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转换层
转换层(标高20.35)梁支模方案
一、工程概况:
1、七工程量合肥市黄金广场5#楼工程,地点位于合肥市黄山路与金寨路交叉口西南角,工程结构形式为框支—剪力墙结构,并属A级高度高层建筑。
该工程标高20.350m处(五层)为结构转换层,由框架结构转换成剪力墙结构,该层的梁截面较大,梁截面高度由500mm~2000mm不等,其中梁最大截面尺寸:
KZL65梁为1000×2000mm,KZL36梁为2000×1600mm;梁面标高与下层结构平面标高为6.300mm,梁底与下层结构平面标高高度:
KZL65为4300mm;KZL36为4700mm。
在其梁下四层结构梁最大截面尺寸为350×950mm,现浇板厚为180mm。
为了考虑下层结构难以承担上层施工荷载的需要,及确保梁支模体系的刚度、强度和稳定性,故对该层梁截面较大支模体系,特编制如下施工方案。
二、方案选择:
1、按该工程结构设计特征,将梁高1500mm及以上梁均按本方案要求进行施工,取编号KZL65、KZL36最大截面梁为代表性,作为该层截面较大梁施工依据,具体布置参附图
(1)、
(2)。
2、梁支模体系:
1)支模架采用规格为:
48×3.5焊接钢管,立杆纵、横方向间距为500mm。
立杆下均沿横方向垫上宽200mm,厚50mm通长木板。
水平拉杆从四层结构平面往上布置,第一道为300mm,第二道与第一道垂直间距为1200mm,以上水平杆与水平杆之间间距为≤1200mm,立杆与水平杆均设剪刀撑。
2)扣件布置:
水平拉结杆与立杆连接,纵横方向拉结构均为单扣件,梁底支承木枋小横杆与立杆连结,为了考虑扣件质量,在立杆采用双扣件。
每只扣件抗滑能力不小于8KN/只。
3)模板:
梁底模、侧模均采用50厚松木板,木楞采用60×80、80×100木枋。
底模采用80×100木枋组合成单片定型木板,底模木枋为水平纵向布置,木枋间距为@367mm。
侧模内楞为60×80木枋(水平布置),木枋间距为@400mm;外楞为80×100木枋(垂直布置),木枋间距为@500mm。
4)对拉螺杆:
采用直径14圆钢筋(Ⅰ级钢),加工成螺杆做对拉杆,在模板内焊上梁截面宽度控制栓,沿梁高度布置4道,水平间距为500mm。
螺杆外采用边长100mm,厚10mm铁块与外楞扣牢,螺杆端部采用两只螺帽并拧紧。
5)为了考虑转换层梁施工荷载对下层结构的影响,在转换层模板施工前,对涉及到梁截面大的部位下层模板全部拆除。
层层按照KZL65、KZL36梁的支模立杆位置,设置48×3.5焊接钢管作垂直支撑,上下垂直支撑布置在同一垂直线上,将上部施工荷载通过各层支撑传递于地下室底板。
立杆上下采用宽200mm,厚50mm木板,分别垫于结构层板面和板底、板面地均为300mm,中间各道水平垂直间距均为≤1200mm,立杆与水平杆均设剪刀撑。
三、施工方法:
1、支模架搭设前,应在下层垂直支撑搭设后进行。
2、下层支撑搭设,先由测量员按照KZL65、KZL36梁支模体系的位置,进行对下层垂直支撑进行定位,定位结束检查无误时,方可铺放立杆下垫板,搭设支撑立杆、水平杆、剪刀撑。
3、下层支撑搭设应下而上进行,先从地下室搭设,逐层向上进行,支撑上下垫板安装,立杆下先垫木板,立杆上应先计算好垫板尺寸,待立杆搭设后再安放垫板。
立杆上垫板安装时,不得用力过猛,以手扳为动为宜,避免给上层结构受到反力影响。
4、支撑立杆与上部垫板如有间隙或松动时,应用对口木楔楔紧,然后用铁钉将两块木楔钉在一起。
5、支模架立杆搭设应按方案进行,上下立杆不得错位,模板安装技术、质量要求,应根据本方案结合(原)《模板施工专项方案》内容要求进行操作和控制。
四、安全措施:
1、模板安装及支模架严格按照本方案进行。
2、支模架应进行层层检查,发现上下层支撑立杆人错位时,应立即整改,不留隐患。
3、对本方案中的KZL65、KZL36梁混凝土浇筑,采用汽车泵送混凝土分层浇筑,每道梁分四层下料,每层下料厚度控制在400~500mm内。
4、在该处混凝土浇筑前,应对下层楼板进行测量,做上标记,要浇筑时应检查变形情况。
如变形过大,应及加设支撑。
5、在浇筑混凝土时,对人支撑的楼层,应安排每层不少2名专业木工,江配备相应数量的松圆木,以便采取应急处理措施。
6、夜间浇筑时,应有支撑处安装电灯,每处不少2只,并确保明亮。
三、支模体系计算:
1、计算依据:
1)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。
2)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安全保证。
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。
2、KLZ65计算:
2)参数信息
(1)模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):
