湘江雅颂居地下室高支模方案Word格式文档下载.docx
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t0—新浇混凝土的初凝时间(h),其中t0=200/(T+15)(T为混凝土的浇捣温度(℃),取10℃);
t0=200/(T+15)=200/(10+15)=8;
v—混凝土的浇筑速度(m/h);
β1—外加剂影响修正系数,不掺外加剂时为1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.20;
β2—混凝土的坍落度影响修正系数,当坍落度小于30㎜时,取0.85;
50㎜—90㎜时,取1.0;
110㎜—150㎜时,取1.15。
F1=0.22×
25500×
8×
1.2×
1.15×
1.61/2
=78.342kN/m2
F2=γcH=25.5×
0.7=17.85kN/m2
取两者中小值,即F2=17.85kN/m2
②混凝土侧压力设计值:
F=F1×
分项系数
=17.85×
1.2
=24.42KN/m2
⑵倾倒混凝土时产生的水平荷载:
因为本工程采用泵送混凝土,取值为6KN/m2(经验值)
荷载设计值为6×
1.4=8.40KN/m2
⑶荷载组合
F/=24.42+8.40=32.82KN/m2
3、验算:
1)模板验算(取梁底水平方向1m长板为计算截面):
18厚厚胶合板截面特征(查《建筑施工手册(第四版)》P511页表8-59):
I=1/12bh3=(1/12)×
400×
183=1.944×
105mm4
m=105N/mm2(按酚醛树脂胶板)
W=1/6bh2=(1/6)×
182=2.16×
104mm3
E=11.1×
103N/mm2(按酚醛树脂胶板)
[ω]=240/250=0.96mm
①计算简图(按五等跨计算):
化为均布线荷载
q1=F/×
1/1000=32.82×
1/1000=32.82N/mm(用于计算承载力)
q2=F×
1/1000=24.42×
1/1000=24.42N/mm(用于验算挠度)
②抗弯强度验算(查《建筑施工手册》P52页表2-14):
Mmax=0.078×
q1L22=0.078×
32.82×
2402=1.475×
105N.mm
σmax=Mmax/W=1.475×
105/2.16×
104=6.83N/mm2<
m=105N/mm2
符合要求。
③挠度验算:
ωmax=0.644×
q2L4/(100EI)=0.644×
(24.42×
2404)/(100×
11.1×
103×
1.944×
105)=0.242mm<
[ω]=0.96mm
梁侧木枋按间距200㎜设置,梁底按间距100㎜设置。
2)木枋强度验算(杉木枋):
60×
80木方截面特征(查《建筑施工手册(第四版)》P79页表2-98):
803=2.56×
106mm4
802=6.4×
104mm3
[ω]=400/250=1.60mm
E=9.0×
103N/mm2
m=11N/mm2
0.24/1000=32.82KN/m2×
0.24m/1000=7.877N/mm(用于计算承载力)
0.24/1000=24.42KN/m2×
0.24m/1000=5.861N/mm(用于计算挠度)
q1L2=0.078×
7.877×
4002=0.983×
бmax=Mmax/W=0.983×
105/6.40×
104=1.536N/mm2<
q2L4/(100EI)=0.644×
5.861×
4004/(100×
9×
6.4×
106)=0.017mm<
[ω]=1.60mm
3)对拉螺栓验算:
对拉螺栓间距0.5m
Φ14螺栓净截面面积A=153.86mm2
①对拉螺栓拉力:
N=F/×
0.50×
0.70=32.82×
0.70=11.498KN
②对拉螺栓应力:
б=N/A=11.498×
103/153.86=74.73N/mm2<
170N/mm2
2.3立杆按轴心受压构件计算强度、刚度和稳定性计算
1、计算依据和相关数据
1)依据:
《建筑施工机件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
2)确定计算参数:
立杆横距:
LY=1m;
立杆纵距:
LX=1m
横杆步距:
h=1.4m;
计算单元面积:
A=LX×
LY=1×
1=1㎡
3)确定计算单元:
以300×
700最大的梁部位为例,计算详图见下图:
4)钢管特性参数:
截面面积A=4.24cm2(按壁厚3㎜考虑),i=1.58cm(查JGJ130-2001附表B),强度设计值f=205N/㎜2(查JGJ130-2001表5.1.6),容许长细比λ=210(查JGJ130-2001表5.1.9)。
5)荷载分项系数:
恒载取1.2,活荷载取1.4。
2、荷载计算(以300×
700最大的梁为例):
1)活荷载标准值包括:
