国瑞城塔楼模板支撑方案祥解.docx
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国瑞城塔楼模板支撑方案祥解.docx
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国瑞城塔楼模板支撑方案祥解
一、编制依据
1、结构设计施工图;
2、设计交底及会审记录;
3、《建筑施工计算手册》2002年版;
4、《建筑施工手册》第四版缩印本;
5、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001
二、工程概况
1、建筑设计概况
国瑞城一期三区工程由C、D、E座塔楼及3F/-2F裙楼组成;总建筑面积99397.79㎡,均为一类高层住宅建筑,耐火等级为一级,屋面防水等级为二级,防水耐久年限为十五年,抗震设防的烈度6度,设计使用年限为50年。
±0.000=265.10绝对海拔高程。
单位工程组成:
如下表所示:
工程名称
建筑面积(㎡)
结构类型
建筑层数
建筑标高
C座
18408.22
剪力墙
29F/-2F
±0.00=265.10
D座
19565.61
剪力墙
30F/-2F
E座
17019.76
剪力墙
29F/-2F
裙楼
20706.82
框剪
3F
地下层
23597.38
框架
-2F
2、国瑞城一期三区工程总平面布置
公路中心线
3、塔楼结构设计特点
2.1结构形式:
本工程C、D、E座楼主体结构均为现浇框支剪力墙结构。
转换层以上为剪力墙结构,柱均薄壁柱断面有“L”、“T”、“z”、“]”等形式。
2.2现浇梁板:
标准层:
楼盖系统均为现浇梁板。
梁代表截面尺寸为200×400、200×500,最大断面为200×600。
楼板厚度根据楼层部位不同而有100mm及110mm。
4、主体结构混凝土的设计级别:
满足以下要求:
序号
结构部位标高
柱
剪力墙
梁板
构造柱
圈梁
屋面压顶梁
1
基顶-4.750
C45
C45
C30
C20
C25
2
4.750-9.550(10.350)
C45
C45
C45
3
9.550(10.350)-16.350
/
C45
C30
4
16.350-34.350
/
C40
C30
5
34.350-52.350
/
C35
C30
6
52.350-屋顶
/
C30
C30
三、塔楼模板及支撑体系设计及说明
1、支撑系统及采用材料
1.1框架柱、梁墙模板采用18厚漆面九夹板配50×100木枋;梁柱接头采用木定型模板;板模为10厚竹胶板,下垫50×100木方。
1.2采用塑料双面贴拼缝,设钢管架满堂支撑,梁柱辅以对拉螺栓加固。
1.3钢筋保护层垫块:
剪力墙、框架柱、转换层梁侧采用硬质塑料卡环,梁底、板底采用碎花岗岩垫块,筒体及剪力墙采用短钢筋支撑或砼预制条定位。
1.4柱(墙)模支撑系统:
柱模竖楞采用50×100木枋,柱箍采用φ48×3.5mm双钢管,墙模竖楞采用50×100木枋,当柱支撑设对拉螺杆,丝杆截面积和间距根据力学计算确定。
与柱箍连接的支撑系统采用φ48×3.5mm钢管综合脚手架支撑系统。
1.5梁模:
侧模和底模采用18mm厚漆面九夹板。
梁模支撑系统:
底模底楞采用50×100木枋,侧模竖楞采用φ48×3.5mm钢管,其脚手架采用φ48×3.5mm钢管综合脚手架及梁下支撑系统。
1.6板模:
采用10mm厚竹胶板。
板模支撑木楞采用50×100木枋,脚手架采用φ48×3.5mm钢管综合脚手架
2、模板安装方法
本工程搭楼采用框架薄壁柱与框架梁一次支模,一次浇灌砼的方法组织施工,由于主次梁钢筋多且复杂,因此,先只能安装梁底模,校正、固定后绑扎梁钢筋,再安装梁侧模,最后安装板模。
