支架的强度、刚度及稳定性验算
荷载首先作用在板底模板上,按照"
底模→底模方木/钢管→横向水平钢管→扣件/可调托座→立杆→基础"
的传力顺序,分别进行强度、刚度和稳定性验算。
其中,取与底模方木平行的方向为纵向。
(一)板底模板的强度和刚度验算
模板按三跨连续梁计算,如图所示:
(1)荷载计算,此时,
模板的截面抵抗矩为:
w=800×
182/6=4.32×
104mm3;
模板自重标准值:
x1=0.4×
0.8=0.32kN/m;
新浇混凝土自重标准值:
x2=0.25×
24×
0.8=4.8kN/m;
板中钢筋自重标准值:
x3=0.25×
1.1×
0.8=0.22kN/m;
施工人员及设备活荷载标准值:
x4=1×
0.8=0.8kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载标准值:
x5=2×
0.8=1.6kN/m。
g1=(x1+x2+x3)×
1.35=(0.32+4.8+0.22)×
1.35=7.209kN/m;
q1=(x4+x5)×
1.4=(0.8+1.6)×
1.4=3.36kN/m;
对荷载分布进行最不利组合,最大弯矩计算公式如下:
Mmax=-0.1g1lc2-0.117q1lc2=-0.1×
7.209×
0.32-0.117×
3.36×
0.32=-0.1kN·
m;
(2)底模抗弯强度验算
σ=M/W≤f
σ=0.1×
106/(4.32×
104)=2.321N/mm2
底模面板的受弯强度计算值σ=2.321N/mm2小于抗弯强度设计值fm=15N/mm2,满足要求。
(3)底模抗剪强度计算。
荷载对模板产生的剪力为
Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.6×
0.3+0.617×
0.3=1.92kN;
按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算:
τ=3Q/(2bh)≤fv
τ=3×
1919.556/(2×
1000×
18)=0.16N/mm2;
底模的抗剪强度τ=0.16N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.4N/mm2满足要求。
(4)底模挠度验算
模板弹性模量E=6000N/mm2;
模板惯性矩I=800×
183/12=3.888×
105mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,底模的总的变形按照下面的公式计算:
ν=0.677×
(x1+x2+x3)×
l4/(100×
E×
I)+0.990×
(x4+x5)×
I)
=0.677×
(0.32+4.8+0.22)×
3004/(100×
6000×
388800)+0.990×
(0.8+1.6)×
388800)=0.208mm;
挠度设计值[ν]=Min(300/150,10)=2mm
底模面板的挠度计算值ν=0.208mm小于挠度设计值[v]=Min(300/150,10)mm,满足要求。
(二)底模方木的强度和刚度验算
按两跨连续梁计算
(1)荷载计算
x1=0.4×
0.3=0.12kN/m;
x2=0.25×
0.3=1.8kN/m;
x3=0.25×
0.3=0.082kN/m;
x4=1×
0.3=0.3kN/m;
x5=2×
0.3=0.6kN/m;
g2=(x1+x2+x3)×
1.35=(0.12+1.8+0.082)×
1.35=2.703kN/m;
q2=(x4+x5)×
1.4=(0.3+0.6)×
1.4=1.26kN/m;
支座最大弯矩计算公式如下:
Mmax=-0.125×
(g2+q2)×
la2=-0.125×
(2.703+1.26)×
0.82=-0.317kN·
(2)方木抗弯强度验算
方木断面抵抗矩W=bh2/6=60×
802/6=6.4×
104mm3;
σ=0.317×
106/(6.4×
104)=4.954N/mm2;
底模方木的受弯强度计算值σ=4.954N/mm2小于抗弯强度设计值fm=13N/mm2,满足要求。
(3)底模方木抗剪强度计算
荷载对方木产生的剪力为Q=0.625(g2+q2)la=0.625×
0.8=1.982kN;
按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算:
τ=0.619N/mm2;
底模方木的抗剪强度τ=0.619N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.3N/mm2满足要求。
(4)底模方木挠度验算
方木弹性模量E=9000N/mm2;
方木惯性矩I=60×
803/12=2.56×
106mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,方木的总的变形按照下面的公式计算:
ν=0.521×
la4/(100×
I)+0.912×
=0.521×
(0.12+1.8+0.082)×
8004/(100×
9000×
2560000)+0.912×
(0.3+0.6)×
2560000)=0.331mm;
挠度设计值[ν]=Min(800/150,10)=5.333mm
底模方木的挠度计算值ν=0.331mm小于挠度设计值[v]=Min(800/150,10)mm,满足要求。
(三)板底横向水平钢管的强度与刚度验算
根据JGJ130-2001,板底水平钢管按三跨连续梁验算,承受本身自重及上部方木小楞传来的双重荷载,如图所示。
材料自重:
0.036kN/m;
方木所传集中荷载:
取
(二)中方木内力计算的中间支座反力值,即
p=1.1g2la+1.2q2la=1.1×
2.703×
0.8+1.2×
1.26×
0.8=3.589kN;
按叠加原理简化计算,钢管的内力和挠度为上述两荷载分别作用之和。
(2)强度与刚度验算
横向水平钢管计算简图、内力图、变形图如下:
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(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
中间支座的最大支座力Rmax=10.427kN;
钢管的最大应力计算值σ=0.78×
106/4.79×
103=162.799N/mm2;
钢管的最大挠度νmax=1.229mm;
支撑钢管的抗弯强度设计值fm=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值σ=162.799N/mm2小于钢管抗弯强度设计值fm=205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度计算值ν=1.229小于最大允许挠度[v]=min(800/150,10)mm,满足要求!
(四)扣件抗滑力验算
板底横向水平钢管的最大支座反力,即为扣件受到的最大滑移力,扣件连接方式采用双扣件,扣件抗滑力按下式验算
N≤Rc
N=10.427kN;
根据舟山市质监站出具的检测报告舟质检2011-GK-006号,扣件的抗滑移性能为7.0KN。
双扣件抗滑移力N=10.427kN小于Rc=7*2=14kN,满足要求。
(五)立杆稳定性验算
立杆计算简图
1、不组合风荷载时,立杆稳定性计算
(1)立杆荷载。
根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值N应按下式计算:
N=1.35∑NGK+1.4∑NQK
其中NGK为模板及支架自重、新浇混凝土自重与钢筋自重标准值产生的轴向力总和,显然,最底部立杆所受的轴压力最大。
将其分成模板(通过顶部扣件)传来的荷载和下部钢管自重两部分,分别计算后相加而得。
模板所传荷载就是顶部扣件的滑移力(或可调托座传力),根据前节扣件抗滑力计算,此值为F1=10.427kN。
除此之外,根据《规程》条文说明,支架自重按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。
故支架自重部分荷载可取为
F2=0.15×
3.6=0.54kN;
立杆受压荷载总设计值为:
Nut=F1+F2×
1.35=10.427+0.54×
1.35=11.156kN;
其中1.35为下部钢管、扣件自重荷载的分项系数,F1因为已经是设计值,不再乘分项系数。
(2)立杆稳定性验算。
按下式验算
σ=Nut/(φAKH)≤f
φ--轴心受压立杆的稳定系数,根据长细比λ按《规程》附录C采用;
A--立杆的截面面积,取4.57×
102mm2;
KH--高度调整系数,建筑物层高超过4m时,按《规程》;
计算长度l0按下式计算的结果取大值:
l0=h+2a=1.5+2×
0.1=1.7m;
l0=kμh=1.167×
1.325×
1.5=2.319m;
式中:
h-支架立杆的步距,取1.5m;
a--模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度,取0.1m;
μ--模板支架等效计算长度系数,参照《规程》附表D-1,取1.325;
k--计算长度附加系数,按《规程》附表D-2取值为1.167;
故l0取2.319m;
λ=l0/i=2.319×
103/15.9=146;
查《规程》附录C得φ=0.324;
KH=1;
σ=N/(φAKH)=1
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