大型超市工程地下室顶板模板支撑安全专项施工方案.docx
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大型超市工程地下室顶板模板支撑安全专项施工方案
大型超市工程地下室顶板
模
板
支
撑
安
全
专
项
施
工
方
案
编制日期
审核日期
审批日期
建设集团有限公司
二0一年月
一、审批顺序及内容
二、编制依据
三、工程概况
四、施工部署
五、施工方法
六、施工组织措施
七、技术组织措施
八、监控及应急救援预案
二、编制依据
本方案所采用的计算软件为pkpm
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》《JGJ130-2011》
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
《施工技术》2012.6
三、工程概况
本工程为大型超市新建工程,位于市政道路交叉处,该工程由房产置业有限公司投资兴建,建筑工程设计有限公司进行设计,建设集团有限公司承建。
大型超市新建工程为多层大型商业建筑,地下室主要为机动车停车库及设备用房。
本工程为框架结构建筑,建筑层数为地上三层(局部四层),地下一层,总建筑面积为37116㎡,其中地上部位为29880㎡,地下室为7236㎡,规划总用地面积为14100㎡,建筑占地面积为8510㎡。
本工程设计标高±0.000相当于道路中心标高0.300M(黄海高程3.500),建筑总高度为21.35M,室内外高差为0.300M。
最大梁截面为1500*600,最大板厚为600(现浇混凝土GBF空心无梁楼盖,空心楼板采用建设部推广的专利技术“现浇混凝土GBF空心无梁楼盖”现浇空心楼盖结构,GBF薄壁管和空心楼盖施工方法均为专利技术,专利号:
,600厚空心楼板采用管径为400mm的高强薄壁GBF管,GBF管规格采用1.0m及1.2m),板、梁混凝土强度为C40。
四、施工部署
模板支撑施工方案
结构施工分析:
(一)、承载力体系
1、梁、板荷载传力路线:
上部荷载→模板→木楞、钢楞→钢管排架→结构
(二)、支撑结构构件连接
1、十一合板与木楞采用铁钉固定。
2、钢管之间、钢管与木模之间采用模板工程中的各连接件连接。
(三)、需用材料
1、楼板模板、梁、柱均采用十一合板。
2、支撑材料采用50mm*100mm的木楞,48mm*3.0mm钢管
3、连接结构构件采用模板工程中的各种连接件。
(四)材料要求
1、钢管
采用外径φ48,壁厚3.0mm,直缝焊接钢管,材质为Q235钢,其力学性能应符合规范规定。
钢管不能有裂缝,瘪塘,孔洞等缺陷。
钢管在使用之前应进行防锈处理,并刷防锈漆。
2、扣件
本工程采用直角扣件,旋转扣件和对接扣件三种形式的扣件,材质应为Q235钢,符合GB5831-1995规范之规定。
扣件上不得有裂缝、气孔、砂眼等铸造缺陷。
扣件螺栓扣紧的力矩达70N时,扣件不应破坏。
扣件表面应进行防锈处理。
3、模板
本工程均采用91.5×183cm的新模板,板厚不低于1.8cm。
模板表面应平整、光滑,无虫蛀,裂缝,翘边等不良缺陷。
4、木方
本工程使用50×100mm的杉木方,长2000~4000cm不等。
木方的宽高应统一,无大小,厚薄,无结疤,无裂缝,无虫蛀等不良缺陷。
扣件钢管600厚板模板支架计算书
模板支架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
模板支架搭设高度为3.4米。
搭设尺寸为:
立杆的纵距b=0.90米,立杆的横距l=0.50米,立杆的步距h=1.50米。
如下图:
采用的钢管类型为φ48×3.0。
在整个排架体系的四周及框架梁下增加剪刀撑和扫地杆,以增加稳定性和整体承载力。
(见附后详图)
一、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.000×0.600×0.900+0.350×0.900=13.815kN/m
活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×0.900=2.700kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=90.00×1.80×1.80/6=48.60cm3;
I=90.00×1.80×1.80×1.80/12=43.74cm4
(1)抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f—面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M—面板的最大弯矩(N.mm);
W—面板的净截面抵抗矩;
[f]—面板的抗弯强度设计值,取13.00N/mm2
M=0.100ql2
其中q—荷载设计值(kN/m)
经计算得到M=0.100×(1.2×13.815+1.4×2.700)×0.250×0.250=0.127kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.127×1000×1000/48600=2.618N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪强度验算
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600×(1.2×13.815+1.4×2.700)×0.250=3.054kN
截面抗剪强度计算值T=3×3054.0/(2×900.000×18.000)=0.283N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=1/250
面板最大挠度计算值v=0.677×13.815×2504/(100×6000×437400)=0.139mm
面板的最大挠度小于250/250=1,满足要求!