梁跨度大于6.0米时,模板应按跨度的2.5‰起拱,悬臂构件均应按跨度的5‰起拱。
3、支撑体系施工计算说明
3.1支撑搭设注意事项
(1)材料要求
钢管采用ф48×3.5mm规格,使用前应进行挑选。
凡有严重腐蚀、弯曲、压扁、钻孔或裂纹者,均不得使用。
扣件在使用前,清洗打油,必须经过严格检查,钢管单支顶接头凡有脆裂或滑丝等现象者,严禁使用。
(2)钢管搭设
立杆与大横杆必须用十字卡连接,禁止用旋转卡连接。
当立杆高度不够时,楼板下支撑立杆可采用两根搭接,但接长立杆必须与两道横杆用十字卡相连,禁止只连一道横杆。
小横杆必须贴近立杆布置,置于大横杆之上,并用十字卡扣牢,防止荷载过大,大小横杆下滑。
剪刀撑:
分板下剪刀撑和梁下剪刀撑两种,板下剪刀撑主要满足板下满堂支架和每道承重架之间的稳定,梁下剪刀撑主要满足梁下承重架的稳定。
剪刀撑用旋转卡与4根立杆连接。
所有立杆要求落到实处,以利受力良好。
所有卡扣要求紧固适度,松了不行,但拧得过紧会使扣件和螺栓断裂,要求扭矩控制在40-49N.m,可用扭力扳手实测。
砼浇注前,应组织专人对支撑架及卡扣进行认真检查。
四、薄壁柱、剪力墙模板支撑系统施工验算
以本工程最不利情况为例,对其模板支撑进行设计计算,其他短肢剪力墙,以此为标准进行施工。
模板采用18厚九夹板板,柱箍采用φ48×3.5mm钢管,竖楞采用50×100mm的木枋,采用M12对拉螺栓加固。
已知:
混凝土自重为24kN/m3,坍落度为180mm±20mm,采用商品混凝土,用插入式振捣器振捣。
1、框架柱、墙侧压力计算(按墙、柱高度为4.0m计算)
由于其采用的振捣器为插入式振捣器(属于内部振捣器),因此新浇混凝土对模板的最大侧压力,按下列二式计算,并取其中较小值作为侧压力的最大值:
F1=0.22rCt○β1β2u1/2;F2=rCH
新浇混凝土对模板侧面的压力计算:
混凝土温度T=25℃,坍落度为18-20cm掺外加剂,混凝土浇筑速度为υ=6.0m/h,即:
β1=1.2;β2=1.15;H=4.0m;t○=200/(25+15)。
(1)、新浇混凝土对模板产生侧压力标准值:
F1=0.22×rc×200/(t+15)×β1×β2×V1/2)
=0.22×24×200/(25+15)×1×1.15×61/2
=75KN/M2
β1不掺加外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用外加剂时取1.2
β2坍落度小于30mm时,取0.85;坍落度50-90取1;
坍落度110-150时,取1.15。
F2=rcH=24×4=96KN/M2>75KN//M2㎡
取二者较小值:
F1=75KN//M2
砼侧压力设计值:
F=F1×分项系数×折减系数
=75×1.2×0.85=76.5KN/M2
则:
砼有效压头高度:
h=F/rc=75/24=3.13m
(2)、倾倒混凝土产生的水平荷载标准值:
F2=4KN/M2
荷载设计值:
F2=4×1.4×0.85=4.76KN/M2
(3)、进行荷载组合后:
F=F1+F2=76.5+4.76=81.23KN/M2
计算结果详下图:
F1=4.76KN/M2
300
600
600
3130
600
600
F1+F2=F=81.23KN/m2
300
600
870
4.0m柱墙侧压力简图
F2==76.5KN/m2
2、确定墙柱模竖楞木方的间距
在满足模板的强度和刚度的情况下,确定柱模竖楞木方的间距a取1m宽的单元模板按三跨连续梁进行计算:
当计算强度时的线荷载:
q1=81.23KN/M2×1m=81.23KN/M
当计算刚度时的线荷载:
q2=76.5KN/M2×1m=76.5KN/M
模板受力图如下:
柱、墙模板受力图
