高支模施工方案.docx
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高支模施工方案
葡醍海湾A2期一组团二标段工程
高支模
施工方案
编制:
审核:
审批:
高支模施工方案
1、编制依据
a、葡醍海湾A2期一组团二标段工程建筑、结构施工图纸;
b、《建筑施工手册》(第四版);
c、《建筑施工脚手架实用手册》;
d、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91;
e、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011;
f、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011;
g、《建筑施工模板安全技术规程》JGJ/T162-2008;
h、建质[2009]87号文;
i、中建三局扣件式脚手架安全技术规程;
2、工程概况
按照葡醍海湾A2期一组团二标段工程建筑、结构施工图纸,车库部分及叠拼、高层、配套楼地下部分以下位置属于高支模施工:
部位
起步相对标高(米)
顶端相对标高(米)
最大搭设高度(m)/荷载(kN/m2)
11-1#车库(变配电室顶板)
-7.400
-2.10
10kN/m2
11-3#车库(结施-04蜂窝填充区)
-6.400
-1.350
5.05m
叠拼八拼(结施-03斜线填充区)
-5.600
-0.300
5.30m
叠拼八拼(结施-03十字填充区)
-5.600
-0.370
5.23m
叠拼八拼(结施-03L填充区)
-5.600
-0.490
5.11m
叠拼八拼(结施-03未填充区)
-5.600
-0.250
5.35m
叠拼六拼(结施-03斜线填充区)
-5.600
-0.300
5.30m
叠拼六拼(结施-03十字填充区)
-5.600
-0.490
5.11m
叠拼六拼(结施-03L填充区)
-5.600
-0.490
5.11m
叠拼六拼(结施-03未填充区)
-5.600
-0.250
5.35m
3、材料要求
a、钢管:
脚手架钢管采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管(考虑到材料锈蚀等损耗,计算时按φ48×3.0计算),杆件长度不大于6.0m,每根钢管最大重量不应超过23kg,以便适合人工搬运。
b、扣件:
扣件式钢管脚手架采用锻铸铁铸造的扣件,其材质符合《钢管脚手架》(GB15831-2006)的要求;螺栓螺帽采用3号钢,其技术要求应符合《GB5-86》和《GB41-66》的规定;铆钉采用20、25号铆钉钢。
所使用的扣件具有出厂合格证明。
有裂缝、变形的扣件严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换。
在使用时,直角扣件和螺旋扣件不允许沿轴心方向承受拉力;直角扣件不允许沿十字轴方向承受扭力;对接扣件不宜承受拉力,当用于竖向节点时只允许承受压力。
使用直角和螺旋扣件紧固时,钢管端部伸出扣件盖板边缘不小于100mm。
扣件夹紧钢管时,开口处最小距离不小于5mm;回转扣件的两旋转面间隙小于1mm。
在设计计算时,扣件抗滑设计值按每个对接扣件3.2kN,每个直角或旋转扣件8.0kN取值。
c、木枋:
木枋为50×80,采用杉木或松木制作,其材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》(GBJ-5)中Ⅱ级材质的规定。
4、搭设要求
本工程模板支撑体系选用扣件式钢管脚手架,根据建质[2009]87号文对高支模体系需单独编制专项方案的要求,超高模板支撑体系搭设立面如下,未尽事宜在施工时按照4.1构造要求进行搭设:
11-1#车库变配电室高支模搭设立面图
11-3#车库结施-04蜂窝填充区域高支模搭设平面图
11-3#车库结施-04蜂窝填充区域高支模搭设立面图
叠拼六拼、八拼高支模立面图
4.1构造要求
(1)、11-3#车库部分高支模底部扫地杆距基面不大于200;叠拼部分有300上翻梁,扫地杆距离基面300。
扫地杆一个方向满布,另一个方向隔一布一。
(2)、设置竖向剪刀撑。
剪刀撑纵横两个方向交错设置;高度超过700的主梁底部必须有竖向剪刀撑;每组竖向剪刀撑斜杆与地面夹角在45º~60º之间;剪刀撑斜杆与立杆进行连接,底部斜杆的下端应置于结构面,严禁悬空;剪刀撑斜杆的连接均采用搭接,搭接长度不小于500,设置2个旋转扣件。
剪刀撑间距不得大于8米。
(3)、立杆横向纵向间距不超过1000,底部垫100*100*14木模板,立杆步距如图所示。
(4)、顶托外伸长度不得大于300。
(5)、立杆必须采用对接扣件连接,严禁搭接。
4.2竖向结构支设
4.2.1、柱模支设
工艺流程柱子模板采用木模拼装,对拉螺杆和短钢管(或者槽钢)加固。
柱子截面尺寸主要为600×600。
柱子模板加固采用M14对拉螺杆固定钢管的形式加固,第一道加固距离地面150,底部四道间距500,之上的螺杆竖向间距为600。
4.2.2、剪力墙模支设
剪力墙模板竖向拼缝处采用50×80木枋立放。
