高排架模板专项施工方案.docx
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高排架模板专项施工方案
高排架、高支模梁、楼板模板专项施工方案
【一】、编制依据
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中国建筑工业出版社;
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中国建筑工业出版社;
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)中国建筑工业出版社;
【二】、工程概况
工程名称:
进口黄油、奶酪及冷链、仓储、配送工程
工程业主:
上海高夫食品有限公司
设计单位:
上海奉贤建筑设计研究院
工程建设地点:
上海宝山区宝祁路899号西侧。
结构体系:
现浇钢筋混凝土框架结构体系。
建筑规模:
本工程建筑面积为15312.00㎡(地上四层,);
周边环境:
东西北侧为相邻厂区,南为宝祁路。
一二层为高排架、高支模;高7.00m,;梁;400×1100、400×1000、240×1000、300×850、板厚160㎜。
【三】、方案选择
1、模板及其支架的结构设计,力求做到结构要安全可靠,造价经济合理。
2、在规定的条件下和规定的使用期限内,能够充分满足预期的安全性和耐久性。
3、选用材料时,力求做到常见通用、可周转利用,便于保养维修。
4、结构选型时,力求做到受力明确,构造措施到位,升降搭拆方便,便于检查验收;
5、综合以上几点,模板及模板支架的搭设,还必须符合省文明标化工地的有关标准。
6、结合以上模板及模板支架设计原则,同时结合本工程的实际情况,综合考虑了以往的施工经验。
【四】、扣件钢管楼板模板高支架计算书
本支架计算公式(3)参照《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》,
模板支架搭设高度为7米,
搭设尺寸为:
立杆的纵距b=0.80米,立杆的横距l=0.80米,立杆的步距h=1.80米。
图1楼板支撑架立面简图
图2楼板支撑架荷载计算单元
采用的钢管类型为
48×3.5。
一、模板面板计算
依据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008,5.2
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照简支梁计算。
使用模板类型为:
胶合板。
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.100×0.160×0.800=3.2128kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.350×0.800=0.280kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m):
q13=2.500×0.800=2.000kN/m
均布线荷载标准值为:
q=25.100×0.150×0.800+0.350×0.800=3.292kN/m
均布线荷载设计值为:
按可变荷载效应控制的组合方式:
q1=0.9×[1.2×(3.012+0.280)+1.4×2.000]=6.075kN/m
按永久荷载效应控制的组合方式:
q1=0.9×[1.35×(3.012+0.280)+1.4×0.7×2.000]=5.764kN/m
根据以上两者比较应取q1=6.075kN/m作为设计依据。
集中荷载设计值:
模板自重线荷载设计值q2=0.9×1.2×0.350×0.800=0.302kN/m
跨中集中荷载设计值P=0.9×1.4×2.500=3.150kN
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:
W=80.00×1.80×1.80/6=43.20cm3;
I=80.00×1.80×1.80×1.80/12=38.88cm4;
(1)抗弯强度计算
施工荷载为均布线荷载:
M1=0.125q1l2=0.125×6.075×0.2502=0.047kN.m
施工荷载为集中荷载:
M2=0.125q2l2+0.25Pl=0.125×0.302×0.2502+0.25×3.150×0.250=0.199kN.m
M2>M1,故应采用M2验算抗弯强度。
σ=M/W<[f]
其中σ——面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的净截面抵抗矩;
[f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
经计算得到面板抗弯强度计算值σ=0.199×1000×1000/43200=4.612N/mm2
面板的抗弯强度验算σ<[f],满足要求!
(2)挠度计算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,
故采用均布线荷载标准值为设计值。
v=5ql4/384EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=5×3.292×2504/(384×9500×388800)=0.045mm
面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!
