沉重架施工方案.docx
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沉重架施工方案
关于承重支模架扣件检验结果不合格的处理措施
根据鄞州区鄞西污水处理厂土建工程原支模架方案,钢管直径(mm):
48.00;壁厚(mm):
3.50;扣件按合格考虑编制,但根据宁波工程学院建工试验室检测报告YZGK1100128,依据《钢管脚手架扣件》(GB15831-2006),扣件检验结果,扭转刚度不合格,考虑工程实际情况,我单位对扣件扭转刚度性能降低系数验算,验算结果能达到本工程使用安全的要求,具体验算结果如下:
一、墙模板
墙钢管按照:
直径(mm):
48.00;壁厚(mm):
3.00考虑
计算书
1)、参数信息
1.基本参数
次楞间距(mm):
300;穿墙螺栓水平间距(mm):
600;
主楞间距(mm):
500;穿墙螺栓竖向间距(mm):
500;
对拉螺栓直径(mm):
M12;
2.主楞信息
主楞材料:
圆钢管;主楞合并根数:
2;
直径(mm):
48.00;壁厚(mm):
3.00;
3.次楞信息
次楞材料:
木方;次楞合并根数:
2;
宽度(mm):
60.00;高度(mm):
80.00;
4.面板参数
面板类型:
胶合面板;面板厚度(mm):
18.00;
面板弹性模量(N/mm2):
6000.00;面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):
13.00;
面板抗剪强度设计值(N/mm2):
1.50;
5.木方和钢楞
方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):
13.00;方木弹性模量E(N/mm2):
9000.00;
方木抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.50;钢楞弹性模量E(N/mm2):
206000.00;
钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):
205.00;
墙模板设计简图
2)、墙模板荷载标准值计算
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:
F=0.22γtβ1β2V1/2
F=γH
其中γ--混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;
T--混凝土的入模温度,取20.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H--模板计算高度,取3.000m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.200;
β2--混凝土坍落度影响修正系数,取0.850。
分别计算得17.031kN/m2、72.000kN/m2,取较小值17.031kN/m2作为本工程计算荷载。
计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=17.031kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=3kN/m2。
3)、墙模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
根据《建筑施工手册》,强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在次楞上的三跨连续梁计算。
面板计算简图
1.抗弯强度验算
弯矩计算公式如下:
M=0.1q1l2+0.117q2l2
其中,M--面板计算最大弯矩(N·mm);
l--计算跨度(次楞间距):
l=300.0mm;
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×17.031×0.500×0.900=9.197kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×3.00×0.50×0.90=1.890kN/m;
其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。
面板的最大弯矩:
M=0.1×9.197×300.02+0.117×1.890×300.02=1.03×105N·mm;
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
σ=M/W 其中,σ --面板承受的应力(N/mm2); M --面板计算最大弯矩(N·mm); W --面板的截面抵抗矩: W=bh2/6=500×18.0×18.0/6=2.70×104mm3; f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2; 面板截面的最大应力计算值: σ=M/W=1.03×105/2.70×104=3.8N/mm2; 面板截面的最大应力计算值σ=3.8N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! 2.抗剪强度验算 计算公式如下: V=0.6q1l+0.617q2l 其中,V--面板计算最大剪力(N); l--计算跨度(次楞间距): l=300.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×17.031×0.500×0.900=9.197kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×3.00×0.50×0.90=1.890kN/m; 面板的最大剪力: V=0.6×9.197×300.0+0.617×1.890×300.0=2005.3N; 截面抗剪强度必须满足: τ=3V/(2bhn)≤fv 其中,τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2); V--面板计算最大剪力(N): V=2005.3N; b--构件的截面宽度(mm): b=500mm; hn--面板厚度(mm): hn=18.0mm; fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2): fv=1.500N/mm2; 面板截面的最大受剪应力计算值: τ=3×2005.3/(2×500×18.0)=0.334N/mm2; 面板截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500N/mm2; 面板截面的最大受剪应力计算值τ=0.334N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[τ]=1.5N/mm2,满足要求! 3.挠度验算 根据《建筑施工手册》,刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。 挠度计算公式如下: ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载: q=17.03×0.5=8.516N/mm; l--计算跨度(次楞间距): l=300mm; E--面板的弹性模量: E=6000N/mm2; I--面板的截面惯性矩: I=50×1.8×1.8×1.8/12=24.3cm4; 面板的最大允许挠度值: [ν]=1.2mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.677×8.52×3004/(100×6000×2.43×105)=0.32mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.32mm小于等于面板的最大允许挠度值[ν]=1.2mm,满足要求! 4)、墙模板主次楞的计算 (一).