省实验学校体育馆改造工程模板结构支撑计算.docx
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省实验学校体育馆改造工程模板结构支撑计算
模板及支撑系统计算书
(一)梁模板计算书:
计算资料:
拟采用的木楞为松木,截面为60×90mm,支撑系统采用Ф48×3.5的钢管,支撑系统包括:
水平钢小楞、水平钢大楞、竖向立柱等。
梁的立柱间净距采用:
平行轴方向间距:
1000mm,垂直梁轴方向间距900mm,梁底正中加一根,水平拉杆@1000mm。
梁侧正中采用对拉螺栓加固。
底板和侧板采用木模板,模板规格2440*1220*12。
1、由查表得:
E钢=2.1×105N/mm2I管=12.19×104mm4W管=5.08×103mm3
fm=80.6N/mm2E木模=7.6×103N/mm2I木模=0.35×106mm4
(1)复核h最大的一个梁,若能满足要求,其余的各梁依次类推,在h<1000的梁可在侧模外各设3个夹木楞,支撑系统不变。
其他的构造按常用的构造方法处理。
根据工程的施工最不利情况,进行模板支撑系统的受力验算。
梁进行验算选用的梁尺寸为:
h=650mm,b=350mm,L=6000mm。
①按强度要求:
作用于梁底模上的均布荷载q为:
q=rc×b×h=25×0.35×0.65=8(KN/m)
M=1/8qL2=1/8×8×12=1(KN·m)
[M]=[fm]×1/6bh
=80.6×1/6×0.35×0.65
=3.06(KN·m)
M<[M]=3.06(KN·m)
符合强度要求
②按刚度要求:
ω=qL4/150EI=8×(350-60)4/150×7.6×103×0.35×106=0.142(mm)
[ω]=290/350=0.83mm
ω=0.142mm<[ω]=0.83mm
刚度符合要求
(2)梁侧模板的计算:
梁侧模板受到的侧压力为:
F=0.22Rc(200/T+15)β1β2V1/2
=0.22×25×(200/25+15)×1×13
=47.63KN/M2
混凝土取现场温度T=25℃,β1,β2取β1=β2,V取3m/h
F=RcH=25×1.2=30(KN/m2)
取二者中较小值F=30KN/m2
作为标准荷载,有效压头高为:
H=F/Rc=30/25=1.2(m)
考虑到混凝土倾倒时产生的水平冲击力2KN/m2,振捣混凝土产生的垂直侧压力荷载标准值4.0KN/m2,则其强度验算设计荷载为:
q3=30×1.2+(2+4)×1.4=44.4(KN/m)
采用Φ14螺栓,水平间距0.6米,垂直间距0.50米。
螺栓承受计算为:
Fm=FA=44.4×0.50×0.60=13.32(KN)
M14螺栓的容许拉力为:
F=fkA=235×153.86=36.157(KN),满足要求。
②按刚度要求:
I=bh/12=1/12×2440×123=0.35×106
E=7.6×103N/mm2
Q=(36+36-0.3)/2=35.85(KN/m)
EI=E板I板+E楞I楞=2.7×109+2.06×105+12.19×104
=29.8×109
ωmax=0.273×gl4/100EI=(0.273×29.85×10004)/(100×29.8×109)=2.73mm
[ω]=L/400=1000/400=2.25mm
ω近似等于[ω]
符合刚度要求
(3)钢管小楞的计算
小楞按简支梁计算,梁作用在钢楞上,荷载简化为集中荷载,按强度和刚度容许跨长计算如下:
①按强度要求:
M=PL(2-b/L)/8,P=qL=8×1000×10-3=8KN
[L]=60×W/P+b/2=60×5.08×103/(8×103)+350/2
=213.1(mm)
实际L<[L]=213.1mm
符合强度要求
②按刚度要求:
ω=PL3/48EI<L/250
符合刚度要求
(4)钢管大楞计算:
大楞用Ф4.8×3.5钢管,按连续梁计算,承受小梁传来的集中荷载为简化计算将其转换为均布荷载,精度满足要求,大楞按强度和刚度要求容许跨度按下式计算。
①按强度要求:
M=q2L2/10=[f]W,q2=8/2=4N/MM
实际:
L<[L]
符合强度要求
②按刚度要求:
ω=q2L4/150EI=L/400
L=<[L]
符合刚度要求
(5)竖向钢管立柱的计算:
钢管立柱选用Ф48×3.5,Ф净截面A=489mm2,
模板结构自重标准值:
0.75×(1.1×2+0.35)=1.91(KN)
新浇混凝土自重标准值:
24×0.35×1.2=10.08(KN)
钢筋自重标准值:
0.35×1.2×1.5=0.63(KN)
施工人员及设备标准值:
2.5×0.35=0.875(KN)
振捣混凝土产生的荷载标准值:
2×0.35=0.7(KN)
新浇混凝土的侧压力:
30KN
计算支撑的荷载设计值:
(1.91+10.08+0.63+30)×1.2+(0.875+0.7+2)×1.4=56.15(KN/m)
