新加墙处拆改梁板回顶施工方案.docx
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新加墙处拆改梁板回顶施工方案
鄂尔多斯市国泰商务广场Ⅰ区工程
新加墙处拆改梁、板回顶施工方案
一、工程概况
国泰商务广场项目位于内蒙古鄂尔多斯市康巴什新区人工湖南岸。
建筑类别:
一类高层建筑(22层、地下3层)
主要结构类型:
主楼采用钢筋混凝土核心筒结构,地下室及裙房采用钢筋混凝土框架结构
本工程地下负三、负二、负一层层高分别为4.1米、3.8米、7.45米,主楼、裙房负一层高度为7.45米,属超高支撑体系。
二、模板及支撑体系选型
2.1支撑体系设计
本工程模板全部采用50mm×100mm木方背肋,主龙骨采用两根ф48x3.5钢管,支撑体系采用扣件式钢管脚手架支撑体系,钢管规格为ф48x3.5钢管。
2.1.1层高4.1米以下支撑体系
层高4.1米以下支撑体系,脚手架立杆间距950mm×950mm,水平杆步距1500mm,底部设扫地杆,最上部水平杆距模板底部不大于500mm,U型顶托伸出钢管长度不大于其本身长度的1/2,以保证支撑体系的稳定。
2.1.2超高支撑体系
对高度大于6m的支撑体系,脚手架立杆间距900mm×900mm,水平杆步距1200mm,最上部水平杆距模板底部不大于500mm,U型顶托伸出钢管长度不大于其本身长度的1/2,以保证支撑体系的稳定。
2.2支撑体系的搭设及使用要求
2.2.1搭设要求
1)脚手架搭设前必须将现场回填土夯实、整平,脚手架立杆下部铺设脚手板。
2).严格按照设计尺寸搭设。
3).确保每根钢管的质量是满足要求的,钢管不能选用已经长期使用发生变形的;
4).木方必须上刨,以保证整体模板的平整度。
2.2.2施工使用的要求
1).浇注混凝土过程中,要确保模板支架在施工过程中均衡受载。
2).严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,钢筋等材料不能在支架上方堆放;
3).浇筑过程中,随时检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决。
三、梁模板扣件钢管高支撑架计算书(7.45米及以下)
3.1梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架,对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏,使计算极容
易出现不能完全确保安全的计算结果。
本计算书还参照《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使
用安全》,供脚手架设计人员参考。
模板支架搭设高度为6.5米,
基本尺寸为:
梁截面B×D=700mm×1000mm,梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=0.90米,立杆的步距h=1.20米,
梁底增加0道承重立杆。
图1梁底支撑架立面简图(见附图1)
采用的钢管类型为
48×3.0。
3.2、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。
模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
a.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.000×1.000×0.300=7.500kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.000×0.300×(2×1.000+0.700)/0.700=0.000kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值P1=(1.000+0.000)×0.700×0.300=0.210kN
均布荷载q=1.2×7.500+1.2×0.000=9.000kN/m
集中荷载P=1.4×0.210=0.294kN
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=30.00×1.80×1.80/6=16.20cm3;
I=30.00×1.80×1.80×1.80/12=14.58cm4;
计算简图
弯矩图(kN.m)
剪力图(kN)
变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=0.276kN
N2=0.791kN
N3=0.685kN
N4=0.669kN
N5=0.875kN
N6=0.875kN
N7=0.669kN
N8=0.685kN
N9=0.791kN
N10=0.276kN
最大弯矩M=0.006kN.m
最大变形V=0.0mm
1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.006×1000×1000/16200=0.370N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f],取15.00N/mm2;
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
2)抗剪计算[可以不计算]
截面抗剪强度计算值T=3×497.0/(2×300.000×18.000)=0.138N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
3)挠度计算
面板最大挠度计算值v=0.003mm
面板的最大挠度小于77.8/250,满足要求!
3.3、梁底支撑木方的计算
(一)梁底木方计算
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=0.875/0.300=2.917kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.92×0.30×0.30=0.026kN.m
最大剪力Q=0.6×0.300×2.917=0.525kN
最大支座力N=1.1×0.300×2.917=0.963kN
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=4.00×9.00×9.00/6=54.00cm3;
I=4.00×9.00×9.00×9.00/12=243.00cm4;
1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.026×106/54000.0=0.49N/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[可以不计算]
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=3×525/(2×40×90)=0.219N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/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=0.677×2.431×300.04/(100×9500.00×2430000.0)=0.006mm
木方的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
3.4、梁底支撑钢管计算
(一)梁底支撑横向钢管计算
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。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.844kN.m
最大变形vmax=2.810mm
最大支座力Qmax=3.297kN
抗弯计算强度f=0.844×106/4491.0=187.88N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于850.0/150与10mm,满足要求!
(二)梁底支撑纵向钢管计算
纵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取横向支撑钢管传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.791kN.m
最大变形vmax=2.072mm
最大支座力Qmax=10.770kN
抗弯计算强度f=0.791×106/4491.0=176.19N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!
3.5、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R取最大支座反力,R=10.77kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!