次楞直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。 本工程中,次楞采用木方,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=6×8×8/6×2=128cm3; I=6×8×8×8/12×2=512cm4; 次楞计算简图 1.次楞的抗弯强度验算 次楞最大弯矩按下式计算: M=0.1q1l2+0.117q2l2 其中,M--次楞计算最大弯矩(N·mm); l--计算跨度(主楞间距): l=500.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×17.031×0.300×0.900=5.518kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×3.00×0.30×0.90=1.134kN/m,其中,0.90为折减系数。 次楞的最大弯矩: M=0.1×5.518×500.02+0.117×1.134×500.02=1.71×105N·mm; 次楞的抗弯强度应满足下式: σ=M/W 其中,σ --次楞承受的应力(N/mm2); M --次楞计算最大弯矩(N·mm); W --次楞的截面抵抗矩(mm3),W=1.28×105; f--次楞的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2; 次楞的最大应力计算值: σ=1.71×105/1.28×105=1.3N/mm2; 次楞的抗弯强度设计值: [f]=13N/mm2; 次楞的最大应力计算值σ=1.3N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! 2.次楞的抗剪强度验算 最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下: V=0.6q1l+0.617q2l 其中,V-次楞承受的最大剪力; l--计算跨度(主楞间距): l=500.0mm; 新浇混凝土侧压力设计值q1: 1.2×17.031×0.300×0.900/2=2.759kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×3.00×0.30×0.90/2=0.567kN/m,其中,0.90为折减系数。 次楞的最大剪力: V=0.6×2.759×500.0+0.617×0.567×500.0=1002.6N; 截面抗剪强度必须满足下式: τ=3V/(2bh0) 其中,τ--次楞的截面的最大受剪应力(N/mm2); V--次楞计算最大剪力(N): V=1002.6N; b--次楞的截面宽度(mm): b=60.0mm; hn--次楞的截面高度(mm): h0=80.0mm; fv--次楞的抗剪强度设计值(N/mm2): fv=1.500N/mm2; 次楞截面的受剪应力计算值: τ=3×1002.6/(2×60.0×80.0)=0.313N/mm2; 次楞截面的受剪应力计算值τ=0.313N/mm2小于次楞截面的抗剪强度设计值fv=1.5N/mm2,满足要求! 3.次楞的挠度验算 根据《建筑施工计算手册》,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑振动荷载作用。 挠度验算公式如下: ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中,ν--次楞的最大挠度(mm); q--作用在次楞上的线荷载(kN/m): q=17.03×0.30=5.11kN/m; l--计算跨度(主楞间距): l=500.0mm; E--次楞弹性模量(N/mm2): E=9000.00N/mm2; I--次楞截面惯性矩(mm4),I=2.56×106mm4; 次楞的最大挠度计算值: ν=0.677×10.22/2×5004/(100×9000×2.56×106)=0.094mm; 次楞的最大容许挠度值: [ν]=2mm; 次楞的最大挠度计算值ν=0.094mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=2mm,满足要求! (二).主楞承受次楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。 本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚3mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=4.493×2=8.99cm3; I=10.783×2=21.57cm4; E=206000N/mm2; 主楞计算简图 主楞计算剪力图(kN) 主楞计算弯矩图(kN·m) 主楞计算变形图(mm) 1.主楞的抗弯强度验算 作用在主楞的荷载: P=1.2×17.03×0.3×0.5+1.4×3×0.3×0.5=3.696kN; 主楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l=600mm; 强度验算公式: σ=M/W 其中,σ-- 主楞的最大应力计算值(N/mm2) M--主楞的最大弯矩(N·mm);M=2.99×105N·mm W--主楞的净截面抵抗矩(mm3);W=8.99×103mm3; f--主楞的强度设计值(N/mm2),f=205.000N/mm2; 主楞的最大应力计算值: σ=2.99×105/8.99×103=33.3N/mm2; 主楞的最大应力计算值σ=33.3N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值f=205N/mm2,满足要求! 2.主楞的抗剪强度验算 主楞截面抗剪强度必须满足: τ=2V/A≤fv 其中,τ--主楞的截面的最大受剪应力(N/mm2); V--主楞计算最大剪力(N): V=2715.8/2=1357.9N; A--钢管的截面面积(mm2): A=424.115mm2; fv--主楞的抗剪强度设计值(N/mm2): fv=120N/mm2; 主楞截面的受剪应力计算值: τ=2×1357.9/424.115=6.404N/mm2; 主楞截面的受剪应力计算值τ=6.404N/mm2小于主楞截面的抗剪强度设计值fv=120N/mm2,满足要求! 3.主楞的挠度验算 主楞的最大挠度计算值: ν=0.33mm; 主楞的最大容许挠度值: [ν]=2.4mm; 主楞的最大挠度计算值ν=0.33mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=2.4mm,满足要求! 5)、穿墙螺栓的计算 计算公式如下: N<[N]=f×A 其中N--穿墙螺栓所受的拉力; A--穿墙螺栓有效面积(mm2); f--穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2; 查表得: 穿墙螺栓的型号: M12; 穿墙螺栓有效直径: 9.85mm; 穿墙螺栓有效面积: A=76mm2; 穿墙螺栓最大容许拉力值: [N]=1.70×105×7.60×10-5=12.92kN; 主楞计算的支座反力为穿墙螺栓所受的拉力,则穿墙螺栓所受的最大拉力为: N=4.93kN。 穿墙螺栓所受的最大拉力N=4.933kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN,满足要求! 二、板模板(扣件钢管架) 承重钢管按照: 直径(mm): 48.00;壁厚(mm): 3.00;扣件抗滑承载力系数: 0.60考虑。 计算书 1)、参数信息: 1.模板支架参数 横向间距或排距(m): 1.00;纵距(m): 1.00;步距(m): 1.50; 立杆上端伸出至模板支撑点长度(m): 0.10;模板支架搭设高度(m): 3.00; 采用的钢管(mm): Φ48×3.0;板底支撑连接方式: 钢管支撑; 立杆承重连接方式: 双扣件,取扣件抗滑承载力系数: 0.60; 板底钢管的间隔距离(mm): 300.00; 2.