σ=56.15/0.35=160.43(KN/m2)
横杆步距为1000mm,立杆容许荷载〔N〕=33.1KN,则
Lmax=(33.1/160.43)1/2=0.46米,因此梁底立杆取@500。
排架验算:
面均布荷载为160.43KN,每根立杆承载为
160.43×0.5×0.5=40107.5N
I=(d2+d12)1/2/4=15.8
σ=N/A=40107.5/489=82.02N/mm2<215N/mm2
按稳定性计算:
λ=L/i=1000/15.8=63.29
σ=40107.5/0.744×489=110N/mm2<215N/mm2
(二)、平台模板及其支架系统受力情况分析:
钢楞的纵向和横向间距及布置方式详见(楼板模板构造图)钢楞均采用Ф48×3.5的钢管。
1、平台模板的模板计算:
钢楞承受的楼板标准荷载与楼板相同,则钢楞承受的均布荷载为:
q1=q2+q3
=(0.2+2.5+0.11)×0.8×1.2+2.5×0.8×1.4
=3.256KN/m
集中设计荷载:
P=2.5×1.4=3.5KN
该均布荷载取最大值,施工荷载均布作用时边跨跨中处的弯矩最大
M1中=1/8q1L2+1/4PL
=1/8×3.256×1.332+1/4×3.5×1.33
=1.88KN·m
①强度验算:
1.88×106
80.96×103
б=M/W= =23.22N/mm2
[б]=215N/mm2
б<[б]
符合强度要求
②刚度要求
跨中处挠度最大:
ωmax=Kwq1L4/100EI=3.85mm
[ω]=L/400=1000/400=2.5mm
符合刚度要求
2、模板支撑架立杆强度验算:
立杆用φ48×3.5mm钢管A=489mm2,钢管回转半径i=15.78mm
立杆承受木棱传递荷载(立杆间距1000×1000mm),不计算传至梁侧模板的的荷载:
F=q1×0.8+P
=3.256KN/m×0.8+3.5KN=6.1KN
1)强度验算:
支杆的受压应力:
б=F/A=6100/489=12.47N/mm<[f]=150N/mm2
2)稳定验算:
长细比a=700/15.8=44.3ψ=0.90计算
б=F/(ψ*A)=6100/(0.90×489)=13.86<[f]=150N/mm2
故立杆符合要求。
(三)梁模板高支撑架的构造和施工要求
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.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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.脚手架材质选用及质量要求
1)钢管:
选用Ф48×3.5钢管,其力学性能应符合现行国家标准«碳素结构钢»(GB/700)中Q235-A级钢的规定,每根钢管和最大质量不大于25㎏。
2)扣件
扣件式钢管脚手架采用可锻铸铁制作的扣件,其材质应符合现行国家标准«钢管脚手架扣件»(GB15831)的规定。
脚手架采用的扣件,在螺栓拧紧力矩达到65N时,不得发生破坏。
扣件与钢管的贴合面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好,当扣件加紧钢管时开口处的最小距离应不小于5㎜。
扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应小于1㎜。
扣件表面应进行防锈处理。
3)脚手板应采用杉木制作,厚度不小于50㎜,宽度大于等于200㎜,长度为4-6m,其材质应符合国家现行标准«木结构设计规定»(GBJ5-88)中对Ⅱ级木材的规定,不得有开裂、腐朽。
脚手架的两端应采用直径为4㎜的镀锌钢丝各设两道箍。
4)钢管及扣件报废标准:
钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀;扣件有脆裂、变形、滑扣应报废和禁止使用。
7.搭设技术要求
1)严禁架子工在夜间进行架子搭拆工作。
立杆垂直度偏差不得大于架高的1/200。
2)立杆接头除在顶层可采用搭接外,其余各接头必须对接扣件,对接、搭接应符合下列要求:
(1)立杆上的对接扣件应交错布置,两相邻立杆接头不应设在同步同跨内,两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不应小于500㎜,各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3,同一步内不允许有二个接头。
(2)搭接长度不应小于1米,应采用2个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100㎜。
3)立杆顶段应高出建筑物屋顶1.5米。
4)脚手架底部必须设置纵向扫地杆。
纵向扫地杆应用直角扣件固定在距地面不大于200㎜处的立杆上。
