模板扣件钢管高架方案 裙楼挑加板模板.docx
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模板扣件钢管高架方案裙楼挑加板模板
模板(扣件钢管高架)方案
广电工程;裙房(A)-(B)、(15)-(25)轴线之间11.2-16.3标高处,因下部主体结构没有施工,本层在施工时只能采用挑架。
高支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。
因本工程梁支架高度大于4米,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。
为此计算中还参考了《施工技术》2002(3):
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
一、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):
5.00;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.5;
扣件连接方式:
双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:
0.80;
板底支撑连接方式:
方木支撑;
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。
面板弹性模量E(N/mm2):
9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):
13;
板底支撑采用方木;
木方弹性模量E(N/mm2):
9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.400;木方的间隔距离(mm):
250.000;
木方的截面宽度(mm):
50.00;木方的截面高度(mm):
100.00;
5.楼板参数
楼板的计算厚度(mm):
120.00;
二、模板面板计算:
面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度,取单位宽度1m的面板作为计算单元
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):
q2=1×1=1kN/m;
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:
其中:
q=1.2×3.35+1.4×1=5.42kN/m
最大弯矩M=0.1×5.42×0.252=0.034kN·m;
面板最大应力计算值σ=33875/54000=0.627N/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0.627N/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
其中q=3.35kN/m
面板最大挠度计算值v=0.677×3.35×2504/(100×9500×4166666.667)=0.002mm;
面板最大允许挠度[V]=250/250=1mm;
面板的最大挠度计算值0.002mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!
三、模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5×10×10/6=83.33cm3;
I=5×10×10×10/12=416.67cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25×0.25×0.12=0.75kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.35×0.25=0.088kN/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):
p1=(1+2)×1×0.25=0.75kN;
2.方木抗弯强度验算:
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×(0.75+0.088)=1.005kN/m;
集中荷载p=1.4×0.75=1.05kN;
最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.05×1/4+1.005×12/8=0.388kN.m;
最大支座力N=P/2+ql/2=1.05/2+1.005×1/2=1.028kN;
方木的最大应力值σ=M/w=0.388×106/83.333×103=4.658N/mm2;
方木抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2;
方木的最大应力计算值为4.658N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13.0N/mm2,满足要求!
3.方木抗剪验算:
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:
V=1×1.005/2+1.05/2=1.028kN;
方木受剪应力计算值T=3×1027.5/(2×50×100)=0.308N/mm2;
方木抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2;
方木受剪应力计算值为0.308N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!
4.方木挠度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
均布荷载q=q1+q2=0.75+0.088=0.838kN/m;
集中荷载p=0.75kN;
方木最大挠度计算值V=5×0.838×10004/(384×9500×4166666.67)+750×10003/(48×9500×4166666.67)=0.67mm;
方木最大允许挠度值[V]=1000/250=4mm;
方木的最大挠度计算值0.67mm小于方木的最大允许挠度值4mm,满足要求!
四、木方支撑钢管计算:
支撑钢管支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
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=1.005×1+1.05=2.055kN;
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=0.771kN.m;
最大变形Vmax=2.164mm;
最大支座力Qmax=8.991kN;
支撑钢管最大应力σ=0.771×106/5080=151.722N/mm2;
支撑钢管抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
支撑钢管的计算最大应力计算值151.722N/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2.164mm小于1000/150与10mm,满足要求!
五、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,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。
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=8.991kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
六、立杆的稳定性计算:
荷载最不利的情况为梁下三脚钢管架支撑,其计算简图如下:
荷载:
脚手架的自重(kN/m):
NG1=0.138kN/m;
混凝土梁自重(kN):
N=25×0.2×0.6×1=3kN
混凝土挑梁自重:
q=25×0.25×0.6=3.75kN/m
模板的自重(kN/m):
NG2=0.35×1.2=0.42kN/m;
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+2)×1=3kN/m;
Q=3.75+0.42+0.138+3=7.3
BC杆的压力:
N(BC)=(7.3×2.4+3×1.6)/2.4/cos30=10.739Kn
BC的长度4.66m,在BC杆设支撑,则CD的计算长度l0计算如下:
l0=4.66×103/3×1.155=1794.1mm;
λ=l0/i=1794.1/15.800=114;根据λ值查表的φ=0.489;
立杆的稳定性计算公式:
σ=10.739×103/(0.489×489.000)=44.9N/mm2
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=10.739kN;
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=1.58cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.89cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
L0----计算长度(m);
CD杆的压应力44.9N/mm2小于205N/mm2满足要求!
七、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求:
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。
d.斜撑杆间距不能大于0.9m,悬挑梁二侧必须设置二根斜撑杆。
如下图搭设
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.顶部支撑点的设计:
a.支撑横杆与立杆的连接扣件应用双扣件。
5.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;
6.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。
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