柱墙模板弯矩图
(1)根据模板抗弯强度验算确定竖楞间距a1fm≥Mmax/W
1.3×13×106≥0.1×81.23×103×a12/(1×0.0182/6)
则:
a1≤0.335m=335mm
(2)根据模板挠度(刚度)确定竖楞间距a2ωmax≤a2/250
(1.677×q2×a24)/100EI≤a2/250
(0.677×76.5×103×a24)/(100×9000×106×1×0.0183/12)≤a2/250
a2≤0.323m=323mm
根据上述计算得的竖楞木枋的间距和实际墙或柱宽最终确定间距为330mm,详后支模附图所示:
3、确定剪力墙、柱钢管横楞(柱箍)的间距
(1)根据竖楞的抗弯强度确定柱箍间距L
其线荷载为:
q1=81.23KN/m2×0.330m=26.81KN/m
按三跨连续梁计算:
其受力图如下:
q1=26.81KN/m
墙柱木枋竖楞支点受力图
墙柱木方竖楞受力弯矩图
则:
fm≥Mmax/Wn
1.3×13×106≥(0.1×26.81×103×L2)/(0.05×0.12/6)
L≤0.725m=725mm
(2)根据竖楞挠度(刚度)确定竖楞间距L
其线荷载为:
q1=76.5KN/m2×0.33m=25.245KN/m
按三跨连续梁计算,其受力图如下:
q2=25.245KN/m
竖楞木枋支点受力简图
竖楞木枋支点受力弯矩图
ωmax≤L/250
(0.677×q2×L4)/100EI≤L/250
(0.677×25.245×103×L4)/(100×9000×106×0.05×0.13/12)≤L/250
L≤0.957m=957mm
根据木枋竖楞的抗弯强度和刚度最终确定钢管横楞间距L=600mm。
详后支模附图所示:
4、确定对拉螺栓间距
作用在钢管上的侧压力按均布荷载考虑,按三跨连续梁计算。
则:
当计算强度时的线荷载:
q1=(26.81×103N/m×0.6m)/0.33m=48.745×103N/m
当计算刚度时的线荷载:
q2=(25.245×103N/m×0.6m)/0.33m=45.9×103N/m
其受力图如下:
q2=48.745KN/m(q2=45.9KN/m)
钢管横楞箍受力简图
钢管横楞箍受力弯矩图
(1)根据钢管外楞的抗弯强度确定对拉螺栓间距L(双钢管)
fm≥Mmax/Wn
215×2≥0.1×48.745×L2/(2×5.08×103)
L≤947mm
(2)根据钢管外楞挠度(刚度)确定竖楞间距L:
ωmax≤L/500
(0.677×q2×L4)/100EI≤L/500
0.677×45.9×L4/(100×2.06×105×2×12.19×104)≤L/500
L≤699mm
根据双钢管横楞的抗弯强度和刚度最终确定对拉螺栓间距L≤600mm。
详后支模附图所示为(600㎜)
5、确定对拉螺栓规格
每根对拉螺栓受的力N=48.745×0.6×0.6=17.55KN
N/A≤fm
17.55×103/(3.14×D2/4)≤215
D≥10.19mm
选用直径φ12的螺栓:
现根据实际情况调整为φ12@600双向。
6、剪力墙(薄壁柱)模板安装图
600600600600
φ48×3.5
双钢管横楞
150600600600600
φ12对拉螺栓
纵横间距≤600
50×100木枋竖楞
间距≤330
330330330
墙模板竖楞枋立面布置示意图
φ48×3.5
双钢管横楞
墙模板支模断面示意图
18厚九夹板
脚手架钢管横楞
至梁下口下端50㎜
M14对拉螺栓
纵横间距≤600㎜
50×100木枋竖楞
间距≤330㎜
清扫口
薄壁柱摸板安装立面示意图
五、塔楼梁模板及支架施工计算
1、设定条件:
主梁最大截面0.2×0.60m,次梁截面0.20×0.4-0.5m,板厚100㎜。