二、模板支撑方木的计算
木方按照均布荷载下连续梁计算
1、荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.000×0.600×0.250=3.750kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m)
q12=0.350×0.250=0.088kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)
经计算得到,活荷载标准值q2=(1.000+2.000)×0.250=0.750kN/m
静荷载q1=1.2×3.750+1.2×0.088=4.605kN/m
活荷载q2=1.4×0.750=1.050kN/m
2、方木的计算
按照三跨连续梁计算,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=5.090/0.900=5.655kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×5.66×0.90×0.90=0.458kN/m
最大支座力N=1.1×0.900×5.655=5.598kN
木方的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3
I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.458×106/83333.3=5.50N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)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]
截面抗剪强度计算值T=3×3045/(2×50×100)=0.916N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
最大变形v=0.677×3.838×900.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.431mm
木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
三、板底支撑钢管计算
横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。
最大弯矩Mmax=0.490kN.m;
最大变形Vmax=0.322mm;
最大支座力Qmax=12.037kN;
截面应力σ=0.490×106/4490.000=109.13N/mm2;
支撑钢管的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于500.000/150与10mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑移承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc---扣件抗滑移承载力设计值,取8.0kN
R-----纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中取R取最大支座反力,R=12.04kN
单扣件抗滑移承载力的设计计算不满足要求,可考虑采用双扣件!
当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑移承载力可取12.0kN。
五、模板支架荷载标准值(立杆轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN)
NG1=0.129×3.800=0.491kN
(2)模板的自重(kN)
NG2=0.350×0.900×0.500=0.158kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)
NG3=25.000×0.600×0.900×0.500=6.750kN
经计算得到,活荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.398kN
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
经计算,活荷载标准值NQ=(1+2)×0.900×0.500=1.350kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NG=1.2×7.398+1.4×1.350=10.768kN
六、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(kN):
N=10.706kN;
σ----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--------钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
Lo----计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,由公式
(1)或
(2)计算
lo=k1uh
(1)
lo=(h+2a)
(2)
k1----计算长度附加系数,取值为1.155;
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=0.100m;
公式
(1)的计算结果:
杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.500=2.945m;
Lo/i=2945.250/15.900=185.258;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.209;
钢管立杆受压强度计算值;
σ=10706/(0.209×424.000)=120.813N/mm2;
立杆稳定性计算σ=120.813N/mm2小于[f]=205.000满足要求!
公式
(2)的计算结果:
立杆计算长度Lo=h+2a=1.500+0.100×2=1.700m;
Lo/i=1700.000/15.900=106.918;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.537;
钢管立杆受压强度计算值;
σ=10706/(0.537×424.000)=47.020N/mm2;
立杆稳定性计算σ=47.020N/mm2小于[f]=205.000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)
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185;
k2--计算长度附加系数,h+2a=1.700按照表2取值1.003;
公式(3)的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.185×1.003×(1.500+0.100×2)=2.021m;
Lo/i=2020.544/15.900=127.078;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.412;
钢管立杆受压强度计算值;
σ=10706/(0.412×424.000)=61.286N/mm2;
立杆稳定性计算σ=61.286N/mm2小于[f]=205.000满足要求!