1.00;
梁截面高度D(m):
2.00;
混凝土板厚度(mm):
0.10;
立杆纵距(沿跨度方向间距)La(m):
0.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
0.10;
脚手架步距(m):
1.20;
梁支撑架搭设高度H(m):
4.30;
梁两侧立柱间距(m):
1.50;
承重架支设:
多根承重立杆,木方支撑垂直梁截面;
梁底增加承重立杆根数:
3;
立杆横向间距或排距Lb(m):
0.50;
采用的钢管类型为48×3.50;
扣件连接方式:
单扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件搞滑承载力折减系数:
0.8;
(2)荷载参数
模板自重(kN/):
0.35;
钢筋自重(kN/):
1.50;
施工均布荷载标准值(kN/):
2.5;
新浇混凝土侧压力标准值(kN/):
18.8;
倾倒混凝土侧压力(kN/):
2.0;
振捣混凝土荷载标准值(kN/):
2.0;
(3)材料参数
木材品种:
柏木;
木材弹性模量E(N/mm2):
10000.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
17.0;
木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.7;
钢材弹性模量E(N/mm2):
2120000.0;
钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
205.0;
面板弹性模量E(N/mm2):
9500.0;
面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):
13.0;
(4)梁底模板参数
梁底模板支撑的间距(mm):
300.0;
面板厚度(mm):
50.0;
(5)梁侧模板参数
主楞间距(mm):
500;
次楞间距(mm):
400;
穿梁螺栓水平间距(mm):
500;
穿梁螺栓竖向间距(mm):
400;
穿梁螺栓直径(mm):
M14;
主楞龙骨材料:
木楞,宽度80mm,高度100m;
次楞龙骨材料:
木楞,宽度60mm,高度80mm;
2)梁模板荷载标准值计算:
梁侧模板荷载:
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,搂下列公式计算,并取其中的较小值:
F1=0.22rctβ1β2F=γH
其中γ—混凝土的重力密度,取25.000kN/;
t—新浇混凝的初凝时间,取3.000h;
T—混凝土的入模温度,取20.000℃;
V—混凝土的浇筑速度,取1.500mm/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0.750m;
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1.000;
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别为24.250kN/、18.750kN/,取较小值18.750kN/作为本工程计算荷载。
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倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。
面板计算简图
(1)抗弯验算
σ=<f
其中:
σ—面板的弯曲应力计算值(N/mm2);
M—面板的最大弯距(N.mm);
W—面板的净截面抵抗距,W=50.0×5.0×5.0/6=208.33;
[f]—面板的抗弯强度设计值(N/mm2);
按以下公式计算面板跨中弯距:
M=0.1ql
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=1.2×0.50×18.75×0.90=10.13Kn/m;
倾倒混凝土侧压力设计值:
q2=1.4×0.50×2.00×0.90=1.26kN/m;
q=q1+q2=10.125+1.260=11.385kN/m;
计算跨度(内楞间距):
1=400.00mm;
面板的最大弯距M=0.1×11.39×400.002=1.82×105N.mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=1.82×105/2.08×105=0.874N/mm2;
面板的抗弯强度设计值:
[f]=13.000N/mm2;
经计算得到,面板的受弯应力计算值σ=0.874N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2,满足要求!