采用商品砼;塔机吊布料杆布料(局部垂直运输吊运容器0.2-0.8M3),梁模板采用18厚漆面九层板,木楞采用50×100或100×100木枋,板模选用10厚漆面竹胶板,下铺100×50木枋。
2、模板及支撑架的搭设方法
(1)本工程支撑系统(包括墙、柱、梁、板)各层均采用扣件式钢管脚手架,均考虑采用一次性满堂架搭设。
①柱支撑的搭设:
立柱钢管离柱断面边小于300mm,横向设置道水平双钢管横楞,间距小于600,第一道离地面150mm处搭设,最后一道在梁下口(柱顶)搭设,并延伸与周围架网联成整体。
②主次梁的支撑搭设:
梁下立杆采用对接或单支顶伸缩节支撑,沿梁纵向每1.0米,横向间隔1.0米。
水平杆离地200mm处纵横通长设置,梁底模下口设置一道,中间纵横水平杆按不大于1.35米均匀设置,并与周围架网联成整体。
为了有效地抵抗施工过程中产生的水平剪力,在纵横向每间隔四排设置一道剪刀撑。
立杆搭设时必须拉线吊直,以保证支撑系统横平竖直。
立柱基础垫好50厚木垫板后再搭设。
③现浇板支撑系统的搭设:
现浇板支撑的立柱按纵横间距按1.00m搭设,立杆上按不大于1.35m设水平杆,并与梁柱支撑联为一个整体网架。
(4)施工计算常用数据:
模板及支架自重标准值为1.1KN/m2:
(0.3KN/m3)
砼自重标准值为24KN/m3;
钢筋自重标准值(按每m3砼含量计算):
梁柱为1.5KN/m3;
板为1.1KN/m3;
振捣倾倒砼对水平模板产生的荷载标准值为2KN/m2;
钢管采用φ48×3.5,其截面特性:
A=489mm2,I=12.19×104mm4
截面模量W=5.08×103mm3,回转半径I=15.8mm;
脚手架横管
3、梁模板及支撑杆件设计:
(纵向取1.0m)
4、荷载计算:
(1)、模板及支架自重:
(1.0+1.0+0.5×2)×1.0×1.1=3.3kN/m2
(2)、新浇砼自重:
[(1.0+1.0)×0.1×1.0+0.2×0.5×1.0]×24=7.2kN
(3)、钢筋自重:
(1.0+1.0)×0.1×1.0×1.1+0.2×0.5×1.0×1.5=0.37kN
(4)、振捣和倾倒荷载:
(1.0+1.0)×1.0×2=4.0kN
5、钢管扣件抗滑计算
一根立杆所承受的轴向荷载为:
按:
(架规P16)由三根立杆承担
所以:
[(3.3+7.2+0.37)×1.2+4.0×1.4]÷3=6.215kN
一个扣件的抗滑承载力设计值RC=8kN,因此考虑每根立杆设置1个扣件,作为抗滑扣件,满足要求。
6、立杆稳定性验算
由上式可知:
一根立杆所承受的轴向力设计值为:
N=6.215KN
N≤fфA(架规P16)
其中f=205N/mm2A=489mm2。
L0=h+2a=1200+2×74=1348mm(架规P20)
取a=74mmh=1200mm(实际为1000-1200,取大值)
λ=L0/i=1348/15.8=85.3
查表得:
ф=0.692,
则:
fфA=0.692×489×205=69.4KN>6.215kN,满足要求。
7、梁下支撑施工计算:
(梁宽度为200㎜)
7.1荷载计算:
(1)、模板及支架自重:
(0.2+0.5×2)×1.0×1.1=1.3kN
(2)、梁新浇混凝土自重:
0.6×0.2×1.0×24=2.88kN
(3)、钢筋自重:
0.6×0.2×1.0×1.5=0.18kN
(4)振捣和倾倒荷载:
0.2×1.0×2+0.2×1.0×2=0.8kN
7.2梁下钢管横梁计算:
(1)按内力强度计算:
砼梁荷载传给钢管横梁简图。
横杆荷载组合(为简化计算,按横杆全跨承受均布荷载计算)
∵N=1.2ΣΜGK+1.4ΣΜQK(扣架规P15)
q=N/L