a.施工荷载3.0kN/㎡(包括施工人员和施工设备的荷载之和);
b.振动荷载2.0kN/㎡(包括施工人员振动荷载、混凝土输送管振动荷载和混凝土振捣荷载之和);
c.倾倒混凝土产生的荷载,因为本工程采用泵送混凝土,按经验取值为6.0KN/㎡;
活荷载标准值合计:
N活=(3.0+2.0+6.0)×
1.0×
1.0=11kN。
2)恒载标准值计算:
a.大梁及板(梁b×
h=300×
700,板厚300):
N恒1=(0.3×
0.7×
1+1×
1×
0.3)×
25.5kN/m3=13kN;
b.杆件自重(Φ48,t=3.0mm,3.84Kg/m(按壁厚3.5㎜考虑,计算偏安全)):
根据《建筑施工机件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)查表A-1得:
该支模架自重为:
0.1291kN/m×
(15.95-0.16-0.1)/(1×
1)=1.91kN/㎡;
N恒2=1.91×
1=1.91kN。
c.其他恒载:
模板自重1kN/㎡(经验取值);
N恒3=1×
1=1kN;
恒载标准值合计:
N恒=13+1.91+1=15.91kN。
3、强度验算:
N≦AfA=424㎜2f=205N/㎜2
N容=424×
205=86920NN=86.92kN
N轴=11×
1.4+15.91×
1.2=34.492kN﹤N容
强度安全系数K=86.92/34.492=2.52≥1.50(依据《建筑施工手册(第四版)》P239页第(3)条第2条规定)。
4、刚度验算(JGJ130-2001公式5.3.1-1):
λ=L0/i≦[λ]
容许细长比[λ]=210回转半径i=15.8mm
根据《建筑施工机件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.6.2-3:
L0=h+2a
h—支架立杆的步距:
h=1400mm
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a=200mm
λ=L0/i=1800/15.8=113.92﹤[λ]=210
5、稳定验算(JGJ130-2001公式5.3.1-1):
N≦Φaf
其中N轴——立杆的轴心压力设计值,N=34.492kN;
Φ——轴心受压构件参数,由λ=113.92,查《建筑施工机件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)附录C,得Φ=0.489;
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=4.24
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);
W=5.08
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]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
N容=0.489×
424×
205=42503.88NN容=42.50388kN
N轴=34.492kN﹤N容=42.50388kN
稳定安全系数K=42.50388/34.492=1.23≤2.0(依据《建筑施工手册(第四版)》P239页第(3)条第2条规定)。
不符合要求。
对支撑架进行调整立杆横距:
LY=0.8m;
LX=0.8m
h=1.2m;
A=0.8×
0.8=0.64㎡
0.8×
0.8=7.04kN。
恒载标准值:
0.8+0.8×
25.5kN/m3=9.18kN;
b.杆件自重(Φ48,t=3.0mm,3.84Kg/m(按壁厚3.5㎜考虑,计算偏安全):
(15.95-0.16-0.1)/(0.8×
0.8)=2.98kN/㎡;
N恒2=2.98×
0.8=1.91kN。
0.8=0.64kN;
N恒=9.18+1.91+0.64=11.73kN。
N轴=1.2×
N恒+1.4×
N活=23.932kN
h=1200mm
λ=L0/i=1600/15.8=101﹤[λ]=210
Φ——轴心受压构件参数,由λ=101,查《建筑施工机件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)附录C,得Φ=0.580;
N容=0.58×
205=50.41KN
N轴=23.932kN﹤N容=50.41kN
稳定安全系数K=50.41/23.932=2.105≥2.0(依据《建筑施工手册(第四版)》P239页第(3)条第2条规定)。
2.4横杆的强度和刚度验算(取梁底横杆计算)及扣件防滑验算
1、钢管的各项参数:
所受的均布面荷载:
Q=N轴/(0.80×
0.80)=23.932kN/0.64
=37394N/m2
钢管参数:
E=2.06×