(2)挠度验算:
ω=≤[ω]=L/250
q—作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=18.75×0.50=9.38N/mm;
l—计算跨度(内楞间距):
l=400.00mm;
E—面板材质的弹性模量:
E=9500.00N/mm2;
I—面板的截面惯性距:
I=50.00×5.00×5.00×5.00/12=520.83cm4;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.677×9.38×400.004/(100×9700.00×5.21×106)=0.033mm;
面板的最大容许挠度值:
[ω]=1/250=400.000/250=1.600mm;
面板的最大挠度计算值ω=0.033mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=1.600mm,满足要求!
4)梁侧模板内外楞的计算
(1)内楞计算
内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,龙骨采用木楞,截面宽度60mm,截面高度80mm,截面惯性距I和截面抵抗距W分别为:
W=60×80×80/6=64.00cm3;
I=60×80×80/12=256.00cm4;
内楞计算简图
(2)内楞强度验算
强度验算计算公式如下:
σ=<f
其中:
σ—内楞弯曲应力计算值(N/mm2);
M—内楞最大弯距(N.mm);
W—内楞的净截面抵抗距,W=50.0×5.0×5.0/6=208.33;
[f]—内楞的强度设计值(N/mm2)。
按以下公式计算面板跨中弯距:
M=0.1ql2
其中,作用在内楞的荷载,q=(1.2×18.75×0.90+1.4×2.000×0.90)×0.400/1=9.11kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距):
1=500mm;
内楞的最大弯距M=0.1×9.11×500.002=2.82×105N.mm;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值:
σ=2.82×105/6.40×104=3.558N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值:
[f]=17.000N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值σ=3.558N/mm2内楞的抗弯强度设计值小于[f]=17.000N/mm2,满足要求!
(3),内楞的挠度验算
ω=≤[ω]=L/250
其中E—面板材质的弹性模量:
10000.00N/mm2;
q—作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=18.75×0.40/1=7.50N/mm;
l—计算跨度(外楞间距):
l=500.00mm;
I—面板的截面惯性距:
E=5.56×106N/mm2;
内楞的最大挠度计算值:
ω=0.677×7.50×500.004/(100×10000.00×2.56×106)=0.124mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ω]=2.000mm;
内楞的最大挠度计算值ω=0.124mm小于内楞的最大容许挠度[ω]=2.000mm,满足要求!
(4)外楞计算
外楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,外龙骨采用木楞,截面宽度80mm,截面高度100mm,截面惯性距I和截面抵抗距W分别为:
W=80×100×100/6=133.33cm3;
I=80×100×100/12=666.67cm4;
外楞计算简图
(5)外楞抗弯强度验算
σ=<f
其中:
σ—外楞受弯曲应力计算值(N/mm2);
M—外楞的最大弯距(N.mm);
W—外楞的净截面抵抗距,W=50.0×5.0×5.0/6=208.33;
[f]—外楞的强度设计值(N/mm2);
最林弯距M按下式计算:
M=0.175ql
其中,作用在外楞的荷载:
P=(1.2×18.75×0.90+1.4×2.00×0.90)×0.50×0.40/1=4.55KN;
外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距):
I=400mm;
外楞的最大弯距:
M=0.175×4554.000×400.000=3.19×105Nnn.mm;
经计算得到,外楞的受弯应力计算值:
σ=3.19×105/1.33×105=2.391N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值:
[f]=17.000N/mm2;
外楞的受弯应力计算值σ=2.391N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=17.000N/mm2,满足设计要求!
(6)外楞的挠度验算
ω=≤[ω]=L/250
其中E—外楞的弹性模量:
其值为10000.00N/mm2;
q—作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=18.75×0.50×.40/1=3.75KN;
l—计算跨度(拉螺栓间距):
l=400.00mm;
I—面板的截面惯性距:
I=6.67×106N/mm4;
外楞的最大挠度计算值:
ω=1.146×3.75×103×400.003/(100×10000.00×6.67×106)=0.041mm;
外楞的最大容许挠度值:
[ω]=1.600mm;
外楞的最大挠度计算值ω=0.041mm小于外楞的最大容许挠度[ω]=1.600mm,满足要求!