5)立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接,当楼层设置有困难时可上下移动,但是不超过层高,且应保证每根连墙件覆盖面积不超过40㎡。
6)大横杆设于小横杆之下,在立杆内侧采用直角扣件与立杆扣紧,大横杆长度不小于6M。
7)大横杆用对接扣件连接、对接应符合以下要求:
对接接头交错布置,不应设在同步、同跨内,相邻接头水平距离不应小于500㎜,并应避免设在纵向水平跨的跨中。
8)架子四周大横杆的纵向水平差不高于500㎜,同一排大横杆的水平偏差不得大于1/300。
9)小横杆两端应采用直角扣件固定在立杆上。
10)每一主节点(即立杆、大横杆交汇处)必须设置一小横杆,该杆轴线偏离主节点的距离不应大于150㎜,靠墙一侧的外伸长度350㎜,外架立面外伸长度以100㎜为宜。
操作层上非主节点处的横向水平宜根据支撑脚手板的需要等间距设置,最大间距不应大于立杆间距1/2。
11)脚步板一般应设置在三根以上小横杆上,当脚手板长度大于2M时可采用两根小横杆,并应将脚手板两端与其可靠固定,以防倾翻。
脚手板平铺,应铺满铺稳,靠墙一侧离墙距离不应大于150㎜,拐角要交圈,不得有探头板。
12)本工程应在外侧立面延纵向间隔7.5M,在高度上连续设置剪刀撑。
13)剪刀撑斜杆的接头宜采用搭接,搭接长度不小于1M,采用不少于2个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100㎜。
14)剪刀撑应用旋转扣件固定在与相交的小横杆的伸出端或力杆上,旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150㎜。
15)用于大横杆对接的扣件开口,应朝架子内侧,螺栓向上,避免开口朝上。
16)外架里侧挂密目安全网,在里外排架间距地4M处设一道水平承重固定安全网。
17)剪刀撑应与地面成45°--60°夹角,以增加脚手架的整体稳定性。
18)横向斜撑应在同一节点由底层至顶层呈之字型连续布置,采用旋转扣件固定在与相交的横向水平杆的伸出端上,旋转扣件中心至主节的距离不宜大于150㎜。
19)过门洞的处理:
过门洞脚手架可挑空1-2根立杆,即在第一步大横杆处断开。
悬空的立杆处用斜杆支撑,逐根连接三部以上大横杆,以使荷载分布在两侧立杆上,斜杆下端与地面的夹角成60°左右,凡斜杆与立杆、大横杆相交处均应扣接。
8.架子的验收、使用及管理
1)架子的验收、使用及管理
⑴把好验收关。
搭设过程中的架子,每搭设一个施工层高度必须由项目技术负责组织技术、安全与搭设班组、工长进行检查,办理验收手续后方可上人使用。
架子未经检查验收,除架子工外,严禁其他人员攀登。
验收合格的架子任何人不得擅自拆改,需局部拆改时,要经过技术负责人同意,由架子工操作。
⑵工程的施工负责人,必须按架子方案要求,拟定书面操作要求,向班组进行安全技术交底,班组必须严格按操作要求和安全技术交底施工。
(3)架子分段完成后,应分层由制定架子方案及安全、技术、施工、使用等有关人员,进行验收,并填写验收单,合格后方可搭设使用。
(4)使用按2KN/㎡考虑,因此架子上不准堆放材料和杂物。
(5)架子搭好后,要派专人管理,经项目部同意后,方可改动,不得任意解掉架子与柱连接的拉杆和扣件。
(6)架子上不可有任何活动材料,如扣件、活动钢管、钢筋,一旦发现应及时清除。
(7)在六级以上大风、大雾和大雨天气不得进行脚手架作业,雨后上架前要防滑措施。
(8)不得将摸板、泵送混凝土输送管等支撑固定在脚手架上,严禁任意悬挂其重设备。
2)人员的素质要求
(1)高处作业人员必须满18周岁,两眼视力均不低于1.0,无色盲、无听觉障碍,无高血压、心脏病、癫痫、眩晕和突发性昏厥等疾病,无妨碍登高架作业的其他疾病和生理缺陷。
(2)责任心强,工作认真负责,熟悉本作业的安全技术操作规程。
严禁酒后作业和作业中玩笑戏闹。
(3)明确使用个人防护用品和采取防护措施。
进入施工现场必须戴好安全帽,在无可靠防护2M以上作业必须系好安全带,使用工具要放在工具套内。
(4)操作必须经过培训教育,考试、体检合格,持证上岗,任何人不得安排未经培训的无证人员上岗作业。
(5)作业人员应定期进行体检(每年体检一次)
(6)作业所用材料要堆放平稳,高处作业地面环境要整洁,不能杂乱无章,乱摆乱放,所有工具要清点回收,防止遗留在作业现场掉落伤人。
3)劳保用品(三宝)要求
(1)安全帽
1)无合格证的安全帽禁止使用。
2)安全帽必须正确佩戴,系好帽带。
(2)安全带
1)安全带必须使用合格产品。
2)安全带应高挂低用(架子工除外),注意防止摆动碰撞,不准将绳打结使用,应挂在连接环上用。
要选择在牢固构件上悬挂。
(3)安全网
1)安全网的技术要求必须符合(GB5725-85)规定。
2)安全网拆除后要洗净捆好,放在通风、遮光、隔热的地方,禁止
用钩子搬运。
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