坡屋面工程技术规范.docx
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坡屋面工程技术规范
XX有限公司
MS-CARE-01
坡屋面工程技术规范
(1.0版)
制订:
审批:
2019-08-01发布2019-08-01实施
一、编制依据
1.《混凝土结构工程处施工质量验收规范》GB50204—2002
2.本工程设计施工图
3.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
4.《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ128-2000)。
二、工程概况
海珠XX一区工程,由广州XXXXXXX有限公司投资兴建,位于广州市海珠区XX路XXX号。
本工程三栋楼,一层地下室(三栋楼连通),其中3号楼地上9层,其余1、2号楼地上十二层,三栋楼的顶屋均有夹层,三栋楼的天面均采用斜屋面;呈金字塔形。
本工程一区1号楼坡屋面从十三层(夹层)楼面
~
轴×
~
轴起面积约为512m2,夹层楼面设计标高40.5m起算,坡屋顶平面标高50.1m,面积为13m2,层内最高为7.8m,最低为1.0m(由于在夹层内有电梯机房,至使模板支撑的搭设高最高为7.8m);坡度为平45度,梁截面尺寸主要有200×400mm、200×500mm等截面型式、其中在
×
~
轴和
×
~
轴各有一条装饰弧形梁,截面尺寸分别为200×1500mm和200×1600mm,设计梁面标高为46.45m,弧形梁支模高度最高为4.2m,斜板厚为120mm,采用C25砼。
一区2号楼坡屋面从十三层(夹层)
~
轴×
~
轴面积约为473m2,2号楼坡屋面与1号楼的坡屋面标高、构造基本一样。
本工程一区3号楼坡屋面从十层(夹层)楼面
~
轴×
~
轴起面积约为470m2,夹层楼面设计标高31.80m起算,坡屋顶平面标高41.40m,面积为13m2,层内最高为7.8m,最低为1.0m(由于在夹层内有电梯机房,至使模板支撑的搭设高最高为7.8m);坡度为平45度,梁截面尺寸主要有200×400mm、200×500mm等截面型式、其中在
×
~
轴和
×
~
轴各有一条装饰弧形梁,截面尺寸分别为200×1500mm和200×1600mm,设计梁面标高为37.65m,弧形梁支模高度最高为4.2m,斜板厚为120mm,采用C25砼。
由于该工程斜屋面形式较为复杂,坡度较陡,层高较大,针对该坡屋面,提出1、2号楼以扣件钢管高支撑施工方案,3号楼以门式架的高支模施工方案。
三、模板支撑体系设计
(一)1、2号楼扣件钢管支撑体系:
1、模板:
面板使用18mm厚夹板,规格为920×1820,面板下排两层80×80mm的木枋,上层枋间距300mm,下层枋间距900mm。
2、梁:
梁底板和梁侧板用整块18mm厚的夹板制成。
梁旁板底外侧设压脚板,梁侧板支撑间距不大于500mm,梁底板用80×80广东松枋支承,梁底的上排枋间距为300mm,下排枋为80×80木枋。
(见梁模板支撑剖面图)
3、支撑体系:
1)斜屋面支撑系统采用Ф48mm×3.5mm钢管搭设;
2)脊梁立柱排距600mm,斜板立柱排距900mm×900mm。
钢管支架底部用木板做垫块,纵横向的水平拉杆每高1.5m设一道,全部钢管支撑水平设钢管拉杆,底部设纵横扫地杆。
3)内外两侧设450交叉剪力刀撑,每隔3m设一排的剪刀撑,剪刀撑底部到地。
(见模板支撑剖面图)
(二)3号楼门式架支撑体系:
1、模板:
面板使用18mm厚夹板,规格为920×1820,面板下排两层80×80mm的木枋,上层枋间距300mm,下层枋间距1219mm,即架宽。
门架间距是900mm。
2、梁:
梁底板和梁侧板用整块18mm厚的夹板制成。
梁旁板底外侧设压脚板,梁侧板支撑间距不大于500mm,梁底板用80×80广东松枋支承,梁底的上排枋间距为450mm,下排枋为80×80木枋。
3、支撑体系:
⑴、楼面模板、梁侧及梁底模板均采用18mm厚夹板。
楼面梁板用门式架加可调托作顶架,龙骨均用80×80mm木枋,上铺18mm厚夹板。
⑵、门式架之间全部用交叉连杆连接,每层门架沿排向设置纵横水平拉杆,底部设纵横扫地杆。
⑶、内外两侧设450交叉剪力刀撑,每隔3m设一排的剪刀撑,剪刀撑底部到地。
(4)、所有的门式架必须垫80×80木枋通长(见模板支撑剖面图)。
四、施工方法
(一)扣件钢管高支撑施工方法
1、模板搭设
⑴按设计斜面坡度要求拉一条斜线,先沿屋脊梁开始立柱,离柱边200mm排第一立柱,每间距600mm立一柱,并扣上扫地杆,扫地杆离200mm左右,排至梁的另一边的支承柱时,如果排架至柱的距离大于400mm时,加一排支顶。
搭设完钢管支撑后,钢管上放置上托,下排枋沿梁轴方向,上排枋垂直梁轴方向。
然后调整顶托高度,使梁底板调至预定高度,铺梁底板,固定梁底板,梁底板装好后再装梁侧板和楼面模板。
(见梁模板支撑剖面图)
⑵支撑体系要求在底部上200mm位置用万向扣扣一道钢管拉杆,纵横各一道,以保证整体性及稳定性。
在立柱顶部下100mm纵横各扣一道钢管拉杆,若钢管立柱有少许左右错位,不成直线,错位处要用木子塞住,并用14#铁丝绑扎。
立柱从底部的水平拉杆起每高1.5m设一道水平拉杆,水平拉杆要通长设置,纵横方向均设,交接处用钢管扣扣住,在主梁正反水平拉杆端部要顶到柱。
在内、外两侧拉450交叉剪刀撑,每隔3m设一排角度不大于450的剪刀撑,剪刀撑底部到地。
另沿主梁位轴线的方向,水平拉杆既要顶柱又要抱柱。
(二)门式架高支撑施工方法
1、模板搭设
⑴、门架按设计斜面坡度要求拉一条斜线,先沿屋脊梁开始排架,离柱边200mm排第一只架,每间距900mm放一只架,并拉上交叉连杆,排至梁的另一边的支承柱时,如果排架至柱的距离大于400mm时,将最后几排的门架排距由900mm调整为600mm,使最后一排排距符合要求。
底层架铺设后,再架设中、上层架,然后加顶托,大致调整高度到预定平水,在顶托上放木枋,第一层枋沿梁轴方向,第二排枋垂直梁轴方向,间距300mm。
然后调整顶托高度,使梁底板调至预定高度,铺梁底板,固定梁底板,梁底板装好后再装梁侧板和楼面模板。
⑵、门式脚手架支撑体系要求在底部上200mm位置用万向扣扣一道钢管拉杆,纵横各一道,以保证整体性及稳定性。
在顶层架顶部下100mm纵横各扣一道钢管拉杆,若门架有少许左右错位,不成直线,错位处要用木子塞住,并用14#铁丝绑扎。
(3)、在底层架横杆中央处扣一道通长拉杆,故整个支撑高度范围内设置水平拉杆如下:
距楼面200mm设扫地杆,以上每个门式架设置一道水平拉杆,共设置六道;水平拉杆要通长设置,纵横方向均设,交接处用钢管扣扣住,在端部要顶到柱。
在悬臂的模板体系处要作加固处理,在内、外两侧拉450交叉剪刀撑,沿字母轴方向每隔3m设一排角度不大于450的剪刀撑,剪刀撑底部到地。
另沿梁位的方向,水平拉杆既要顶柱又要抱柱。
另沿主梁位轴线的方向,水平拉杆既要顶柱又要抱柱。
搭设上层门架时,使用有梯施工平台。
(三)模板拆除
根据混凝土七天及二十八天抗压试件试验报告,当混凝土达到拆模强度要求后,再安排拆除模板;对板及梁部分,强度要达到100%;对悬臂部分,跨度大于8m的梁,拆模强度要达到设计强度的100%。
模板拆除时,先松顶托,把顶托除下,利用原支撑体系做脚架,拆卸梁及楼面模板,最后拆除支撑体系。
五、质量保证措施