q=[(1.3+2.88+0.18)×1.2+0.8×1.4]÷1.0=6.352KN/m
按二跨连续梁计算:
q=6.352KN/M
500
500
横杆全跨受力简图
横梁跨中的最大弯矩M=0.125qL2W=5.08cm3
σ=
=
=39.1N/mm2 (满足要求)。 (2)按横杆挠度计算: 进行组合时仅组合恒载,受力图如下: 250 横杆桡度计算简图 [ω]=L/500 F=1.2ΣΜGK F=(0.33+2.88+0.18)×1.2÷2=2.034kN ωmaX=FL3/(48EI)=2.034×5003×103÷(48×2.06×105×12.19×104) =0.21mm 六、板模及支撑系统施工计算 1、荷载计算: (模板按三跨连续梁计算,取1m宽为计算单元,板厚100) 板模板及支撑自重: 1.0×1.1=1.1KN/m2 板混凝土自重: 24×0.1=2.4KN/m2 楼板钢筋自重: 1.1×0.1=0.11KN/m2 施工人员及设备产生荷载(均布): 1.5KN/m2 振捣砼时产生的荷载标准值: 2.0KN/m2 2、根据板模的强度和刚度确定木搁栅的间距a 2.1模板所受荷设计值为 q1=[(1.1+2.4+0.11)×1.2+(1.5+2)×1.4]×1.0=9.232KN/m q2=(1.1+2.4+0.11)×1.2×1.0=4.332KN/m q1=9.232KN/mq1=4.332KN/m 板模受力简图 板模受力弯矩图 2.2根据模板抗弯强度验确定木搁栅间距a1 fm≥Mmax/W 1.3×13×106≥(0.1×9.232×103×a2)/(1×0.0182/6) a≤0.314m=314mm 2.3根据模板挠度(刚度)确定木搁栅间距a ωmax=(0.677×q2×a4)/100EI≤a/250 (0.677×4.332×103×a4)/(100×9000×106×1×0.183/12)≤a/250 a≤0.846m=846mm 根据上述计算得的木搁栅的间距最终确定间距为330mm。 3、立杆纵横间距B的确定 (1)立杆所受荷载计算: N=[(1.1+2.4+0.11+)×1.2+(1.5+2)×1.4]×B×B =9.232KNB2 (2)根据立杆受压承载力确定其间距B(设水平杆步距最大为1350m) N/φA≤fm 采用φ48×3.2: i= ÷4=15.88L0=1350mmA=450mm2 λ=L0/i=1350/15.88=85.01 查表φ=0.692 N/(ψA)=9.232×103×B2/(0.692×489) 得: B<2.81m (3)根据水平杆的抗弯强度和刚度确定跨度B 在满足木搁栅间距的模数下假定B=1000mm(木搁栅间距调整为330), 则每根木搁栅传给水平杆的集中荷载为: N1=[(1.1+2.4+0.11)×1.2+(1.5+2)×1.4]×0.33×1.0=3.047KN N2=(1.1+2.4+0.11)×1.2×1.0×0.33=1.43KN 其受力如下图: N1=3.047KN(N2=1.43KN) 钢管水平杆受力简图 0.311NL 0.311NL 0.2NL 0.289NL 0.289NL 钢管水平杆受力弯矩图 1)脚手架钢管水平杆抗弯强度验算: fm≥Mmax/W 0.289×3.047×103×103/5.08×103=173.34N/mm2 2)脚手架钢管水平杆刚度验算: ω=1.883×N2×1.03/(100EI) =1.883×1.43×103×1.03/(100×2.06×105×106×12.19×104×10-12) =0.0010723m=1.072mm 4、木搁栅抗弯强度和刚度验算 1)荷载计算 q1=[(1.1+2.4+0.11)×1.2+(1.5+2)×1.4]×0.33=3.047KN/m