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,其抗滑承载力可取12.0kN。
3.6、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,它包括:
横杆的最大支座反力N1=10.77kN(已经包括组合系数1.4)
脚手架钢管的自重N2=1.2×0.149×6.500=1.161kN
N=10.770+1.161=11.932kN
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49
——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);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式
(1)或
(2)计算
l0=k1uh
(1)
l0=(h+2a)
(2)
k1——计算长度附加系数,按照表1取值为1.167;
u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.70
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.15m;
公式
(1)的计算结果:
=90.22N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
(2)的计算结果:
=44.56N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],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
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.015;
公式(3)的计算结果:
=55.24N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],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k1
———————————————————————————————————————
步距h(m)h≤0.90.9 k11.1631.1671.1851.243 ——————————————————————————————————————— 表2模板支架计算长度附加系数k2 ————————————————————————————————————————————— H(m)46810121416182025303540 h+2a或u1h(m) 1.351.01.0141.0261.0391.0421.0541.0611.0811.0921.1131.1371.1551.173 1.441.01.0121.0221.0311.0391.0471.0561.0641.0721.0921.1111.1291.149 1.531.01.0071.0151.0241.0311.0391.0471.0551.0621.0791.0971.1141.132 1.621.01.0071.0141.0211.0291.0361.0431.0511.0561.0741.0901.1061.123 1.801.01.0071.0141.0201.0261.0331.0401.0461.0521.0671.0811.0961.111 1.921.01.0071.0121.0181.0241.0301.0351.0421.0481.0621.0761.0901.104 2.041.01.0071.0121.0181.0221.0291.0351.0391.0441.0601.0731.0871.101 2.251.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0421.0571.0701.0811.094 2.701.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0421.0531.0661.0781.091 ————————————————————————————————————————————————— 以上表参照杜荣军: 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》 3.7、梁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N≤12kN时,可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。 (6).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、扣件钢管楼板模板支架计算书(4.1米及以下) 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4.1米, 搭设尺寸为: 立杆的纵距b=0.95米,立杆的横距l=0.95米,立杆的步距h=1.50米。 图1楼板支撑架立面简图 图2楼板支撑架荷载计算单元 采用的钢管类型为 48×3.5。 4.1、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=25.000×0.180×0.950+0.350×0.950=4.608kN/m 活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×0.950=2.850kN/m 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=95.00×1.80×1.80/6=51.30cm3; I=95.00×1.80×1.80×1.80/12=46.17cm4; 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——面板的最大弯距(N.mm); W——面板的净截面抵抗矩; [f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2; M=0.100ql2 其中q——荷载设计值(kN/m); 经计算得到M=0.100×(1.2×4.608+1.4×2.850)×0.300×0.300=0.086kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.086×1000×1000/51300=1.670N/mm2 面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求! 2)抗剪计算[可以不计算] T=3Q/2bh<[T] 其中最大剪力Q=0.600×(1.2×4.608+1.4×2.850)×0.300=1.713kN 截面抗剪强度计算值T=3×1713.0/(2×950.000×18.000)=0.150N/mm2 截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2 抗剪强度验算T<[T],满足要求! 3)挠度计算 v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250 面板最大挠度计算值v=0.677×4.608×3004/(100×6000×461700)=0.091mm 面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求! 4.2、模板支撑木方的计算 木方按照均布荷载下连续梁计算。 a.荷载的计算 1)钢筋混凝土板自重(kN/m): q11=25.000×0.180×0.300=1.350kN/m 2)模板的自重线荷载(kN/m): q12=0.350×0.300=0.105kN/m 3)活荷载为施工荷载标准值与振倒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)×0.300=0.900kN/m 静荷载q1=1.2×1.350+1.2×0.105=1.746kN/m 活荷载q2=1.4×0.900=1.260kN/m b.木方的计算 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=2.856/0.950=3.006kN/m 最大弯矩M=0.1ql2=0.1×3.01×0.95×0.95=0.271kN.m 最大剪力Q=0.6×0.950×3.006=1.713kN 最大支座力N=1.1×0.950×3.006=3.141kN 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=0.271×106/83333.3=3.26N/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[可以不计算] 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=3×1713/(2×50×100)=0.514N/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=0.677×1.455×950.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.203mm 木方的最大挠度小于950.0/250,满足要求! 4.3、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。 支撑钢管计算简图 支撑钢管弯矩图(kN.m) 支撑钢管变形图(mm) 支撑钢管剪力图(kN) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩Mmax=0.987kN.m 最大变形vmax=2.388mm 最大支座力Qmax=11.041kN 抗弯计算强度f=0.987×106/5080.0=194.24N/mm2 支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于950.0/150与10mm,满足要求! 4.4、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R取最大支座反力,R=11.04kN 单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件! 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,其抗滑承载力可取12.0kN。 4.5、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。 a.静荷载标准值包括以下内容: 1)脚手架的自重(kN): NG1=0.129×4.100=0.529kN 2)模板的自重(kN): NG2=0.350×0.950×0.950=0.316kN 3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3=25.000×0.180×0.950×0.950=4.061kN 经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.906kN。 b.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土
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