由于剪力墙厚均<300,木枋间距200,横向水平钢楞采用2φ48×3.5钢管@600。
对拉螺杆,地下室外墙采用M14止水螺杆,其余剪力墙和柱均采用M14普通螺杆。
螺杆水平间距均为600(模板尺寸为2440*1220);竖向第一排离地150,竖向前三排间距400,其余每隔600设一道。
4.3水平结构支设
4.3.1梁模板支设
梁底支承:
立杆由梁边和支座边处各排放一根梁立杆,间距为梁宽加600。
叠拼地下室楼层梁高大于1000的主梁底均需增加中间立杆,立杆沿着梁的方向间距1000,每排立杆扣件连接大横杆。
增加的立杆在梁底用顶托支撑,顶托上支撑钢管,钢管上铺木枋,其上铺设梁底模板,梁下支撑架步距同满堂架。
梁侧支承:
采用50×80木枋次楞,纵向间距200;φ48×3.5钢管主楞加固,水平向钢管侧顶加固。
对拉螺杆:
对于截面高度h<700的梁,不设置对拉螺杆;对于截面高度h=700~1000的梁,在梁中间设置一道M14对拉螺杆;对于截面高度h≥1000的梁,在梁中设置两道M14对拉螺杆,且第一道对拉螺杆离梁底距离不大于300mm,第二道对拉螺杆离板底距离不大于200mm;对拉螺杆水平方向间距为500mm,在对拉螺杆外加设硬塑套管,以便螺杆回收周转使用。
梁侧竖愣木枋间距为200mm。
;
4.3.2板模支设
以上高支模所在区域楼层最大层高5.25米,满堂架立杆间距1000×1000。
水平杆步距如图所示,叠拼部分扫地杆离地300。
纵横向水平杆与每立杆连接。
平台板支撑用顶撑找平,顶撑上应铺设钢管主龙骨,主龙骨上铺设50×80木枋次龙骨,次龙骨间距不超过200。
5、楼板的计算
5.1、参数信息
5.1.1、模板支架参数
横向间距或排距(m):
1.00;纵距(m):
1.00;步距(m):
1.80;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0.30;模板支架最大搭设高度(m):
5.35;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.5,计算时取Φ48×3.0;
板底支撑连接方式:
木枋支撑;
立杆承重连接方式:
可调托座;
5.1.2、荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):
0.500;
混凝土与钢筋自重(kN/m3):
24.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
1.000;
5.1.3、材料参数
面板采用胶合面板,厚度为14mm;板底支撑采用木枋;
面板弹性模量E(N/mm2):
9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):
13;
木枋抗剪强度设计值(N/mm2):
1.400;木枋的间隔距离(mm):
200.000;
木枋弹性模量E(N/mm2):
9000.000;木枋抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木枋的截面宽度(mm):
45.00;木枋的截面高度(mm):
75.00;
托梁材料为:
钢管(双钢管)Φ48×3.5,计算时取Φ48×3.0;
5.1.4、楼板参数
楼板的计算厚度(mm):
120.00;
图2楼板支撑架荷载计算单元
5.2、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=100×1.42/6=32.667cm3;
I=100×1.43/12=22.867cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
5.2.1、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=24×0.12×1+0.5×1=3.38kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=1×1=1kN/m;
5.2.2、强度计算
计算公式如下:
M=0.1ql2
其中:
q=1.2×3.38+1.4×1=5.456kN/m
最大弯矩M=0.1×5.456×2002=21824N·m;
面板最大应力计算值σ=M/W=21824/32666.667=0.668N/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0.668N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
5.2.3、挠度计算
挠度计算公式为
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中q=q1=3.38kN/m
面板最大挠度计算值ν=0.677×3.38×2004/(100×9500×22.867×104)=0.017mm;
面板最大允许挠度[ν]=200/250=0.8mm;
面板的最大挠度计算值0.017mm小于面板的最大允许挠度0.8mm,满足要求!