二、支撑方木的计算
方木按照均布荷载下简支梁计算。
1.荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.100×0.160×0.250=1.004kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.350×0.250=0.088kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m):
q13=2.500×0.250=0.625kN/m
均布线荷载标准值为:
q=25.100×0.150×0.250+0.350×0.250=1.029kN/m
均布线荷载设计值为:
按可变荷载效应控制的组合方式:
q1=0.9×[1.2×(0.941+0.088)+1.4×0.625]=1.899kN/m
按永久荷载效应控制的组合方式:
q1=0.9×[1.35×(0.941+0.088)+1.4×0.7×0.625]=1.801kN/m
根据以上两者比较应取q1=1.899kN/m作为设计依据。
集中荷载设计值:
模板自重线荷载设计值q2=0.9×1.2×0.350×0.250=0.095kN/m
跨中集中荷载设计值P=0.9×1.4×2.500=3.150kN
2.方木的计算
按照简支梁计算,计算过程如下:
方木的截面力学参数为
本算例中,截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:
W=9.00×10.00×10.00/6=150.00cm3;
I=9.00×10.00×10.00×10.00/12=750.00cm4;
(1)抗弯强度计算
施工荷载为均布线荷载:
M1=0.125q1l2=0.125×1.899×0.8002=0.152kN.m
施工荷载为集中荷载:
M2=0.125q2l2+0.25Pl=0.125×0.095×0.8002+0.25×3.150×0.800=0.638kN.m
M2>M1,故应采用M2验算抗弯强度。
σ=M/W<[f]
其中σ——方木的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——方木的最大弯距(N.mm);
W——方木的净截面抵抗矩;
[f]——方木的抗弯强度设计值,取13.00N/mm2;
经计算得到方木抗弯强度计算值σ=0.638×1000×1000/150000=4.250N/mm2
方木的抗弯强度验算σ<[f],满足要求!
(2)挠度计算
验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,
故采用均布线荷载标准值为设计值。
v=5ql4/384EI<[v]=l/250
方木最大挠度计算值v=5×1.029×8004/(384×9500×7500000)=0.077mm
方木的最大挠度小于800.0/250,满足要求!
(3)最大支座力
最大支座力N=ql=1.899×0.800=1.519kN
三、横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管剪力图(kN)
支撑钢管弯矩图(kN.m)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.409kN.m
最大变形vmax=0.664mm
最大支座力Qmax=5.523kN
抗弯计算强度f=0.409×106/4490.0=91.09N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,
按照扣件抗滑承载力系数0.75
该工程实际的旋转单扣件承载力取值为Rc=8×0.75=6.00kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0×0.75=6.00KN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=5.52kN
单扣件抗滑承载力的设计计算值R=5.52KN 五、模板支架荷载标准值(立杆轴力) 作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容: (1)脚手架钢管的自重(kN): NG1=0.0995×13.500=1.343kN 钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。 (2)模板的自重(kN): NG2=0.350×0.800×0.800=0.224kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3=25.100×0.150×0.800×0.800=2.410kN 经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.977kN。 2.活荷载为施工荷载标准值。 计算支架立柱及其他支撑结构时,均布荷载取1.00kN/m2 经计算得到,活荷载标准值NQ=1.000×0.800×0.800=0.640kN 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 设计值组合一 N=0.9×(1.2×NG+1.4×NQ)=5.101kN 设计值组合二 N=0.9×(1.35×NG+1.4×0.7×NQ)=5.396kN 根据上述结果比较,应采用5.396kN为设计验算依据。 六、立杆的稳定性计算 模板支架高度大于4m时,应按高度调整系数调降强度设计值: KH=1/(1+0.005(H-4)) 其中H: 模板支架高度,立杆底座下皮至顶托上皮(或模板底水平杆上皮),以米计,但无量纲。 经计算得到: KH=0.955 调降后钢管立杆抗压强度设计值为[f1]=KH×[f]=0.955×205=196N/mm2 立杆的稳定性计算公式 其中N——立杆的轴心压力设计值,N=5.40kN; ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=l0/i查表得到; i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60 A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24 W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49 ——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2); [f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=196.00N/mm2; l0——计算长度(m); 1.如果参照《扣件式规范》,由公式 (1)或 (2)计算 l0=k1uh (1) l0=(h+2a) (2) k1: 计算长度附加系数,按照表1取值为1.163; u: 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3取不利值u=1.80 a: 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度a=0.30m; a.