荷载参数 模板与木板自重(kN/m2): 0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3): 25.000; 施工均布荷载标准值(kN/m2): 1.000; 3.材料参数 面板采用胶合面板,厚度为18mm;板底支撑采用钢管; 面板弹性模量E(N/mm2): 6000;面板抗弯强度设计值(N/mm2): 13; 图1 楼板支撑架立面简图 图2 楼板支撑架荷载计算单元 2)、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=100×1.82/6=54cm3; I=100×1.83/12=48.6cm4; 模板面板的按照三跨连续梁计算。 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): q1=25×0.12×1+0.35×1=3.35kN/m; (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m): q2=1×1=1kN/m; 2、强度计算 计算公式如下: M=0.1ql2 其中: q=1.2×3.35+1.4×1=5.42kN/m 最大弯矩M=0.1×5.42×3002=48780N·mm; 面板最大应力计算值 σ=M/W=48780/54000=0.903N/mm2; 面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2; 面板的最大应力计算值为0.903N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求! 3、挠度计算 挠度计算公式为: ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中q=q1=3.35kN/m 面板最大挠度计算值ν=0.677×3.35×3004/(100×6000×48.6×104)=0.063mm; 面板最大允许挠度 [ν]=300/250=1.2mm; 面板的最大挠度计算值0.063mm小于面板的最大允许挠度1.2mm,满足要求! 3)、纵向支撑钢管的计算: 纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面力学参数为 截面抵抗矩 w=4.49cm3; 截面惯性矩 I=10.78cm4; 方木楞计算简图 1.荷载的计算: (1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m): q1=25×0.3×0.12+0.35×0.3=1.005kN/m; (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN): q2=(1+2)×0.3=0.9kN/m; 2.强度验算: 最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。 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: 最大弯矩计算公式如下: Mmax=-0.10q1l2-0.117q2l2 静荷载: q1= 1.2×q1 =1.2×1.005=1.206kN/m; 活荷载: q2=1.4×0.9=1.26kN/m; 最大弯矩Mmax=(0.1×1.206+0.117×1.26)×12=0.268kN·M; N=1.1q1l+1.2q2l 最大支座力N=(1.1×1.206+1.2×1.26)×1=2.839kN; 最大应力计算值 σ=M/W=0.268×106/4490=59.693N/mm2; 纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2; 纵向钢管的最大应力计算值为59.693N/mm2小于纵向钢管的抗压强度设计值205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度验算: 最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下: ν=0.677q1l4/(100EI) 静荷载q1=1.005kN/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 ν=0.677×1.005×10004/(100×206000×10.78×104)=0.306mm; 支撑钢管的最大挠度小于1000/150与10mm,满足要求! 4)、板底支撑钢管计算: 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=1.626kN; 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) 最大弯矩Mmax=0.547kN·m; 最大变形Vmax=1.582mm; 最大支座力Qmax=5.913kN; 最大应力σ=547354.96/4490=121.905N/mm2; 支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2; 支撑钢管的最大应力计算值121.905N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度为1.582mm小于1000/150与10mm,满足要求! 5)、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,扣件抗滑承载力系数0.60,该工程实际的双扣件承载力取值为9.60kN。 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9.60kN; 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=5.913kN; R<9.60kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 6)、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: (1)脚手架的自重(kN): NG1=0.129×3=0.387kN; (2)模板的自重(kN): NG2=0.35×1×1=0.35kN; (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3=25×0.12×1×1=3kN; 静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.737kN; 2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。 活荷载标准值NQ=(1+2)×1×1=3kN; 3.立杆的轴向压力设计值计算公式 N=1.2NG+1.4NQ=8.685kN; 7)、立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式 σ=N/(φA)≤[f] 其中 N----立杆的轴心压力设计值(kN): N=8.685kN; φ----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=1.59cm; A----立杆净截面面积(cm2): A=4.24cm2; W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3): W=4.49cm3; σ--------钢管立杆受压应力计算值(N/mm2); [f]----钢管立杆抗压强度设计值: [f]=205N/mm2; L0----计算长度(m); 根据《扣件式规范》,立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=h+2
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