105N/mm2f=205N/mm2(查JGJ130-2001表5.1.6)W=5.08cm3I=12.19cm4(查JGJ130-2001附录B)
2、横杆的强度验算:
1)纵向、横向水平杆的抗弯强度应按下式计算(JGJ130-2001公式5.2.1):
σ=M/W≤f
(1)
式中M-弯矩设计值,按第
(2)条的规定计算;
W-截面模量,W=5.08cm3;
f-钢材的抗弯强度设计值,f=205N/mm2。
2)纵向、横向水平杆弯矩设计值,应按下式计算(JGJ130-2001公式5.2.2):
M=1.2MGK+1.4∑MQK
(2)
式中 MGK-脚手架自重标准值产生的弯矩;
MQK-施工荷载标准值产生的弯矩。
3)纵向、横向水平杆的挠度应符合下式规定(JGJ130-2001公式5.2.3):
υ≤[υ](3)
式中υ—挠度;
[υ]—容许挠度。
4)受弯构件的挠度不超过下表中规定的容许值:
受弯构件的容许挠度(JGJ130-2001表5.1.8)
构件类别
容许挠度[υ]
脚手架,纵向、横向水平杆
L/150与10mm
悬挑受弯杆件
L/400
5)计算纵向、横向水平杆的内力与挠度时,纵向水平杆宜按三跨连续梁计算,计算跨度取纵距La=800mm;
横向水平杆宜按简支梁计算,计算跨度Lo=800mm;
6)纵向或横向水平杆与立杆连接时,其扣件的抗滑承载力应符合下式规定:
R≤RC(4)
式中R-纵向、横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
RC-扣件抗滑承载力设计值,应按下表采用。
扣件、底座的承载力设计值(KN)(JGJ130-2001表5.1.7)
项目
承载力设计值
对接扣件(抗滑)
3.20
直角扣件、旋转扣件(抗滑)
8.00
底座(抗压)
40.00
(注:
扣件螺栓拧紧扭力矩值不应小于40N.m,且不应大于65N.m)
7)纵向水平杆计算(800×
800)
根据前述内容,设计取值如下:
脚手板自重0.35×
0.80=140N/m钢管自重0.1266kN/㎡×
0.40m=50.64N/m
施工荷载标准值3KN/m2×
0.80=2400N/m
抗弯强度计算如下:
q=1.2×
(140+50.64)+1.4×
2400=3589N/m
M=1/8×
3589×
0.82=287.12N·
m
W=5.08cm3=5080mm3
I=12.19cm4=121900mm4
A=424mm2
σ=M/W=287.12×
103/5080
=56.5N/mm2<ƒ=205N/mm2
挠度计算如下(《建筑施工手册》P47页表2-6):
υ=5×
qL4/384EI
=5×
0.804×
109/384×
2.06×
105×
121900
=0.7622mm<[υ]=400/150=2.67mm
R=1.1×
0.4=1.58KN<RC=8KN
为提高扣件的抗滑承载力,在梁底和板底的水平纵杆下全部增加抗滑附扣。
由于本支模架四周均有建筑物,且与其它主体支模架和柱有可靠连接,可不考虑风载影响和抗倾覆验算。
基础为配筋混凝土地面,且基座为槽钢及枕木,亦可不进行基础承载力验算。
(三)高支模架沉降变形的监控和构造措施
依据《建筑施工手册(第四版)》P239页第(3)条第3条规定,支模架最大沉降量不得超过10㎜。
由于无相关规范作参考,本工程暂不对沉降变形量大小进行验算,只加强对架体沉降变形的监控,并采取相应措施进行处理:
1、加强对支模架的沉降观测,在支模架的四周和中间的立杆上设置若干沉降观测点,在支模架搭设、模板安装和混凝土浇捣过程中,密切关注支模架的沉降情况,当增加一步架高和完成每一道施工工序时,即观测一次,一旦出现沉降不均匀或沉降量超过规范要求的现象(超过10㎜),立即停止施工,对支模架采取加固措施。
2、加强对架体变形的控制,关键在于增加支模架的整体刚度,依据《结构力学》中“三角形稳定性原理”(三角构件是稳定的结构构件),架体的每个节点(即水平杆与立杆的连接扣)均要与相邻的另外两个节点形成三角形,则架体的稳定性较好。
故在支模架搭设过程中,要增加竖向剪刀撑和水平剪刀撑及水平斜杆的设置,这是增加支模架整体刚度的有效办法。
3、两个高支模架之间及高支模架与柱形成一个整体,这是增加高支模架整体稳定性,减少变形的另一个可行办法。
(四)结论
通过对5.25米高支模的验算可知,立杆横距:
LX=0.8m;
h=1.2m的高支模设计方案能满足施工要求。
三、高支模施工
3.1构配件的选材
3.1.1钢管:
扣件式脚手架的钢管必须采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793)中规定的3号钢管,其质量必须符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定。
钢管采用φ48壁厚3.5mm规格钢管,外径允许偏差-0.5mm,壁厚允许偏差-0.5mm,两端面切斜允许偏差1.7mm,外表面锈蚀深度不大于0.5mm.