5)穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
N<[N]=f×A
混凝土荷重:
1.2×25×2.2×1.6=105.6KN/m
钢筋荷重:
1.2×1.0×2.2×1.6=4.22KN/m
施工荷载:
1.2×2×2.2=5.28KN/m
小计:
q1=120.38KN/m
拆算荷载q2=0.9q1=108.34KN/m
两种特征的梁取最大值q=q2=108.34KN/m
需要板厚h1=
•
=
•
=23.86㎜
h2=
·
=
•
=27.48㎜
可确定选用50mm方木紧密排列上辅19mm胶合板符合要求。
2、梁侧模计算
1)荷载计算:
F1=0.22•rc•toß1ß2r1/2=0.22×25×
×1.2×1.15×
=47.7KN/㎡
取最高截面H=2.000m
F2=25×(2.0-0.1)=47.5KN/㎡
两者取最小值
F=F2=47.5KN/㎡
混凝土振捣时的侧压力为4KN
q1=1.2×47.5+1.2×4=61.80KN/㎡
2)计算强度要求
Mmax=0.121×61.80×0.52=1.869KN·m,
Wn=
=
=124630mm3,
选用侧模板40×500mm2,
W=
×500×402=133333mm3>Wn
满足要求.
3)按刚度要求计算
W=
=
=0.97mm<[
]=1.00mm
符合要求.
3、板底纵向槽钢强度计算
按强度计算:
选用[10槽钢,间距500mm.跨度500mm.
槽钢承受梁均布荷载Q1=61.13KN/mQ2=120.38KN/m
取最大值:
Q=120.38KN/m.
按照四跨连续梁计算:
Mmax=0.121×120.38×0.52=3.641KN·m
Wn=
=
=16937mm3
选用[10槽钢:
W=25300mm3>Wn,
满足要求.
按刚度计算:
W=QL4/150EI=
=0.2mm<[W]=1.0mm
满足要求.
4、板底横向槽钢强度计算
(1)荷载验算:
侧模与横档重力0.5×2×0.4×1.2=0.48KN,
取最大值:
Q1=120.38KN/m,
(2)确定计算模型:
采取简化计算方式,用简支梁计算;
P=QL=120.86×0.3=36.26KN.
(3)抗弯强度验算:
Mmax=PL/4=36.26×0.5/4=4.53KN·M,
Wn=
=
=21080mm3,
W=25300mm3>Wn,
满足要求.
(4)挠度验算(刚度)
Q=(120.86-0.4×0.5)/1.2=100.52KN/m,
W/L=100.52×103×5002/(48×2.1×105×25300)
=0.098mm<
=
=1mm
满足要求.
5、梁支撑计算
1)根据KZL36的总荷载为120.38KN/m,每米梁跨度的立杆数为14根,则每根立杆受荷
N=
=8.6KN大于单扣件抗滑力8KN,每根立杆必须采用双扣件。
Q=
=
=58.43N/mm2<[Q]=170N/mm2
满足要求。
2)KZL65的总荷载为67.92KN/m,每米梁跨度的方立杆数为10根,则每根立杆受荷
N=
=6.80KN,小于单扣件抗滑力
Q=
=
=38.45N/mm2<[Q]=170N/mm2
为了增加钢管支架稳定性,设双向水平杆二道,双向扫地杆一道,并每跨加设斜向剪力撑,加强整体稳定性和刚度。
三、安全措施
1)所有的钢管和扣件必须经过专门挑选,保证合格;
2)对架体搭设过程中全过程控制搭设质量;
3)支模架搭设完毕后,安全员必须进行专项验收,用测力扳手校验夹具螺栓的扭紧程度;
4)由于采用泵送混凝土,所以要用支架和活杆将泵管与模板有效隔离,使泵管的来回窜动自由进行从而避免模板受到往复的水平附加载荷;
5)混凝土施工时派专人在混凝土浇捣开始到结束始终在工作面上进行指挥;
6)楼面施工人员必须精干,不得有冗余人员;
7)安排合理的砼浇筑路线,做到均衡加载,施工过程中,做到均匀布料,严禁混凝土堆积,产生集中荷载;
8)开始浇筑混凝土后,支模架下不得有人员;
四、注意事项
转换层的载荷特别大,根据力量传承的原理,三层支模架不能拆除,二层支模架拆除后对大跨度的梁、底板进行必要的加固措施。
五、结论
1、梁截面:
高度大于1.6m的梁均按KZL36的搭设方案施工。
2、梁截面:
高度小于1.6m且大于1m的梁均按KzL65的搭设方案施工。
3、梁截面:
高度小于1m的梁按模板专项方案规定施工。
4、180厚的板按模板专项方案中的200板厚规定施工。
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