q2=(1.1+2.4+0.11)×1.2×0.33=1.43KN/m 其受力图如下: q1=3.047KN/mq2=1.43KN/m 板木搁栅受力简图 0.1qL2 0.1qL2 0.025qL2 0.08qL2 0.08qL2 板木搁栅受力弯矩图 2)木搁栅抗弯强度验算 fm≥Mmax/Wn 13N/mm2≥(0.1×3.047×1.03×103)/(50×1002/6)=3.67N/mm2(满足) 3)木搁栅挠度(刚度)验算 ωmax=(0.677×q2×L4)/100EI≤L/500 (1.677×1.43×103×103×10004)/(100×9000×106×50×1003/12) =0.258mm≤L/500=1000/500=2.0mm(满足要求) 七、模板及支架拆除方法及技术措施 1、一般注意事项 1.1模板拆除必须按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB5024-2002)施工。 主、次梁侧模,应待砼内部温度降至与大气温差小于25度时拆除,避免表面产生温度裂缝。 框架柱模板在砼强度能保证构件不变形、棱角完整时拆除,转换层砼强度达100%时,可拆除梁、板底模。 1.2在拆除模板过程中,如发现砼有影响结构安全的质量问题时,应暂时停止拆除模板。 经过设计处理后方可继续拆除。 1.3已拆除模板及其支撑架的结构,应在砼强度达到设计标号后,才允许承受全部允许荷载。 2、拆除前的准备工作 2.1组织现场技术人员、管理人员、操作人员、安全员等进行安全技术交底明确拆除顺序、安全保护措施、特殊构件的拆除方法。 2.2查看混凝土早期强度报告是否达到拆除强度要求规定强度值。 3、模板架料拆除的步骤 查看砼早期(7天)强度值→填写拆模申请表→技术审批→安全技术交底→拆除模板架料→按规格分类堆码好材料→清场 4、拆模的技术要 4.1侧模: 在混凝土能保证其表面楞角不因坼除损坏后,方可拆除。 4.2底模应符合下表规定后,方可拆除。 结构类型 结构跨度(m) 按设计的混凝土强度标准值的百分率(%) 板 ≤2 50 >2,≤8 75 >8 100 梁 ≤8 75 >8 100 悬臂构件 ≤2 75 悬臂构件 >2 100 3.3结合本工程实际情况,施工中荷载较大,在坼除模板支撑时的跨中可留2-3排模板和支撑系统不拆除,以承受产生的施工活荷载。 3.4拆下来的模板及架料应按规格、分类堆码及清理。 3.5楼面设计标准荷载参考表: 3.5.1主要使用荷载参考标准值: 详工程概况。 3.5.2楼面施工堆料等重量均不得超过设计荷载标准值。 4、楼面、屋面设计使用荷载: 如下: 使用部位名称 设计荷载 使用部位名称 设计荷载 住宅 2.0KN/m2 卫生间、厨房 2.5KN/m2 外挑阳台 2.5KN/m2 电梯、空调机房 7.0KN/m2 楼梯 3.5KN/m2 一般上人屋面 2.0KN/m2 商场(超市) 3.5(10.0)KN/m2 不上人屋面 0.5KN/m2 发电机房、电梯机房、水箱间、屋面复土按实际荷重计算 注: 本施工方案未涉及的相关内容详: 《施工组织设计》《转换层施工方案》等方案。 附图: 梁断面>200*600 >500200 50×100木方 梁侧模 梁高≥700设φ12螺栓 脚手架横管 脚手架立管 下垫木板 500500500500 梁板模板及支架计算横断面简图 (1) 梁断面<=200*600 500200 50×100木方 梁高≥700设φ12螺栓 脚手架横管 梁侧模 脚手架立管 下垫木板 梁板模板及支架计算横断面简图
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