钢管上严禁打孔。
钢管必须挺直,端部不得翘曲,立杆弯曲不得大于12mm,水平杆弯曲不得大于20mm。
3.1.2扣件:
扣件为钢管的连接件,分为直角扣件(用于两根呈垂直交叉钢管的连接)、旋转扣件(用于两根呈任意角度交叉钢管的连接)、对接扣件(用于两根钢管对接连接)。
扣件的材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定,采用机械性能不低于KT33-8的可锻铸铁制造,铸铁不得有裂纹、气孔,不宜有疏松、砂眼或其他影响使用性能的铸造缺陷。
扣件与钢管的贴合面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好,扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应不小于1mm,当扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离应不小于5mm。
扣件表面应进行防锈处理。
扣件在螺栓拧紧扭力矩达65N·
m时,不得发生破坏。
3.1.3脚手板:
脚手板采用竹脚手板。
脚手板上严禁堆载。
角部不得翘曲,板面挠曲不得大于12mm。
3.1.4模板及木枋
梁板底模及侧模均采用18mm厚胶合板,木枋采用60×
80杉木枋,枕木采用200×
2000×
50松木板,含水率均要小于25%。
槽钢材料应符合Q235-A级钢的要求,。
3.2构配件的验收
3.2.1新钢管的检查应符合下列规定:
1、必须有产品质量合格证,且进场后需进行现场取样送检合格后方可使用。
2、必须有质量检验报告,钢管材质检验方法应符合现行国家标准《金属拉伸试验方法》(GB/T228)的有关规定,质量应符合现行标准《碳素结构钢.》(GB/T700)中Q235-A的规定。
3、钢管表面应平直光滑,不能有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道。
4、钢管外径、壁厚、等的允许偏差为-0.05mm,端面允许偏差为1.70mm。
5、钢管必须涂有防锈漆。
6、钢管上严禁有打孔。
3.2.2旧钢管的检查应符合下列规定:
1、表面锈蚀深度应小于0.50mm,检查时在锈蚀严重的钢管中抽取三根,在每根锈蚀严重的部位横向截断取样检查,当锈蚀深度超过规定值时不得使用。
2、钢管的弯曲变形在每1.5m长度不得大于5mm。
3、严禁使用打孔的钢管。
3.2.3扣件验收必须符合下列规定:
1、新扣件必须有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。
当对扣件质量有怀疑时,应现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB-15831)的对定抽样检测。
2、旧扣件使用前必须进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝的必须更换。
3、新旧扣件必须进行防锈处理。
3.3施工步骤
基础处理→垫层上分线→铺设枕木、槽钢→搭设脚手架立杆、水平杆→搭设剪刀撑→铺模板龙骨→支模板→绑扎钢筋、铺设预应力筋→浇筑混凝土→混凝土养护→普通楼板预应力筋张拉→浇捣后浇带混凝土→后浇带处预应力筋张拉→拆模。
3.3.1地基处理:
支撑基础为300厚C35砼地下室底板,满足要求。
3.3.2脚手架搭设:
高支模施工关键是脚手架的搭设,其搭设做法如下:
1、在搭设脚手架之前,在地面弹出主梁和立杆纵横方向位置线,并进行抄平。
2、脚手架的组装自一端延伸向另一端,自下而上按步架设,并逐层改变搭设方向,减少误差积累。
不能自两端相向搭设或相间进行,以免结合处错位,难于连接。
3、支架立杆应协调设置,做到纵横各成一线,以便搭设水平加固杆和交叉支撑。
4、驳接钢管应同在一竖向中心线上。
5、钢管之间连接的接头牢固可靠,接头采用标准连接扣件。
6、立杆采用枕木或槽钢作铺垫。
7、立杆搭设:
立杆的搭设是关键,在架体搭设以前,要在混凝土架体基础上弹出纵横双向十字线,用钢尺将立杆间距均匀标出,保证立杆的位置准确。
然后铺设枕木或槽钢,再进行搭设脚手架。
立杆接长必须采用对接扣件,不准采用搭接,立杆接头位置要相互错开,不能在同一水平面上,具体措施是在立第一根立杆时分别采用3米、4.5米和6米的立杆依次排列,上面则采用6米架管接长。
支架立杆应竖直设置,2m高度的垂直允许偏差为15mm。
所有支承架下立杆在梁底、板底主受力接点扣件下端必须设置防滑保护扣。
8、水平杆搭设:
水平杆要纵横向满设,水平杆接长采用对接,接头位置要相互错开。
水平纵横杆步距为1400㎜,到深梁底正好十步。
深梁部分设置两道纵横杆。
9、扫地杆搭设:
脚手架设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮200㎜处的立杆上。
横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
10、剪刀撑搭设:
剪刀撑斜杆与地面的夹角为45°
-60°
,支撑架体四周与中间每隔五排立杆设置一道纵向剪刀撑,梁底纵向立杆两
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