5.3、模板支撑木枋的计算
木枋按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×h2/6=4.5×7.5×7.5/6=42.19cm3;
I=b×h3/12=4.5×7.5×7.5×7.5/12=158.2cm4;
木枋楞计算简图
5.3.1、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=24×0.2×0.12+0.5×0.2=0.676kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2=1×0.2=0.2kN/m;
5.3.2、强度验算
计算公式如下:
M=0.1ql2
均布荷载q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×0.676+1.4×0.2=1.091kN/m;
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×1.091×12=0.109kN·m;
木枋最大应力计算值σ=M/W=0.109×106/42187.5=2.587N/mm2;
木枋的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2;
木枋的最大应力计算值为2.587N/mm2小于木枋的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
5.3.3、抗剪验算
截面抗剪强度必须满足:
τ=3V/2bhn<[τ]
其中最大剪力:
V=0.6×1.091×1=0.655kN;
木枋受剪应力计算值τ=3×0.655×103/(2×45×75)=0.291N/mm2;
木枋抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;
木枋的受剪应力计算值0.291N/mm2小于木枋的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!
5.3.4、挠度验算
计算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
均布荷载q=q1=0.676kN/m;
最大挠度计算值ν=0.677×0.676×10004/(100×9000×1582031.25)=0.321mm;
最大允许挠度[ν]=1000/250=4mm;
木枋的最大挠度计算值0.321mm小于木枋的最大允许挠度4mm,满足要求!
5.4、托梁材料计算
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
托梁采用:
钢管(双钢管):
Ф48×3;
W=8.98cm3;
I=21.56cm4;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.091kN;
托梁计算简图
托梁计算弯矩图(kN·m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.524kN·m;
最大变形Vmax=0.824mm;
最大支座力Qmax=5.98kN;
最大应力σ=523841.465/8980=58.334N/mm2;
托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
托梁的最大应力计算值58.334N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为0.824mm小于1000/150与10mm,满足要求!
5.5、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=0.125×5.35=0.67kN;
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.5×1×1=0.5kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=24×0.12×1×1=2.88kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.05kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载
经计算得到,活荷载标准值NQ=(1+0.45)×1×1=1.45kN;
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算
N=1.2NG+1.4NQ=6.89kN;
5.6、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=6.89kN;
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);
按下式计算:
l0=h+2a=1.8+0.3×2=2.4m;
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.3m;
l0/i=2400/15.9=151;
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=0.305;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=6890.426/(0.305×424)=53.282N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=53.282N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算
l0=k1k2(h+2a)=1.163×1.005×(1.8+0.3×2)=2.805m;
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.163;
k2--计算长度附加系数,h+2a=2.4按照表2取值1.005;
Lo/i=2805.156/15.9=176;
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=0.23;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=6890.426/(0.23×424)=70.657N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=70.657N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,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。
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》。
6、梁的计算
6.1、参数信息
6.1.1、模板支撑及构造参数
取典型的梁,截面宽度B(m):
0.20;梁截面高度D(m):
0.40;
混凝土板厚度(mm):
120.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):
1.00;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
0.30;
立杆步距h(m):
1.80;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):
1.00;
梁支撑架搭设高度H(m):
5.25;梁两侧立杆间距(m):
0.70;
承重架支撑形式:
梁底支撑小楞垂直梁截面方向;
梁底增加承重立杆根数:
1;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.5,计算时取Φ48×3.0;
立杆承重连接方式:
可调托座;
6.1.2、荷载参数
新浇混凝土重力密度(kN/m3):
24.00;模板自重(kN/m2):
0.50;
钢筋自重(kN/m3):
1.50;施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.0;
新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):
9.6;
振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):
2.0;
振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):
4.0;
6.1.3、材料参数
木材品种:
北美短叶松;木材弹性模量E(N/mm2):
9000.0;
木材抗压强度设计值fc(N/mm2):
10.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
13.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.4;
面板材质:
胶合面板;面板厚度(mm):
14.00;
面板弹性模量E(N/mm2):
6000.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):
13.0;
6.1.4、梁底模板参数
梁底木枋截面宽度b(mm):
45.0;梁底木枋截面高度h(mm):
75.0;
梁底纵向支撑根数:
4;
6.1.5、梁侧模板参数
次楞间距(mm):
250;主楞竖向根数:
2;
主楞材料:
圆钢管;
直径(mm):
48.00;壁厚(mm):
3.50;
主楞合并根数:
2;
次楞材料:
木枋;
宽度(mm):
45.00;高度(mm):
75.00;
6.2、梁侧模板荷载计算
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1.500m/h;
H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取0.400m;
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1.150。
分别计算得17.848kN/m2、9.600kN/m2,取较小值9.600kN/m2作为本工程计算荷载。
6.3、梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
面板计算简图(单位:
mm)
6.3.1、强度计算
材料抗弯强度验算公式如下:
σ=M/W 其中,W--面板的净截面抵抗矩,W=28×1.4×1.4/6=9.15cm3; M--面板的最大弯矩(N·mm); σ--面板的弯曲应力计算值(N/mm2); [f]--面板的抗弯强度设计值(N/mm2); 按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算: Mmax=0.1q1l2+0.117q2l2 其中,q--作用在模板上的侧压力,包括: 新浇混凝土侧压力设计值: q1=1.2×0.28×9.6×0.9=2.903kN/m; 振捣混凝土荷载设计值: q2=1.4×0.28×4×0.9=1.411kN/m; 计算跨度: l=250mm; 面板的最大弯矩M=0.1×2.903×2502+0.117×1.411×2502=2.85×104N·mm; 面板的最大支座反力为: N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×2.903×0.25+1.2×1.411×0.25=1.222kN; 经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ=2.85×104/9.15×103=3.1N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f]=13N/mm2; 面板的受弯应力计算值σ=3.1N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! 6.3.2、挠度验算 ν=0.677ql4/(100EI)≤l/250 q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值: q=2.903N/mm; l--计算跨度: l=250mm; E--面板材质的弹性模量: E=6000N/mm2; I--面板的截面惯性矩: I=28×1.4×1.4×1.4/12=6.4cm4; 面板的最大挠度计算值: ν=0.677×2.903×2504/(100×6000×6.40×104)=0.2mm; 面板的最大容许挠度值: [ν]=l/250=250/250=1mm; 面板的最大挠度计算值ν=0.2mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1mm,满足要求! 6.4、梁侧模板支撑的计算 6.4.1、次楞计算 次楞直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的简支梁计算。 次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到: q=1.222/(0.400-0.120)=4.363kN/m 本工程中,次楞采用木枋,宽度45mm,高度75mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: W=1×4.5×7.5×7.5/6=42.19cm3; I=1×4.5×7.5×7.5×7.5/12=158.2cm4; E=9000.00N/mm2; 计算简图 剪力图(kN) 弯矩图(kN·m) 变形图(mm) 经过计算得到最大弯矩M=0.015kN·m,最大支座反力R=0.855kN,最大变形ν=0.004mm (1)次楞强度验算 强度验算计算公式如下: σ=M/W<[f] 经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值σ=1.54×104/4.22×104=0.4N/mm2; 次楞的抗弯强度设计值: [f]=13N/mm2; 次楞最大受弯应力计算值σ=0.4N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! (2)次楞的挠度验算 次楞的最大容许挠度值: [ν]=200/400=0.5mm; 次楞的最大挠度计算值ν=0.004mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=0.5mm,满足要求! 6.4.2、主楞计算 主楞承受次楞传递的集中力,取次楞的最大支座力0.855kN,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3.5mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=2×5.078=10.16cm3; I=2×12.187=24.37cm4; E=206000.00N/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) 经过计算得到最大弯矩M=0.
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