⑴立柱就位前应放出控制线,使立柱尽量在同一直线上,以便与水平拉杆连接及使其满足间距要求。
⑵门架、立柱排放时要用线秤称量,控制其垂直度。
⑶水平拉结施工时应做到每完一层即验收一层,检查其拉结是否牢固到位,以防“虚结”。
⑷所用的木料,尤其是木枋,必须于使用前严格检查其完好性,严禁使用虫蛀、腐蚀严重的枋材。
⑸支撑系统施工完毕后要经公司质安部验收合格后方可铺板。
六.主要安全技术措施
1.废烂木枋不能使用;
2.安装、拆除外墙外模板时,必须确认外脚手架符合安全要求;
3.内模板安装高度超过2.5m时,应搭设临时脚手架;
4.在4m以上高空拆除模板时,不得让模板、材料自由下落,更不得大面积同时撬落,操作时必须注意下方人员的动向;
5.正在施工浇捣的楼板其下一层楼板的支顶不准拆除;
6.安装二层或二层以上的外围墙、柱及梁模板,先搭设脚手架或安全网;
水平拉杆不准钉在脚手架或跳板等不稳定物体上。
七、计算书
(一)7.3米楼板模板扣件钢管高支撑架计算书
模板支架搭设高度为7.3米,
搭设尺寸为:
立杆的纵距b=0.90米,立杆的横距l=0.90米,立杆的步距h=1.50米。
梁顶托采用80×80mm木方。
图楼板支撑架立面简图
图楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
采用的钢管类型为
48×3.5。
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=25.000×0.120×0.900+0.350×0.900=3.015kN/m
活荷载标准值q2=(0.000+2.500)×0.900=2.250kN/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=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×(1.2×3.015+1.4×2.250)×0.300×0.300=0.061kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.061×1000×1000/48600=1.253N/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×(1.2×3.015+1.4×2.250)×0.300=1.218kN
截面抗剪强度计算值T=3×1218.0/(2×900.000×18.000)=0.113N/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=0.677×3.015×3004/(100×6000×437400)=0.063mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
二、支撑木方的计算
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=25.000×0.120×0.300=0.900kN/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=(2.500+0.000)×0.300=0.750kN/m
静荷载q1=1.2×0.900+1.2×0.105=1.206kN/m
活荷载q2=1.4×0.750=1.050kN/m
2.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=2.030/0.900=2.256kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.26×0.90×0.90=0.183kN.m
最大剪力Q=0.6×0.900×2.256=1.218kN
最大支座力N=1.1×0.900×2.256=2.233kN
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=8.00×8.00×8.00/6=85.33cm3;
I=8.00×8.00×8.00×8.00/12=341.33cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.183×106/85333.3=2.14N/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=3×1218/(2×80×80)=0.286N/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=0.677×1.005×900.04/(100×9000.00×3413333.5)=0.145mm
木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
三、托梁的计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方的支座力P=2.233kN
均布荷载取托梁的自重q=0.061kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图(kN.m)
托梁变形图(mm)
托梁剪力图(kN)
经过计算得到最大弯矩M=0.641kN.m
经过计算得到最大支座F=7.468kN
经过计算得到最大变形V=1.1mm
顶托梁的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=8.00×8.00×8.00/6=85.33cm3;
I=8.00×8.00×8.00×8.00/12=341.33cm4;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.641×106/85333.3=7.51N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁抗剪计算[可以不计算]
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×4090/(2×80×80)=0.959N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2
顶托梁的抗剪强度计算满足要求!
(3)顶托梁挠度计算
最大变形v=1.1mm
顶托梁的最大挠度小于900.0/250,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;
上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆,无需计算。
五、立杆的稳定性计算荷载标准值
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)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.129×9.480=1.224kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.350×0.900×0.900=0.283kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.000×0.120×0.900×0.900=2.430kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.937kN。