GBF空心板下排架支撑体系的设计及验算
1、排架体系的构造要求:
本工程采用钢管排架作为整个模板的承重支撑体系。
立杆纵横间距0.9m。
立杆的纵横向水平杆件间距1.5m。
②现浇框架梁底采用18mm厚松木板作为底板。
梁底钢管横担间距50mm,采用ф48钢管,如下图所示
③在整个排架体系的四周及框架梁下增加剪刀撑和扫地杆,以增加稳定性和整体承载力。
(见附后详图)
2、强度验算
以本工程最大厚度0.6m,层高4.00m的板作为对象进行验算,板底离下层楼层面高度为4000-600=3400mm。
如该处梁下底板及支撑体系的强度、稳定性及挠度要求符合规范规定,则本工程其他顶板模板及支持体系也均能满足规范要求。
18厚松木底板的截面惯性矩I=(1/12)bh3=7.29×105mm4,弹性模量E=9000N/mm2,截面抵抗矩W=1/6×bh2=8.1×104mm3,顺纹抗压fc=10N/mm2,顺纹抗剪fv=1.4N/mm2,抗弯fm=13N/mm2。
松木的自重为0.34KN/m2。
GBF空心板按照等效面积法,等效成实心板计算,计算简图如下:
原空心楼截面面积=等效实心楼板截面面积
即:
S=470×600-3.14×2002=470×h等效
可得:
h等效=333mm
考虑到安装GBF管时用到各种铁件,取h等效=350。
由此可得等效楼板图:
1)模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,方木的截面力学参数为
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.000×10.000×10.000/6=83.33cm3;
I=5.000×10.000×10.000×10.000/12=416.67cm4;
方木楞计算简图
(1).荷载的计算:
钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25.000×0.300×0.350=2.625kN/m;
模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.340×0.300=0.102kN/m;
活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
p1=(1.000+2.000)×0.900×0.300=0.810kN;
(2).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=1.2×(q1+q2)=1.2×(2.625+0.102)=3.272kN/m;
集中荷载p=1.4×0.810=1.134kN;
最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.134×0.900/4+3.272×0.9002/8=0.586kN;
最大支座力N=P/2+ql/2=1.134/2+3.272×0.900/2=2.039kN;
截面应力σ=M/W=0.586×106/83333.33=7.032N/mm2;
方木的计算强度为7.032小于13.0N/mm2,满足要求!
(3).抗剪计算:
最大剪力的计算公式如下:
Q=ql/2+P/2
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力:
Q=3.272×0.900/2+0.810/2=1.877kN;
截面抗剪强度计算值T=3×1.877×103/(2×50.000×100.000)=0.563N/mm2;
截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2;
方木的抗剪强度为0.563小于1.300满足要求!
(4).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:
均布荷载q=q1+q2=2.727kN/m;
集中荷载p=0.540kN;
最大变形V=5×2.727×900.04/(384×9000.000×4166666.667)+540.000×900.03/(48×9000.000×4166666.7)=0.840mm;
方木的最大挠度0.840小于900.000/250,满足要求!
2)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=3.272×0.900+0.810=3.755kN;
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(kN.m)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.889kN.m;
最大变形Vmax=2.056mm;
最大支座力Qmax=12.091kN;
截面应力σ=0.889×106/4490.000=197.995N/mm2;
支撑钢管的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于900.000/150=6mm与10mm,满足要求!
3)扣件抗滑移的计算:
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12.80kN;
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=12.091kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
4)模板支架荷载标准值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
(1).静荷载标准值包括以下内容:
脚手架的自重(kN):
NG1=0.129×3.400=0.439kN;
模板的自重(kN):
NG2=0.340×0.900×0.900=0.275kN;
钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.000×0.350×0.900×0.900=7.088kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.802kN;
(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=(1.000+1.000)×0.900×0.900=1.620kN;
(3).不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=11.630kN;
5)立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=10.706kN;
σ----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----钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
Lo----计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,由公式
(1)或
(2)计算
lo=k1uh
(1)
lo=(h+2a)
(2)
k1----计算长度附加系数,取值为1.155;
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=0.100m;
公式
(1)的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.500=2.945M;
Lo/i=2945.250/15.900=185.236;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数
φ=0.209;
钢管立杆受压强度计算值;σ=10706/(0.209×424.000)
=120.813N/mm2;
立杆稳定性计算σ=120.813小于[f]=205.000满足要求!
公式
(2)的计算结果:
立杆计算长度Lo=h+2a=1.500+2×0.100=1.700m;
Lo/i=1700.000/15.800=108.000;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数
φ=0.530;
钢管立杆受压强度计算值;σ=10706/(0.530×424.000)
=47.642N/mm2;
立杆稳定性计算σ=47.642小于[f]=205.000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)
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185;
k2--计算长度附加系数,h+2a=1.700按照表2取值1.003;
公式(3)的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.185×1.003×(1.500+0.100×2)=2.021m;
Lo/i=2020.544/15.900=127.078;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.412;
钢管立杆受压强度计算值;
σ=10706/(0.412×424.000)=61.286N/mm2;
立杆稳定性计算σ=61.286N/mm2小于[f]=205.000满足要求!
模板工程在施工前应对钢管、扣件、模板进行检查,如达不到规范要求均不得使用,应合理安排钢管、扣件、模板的使用量,减少不必要的浪费情况发生,认真阅读图纸,合理搭设排架,按模板专项施工方案进行施工。
模板拆除时应先对拆模混凝土试块拿到有资质的检测中心进行检测,在被检测的混凝土试块强度达到设计混凝土强度的80%时对顶板进行拆除,在被检测的混凝土试块强度达到设计混凝土强度的100%时对梁底板进行拆除。
模板施工按
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