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=(2.500+0.000)×0.900×0.900=2.025kN
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
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,N=7.56kN;
——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=1.58
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.89
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=5.08
——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1.185;
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=0.20m;
公式
(1)的计算结果:
=78.43N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
(2)的计算结果:
=34.20N/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1.018;
公式(3)的计算结果:
=47.07N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
(二)梁模板扣件钢管高支撑架计算书
模板支架搭设高度为5.95米,
基本尺寸为:
梁截面B×D=200mm×1600mm,梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=0.90米,立杆的步距h=1.50米,梁底增加2道承重立杆。
梁顶托采用80×80mm木方。
图1梁模板支撑架立面简图
计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。
集中力大小为F=1.2×25.500×0.120×0.450×0.300=0.496kN。
采用的钢管类型为
48×3.5。
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=25.500×1.600×0.200+0.500×0.200=8.260kN/m
活荷载标准值q2=(2.000+0.000)×0.200=0.400kN/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=20.00×1.80×1.80/6=10.80cm3;
I=20.00×1.80×1.80×1.80/12=9.72cm4;
(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×(1.2×8.260+1.4×0.400)×0.300×0.300=0.094kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.094×1000×1000/10800=8.727N/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×(1.2×8.260+1.4×0.400)×0.300=1.885kN
截面抗剪强度计算值T=3×1885.0/(2×200.000×18.000)=0.785N/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=0.677×8.260×3004/(100×6000×97200)=0.777mm
面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
二、梁底支撑木方的计算
(一)梁底木方计算
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.500×1.600×0.300=12.240kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.500×0.300×(2×1.600+0.200)/0.200=2.550kN/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=(0.000+2.000)×0.200×0.300=0.120kN
均布荷载q=1.2×12.240+1.2×2.550=17.748kN/m
集中荷载P=1.4×0.120=0.168kN
木方计算简图
木方弯矩图(kN.m)
木方变形图(mm)
木方剪力图(kN)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=2.355kN
N2=2.355kN
经过计算得到最大弯矩M=0.540kN.m
经过计算得到最大支座F=2.355kN
经过计算得到最大变形V=0.6mm
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=8.00×8.00×8.00/6=85.33cm3;
I=8.00×8.00×8.00×8.00/12=341.33cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.540×106/85333.3=6.33N/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]
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×2.354/(2×80×80)=0.552N/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=0.6mm
木方的最大挠度小于600.0/250,满足要求!
(二)梁底顶托梁计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
均布荷载取托梁的自重q=0.061kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图(kN.m)
托梁变形图(mm)
托梁剪力图(kN)
经过计算得到最大弯矩M=0.671kN.m
经过计算得到最大支座F=7.809kN
经过计算得到最大变形V=1.2mm
顶托梁的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=8.00×8.00×8.00/6=85.33cm3;
I=8.00×8.00×8.00×8.00/12=341.33cm4;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.671×1
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