公式 (1)的计算结果: λ=(1.80×1.80)×100/1.600=203<[λ]=210,满足要求! 立杆计算长度l0=k1uh=1.163×1.80×1.80=3.77 l0/i=3768.120/16.000=236 由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数 =0.131 钢管立杆受压应力计算值 =96.90N/mm2, 立杆的稳定性计算 <[f1]=196.00N/mm2,满足要求! b.公式 (2)的计算结果: λ=(1.80+2×0.30)×100/1.600=150<[λ]=210,满足要求! l0/i=2400.000/16.000=150 由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数 =0.308 钢管立杆受压应力计算值 =41.34N/mm2, 立杆的稳定性计算 <[f1]=196.00N/mm2,,满足要求! 2.参考杜荣军《施工手册》公式(3)计算 l0=k1k2(h+2a)(3) k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.027; a.公式(3)的计算结果: l0/i=179 由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数 =0.223 钢管立杆受压应力计算值 =57.07N/mm2, 立杆的稳定性计算 <[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。 表1模板支架计算长度附加系数k1 ——————————————————————————————————— 步距h(m)h≤0.90.9 k11.2431.1851.1671.163 ——————————————————————————————————— 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》 七、楼板强度的计算 1.计算楼板强度说明 验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取5.00m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。 单元板宽度范围内配筋3级钢筋,配筋面积As=450.0mm2,fy=360.0N/mm2。 板的截面尺寸为b×h=5000mm×150mm,截面有效高度h0=130mm。 按照楼板每8天浇筑一层,所以需要验算8天、16天、24天...的 承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下: 2.计算楼板混凝土8天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边5.00m,短边5.00×1.00=5.00m, 楼板计算范围内摆放6×6排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。 第2层楼板所需承受的荷载为 q=2×1.2×(0.35+25.10×0.15)+ 1×1.2×(1.34×6×6/5.00/5.00)+ 1.4×2.50=15.70kN/m2 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax=0.0513×ql2=0.0513×15.70×5.002=20.13kN.m/m 单元板带所承受最大弯矩Mmax=1×20.13=20.13kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为15.00℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到8天后混凝土强度达到62.40%,C30.0混凝土强度近似等效为C18.7。 混凝土弯曲抗压强度设计值为fc=8.99N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度: ξ=Asfy/bh0fc=450.00×360.00/(1000×130.00×8.99)=0.139 计算得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=ξ(1-0.5ξ)=0.139×(1-0.5×0.139)=0.129; 此层楼板所能承受的最大弯矩为: M2= sbh02fc=0.129×1000×130.0002×8.99×10-6=19.60kN.m 结论: 由于ΣMi=19.60 所以第8天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。 第2层以下的模板支撑必须保存。 3.计算楼板混凝土16天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边5.00m,短边5.00×1.00=5.00m, 楼板计算范围内摆放6×6排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。 第3层楼板所需承受的荷载为 q=2×1.2×(0.35+25.10×0.15)+ 1×1.2×(0.35+25.10×0.15)+ 2×1.2×(1.34×6×6/5.00/5.00)+ 1.4×2.50=22.60kN/m2 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax=0.0513×ql2=0.0513×22.60×5.002=28.98kN.m/m 单元板带所承受最大弯矩Mmax=1×28.98=28.98kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为15.00℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到16天后混凝土强度达到83.21%,C30.0混凝土强度近似等效为C25.0。 混凝土弯曲抗压强度设计值为fc=11.88N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度: ξ=Asfy/bh0fc=450.00×360.00/(1000×130.00×11.88)=0.105 计算得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=ξ(1-0.5ξ)=0.105×(1-0.5×0.105)=0.099; 此层楼板所能承受的最大弯矩为: M3= sbh02fc=0.099×1000×130.0002×11.88×10-6=19.96kN.m 结论: 由于ΣMi=39.56>Mmax=28.98 所以第16天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。 第3层以下的模板支撑可以拆除。 八、模板的搭设要求: 1、顶部支撑点的设计要求: a.设在模板支架立杆底部或顶部的可调底座或底托,其丝杆外径不得小于36mm,伸出长度不得超过200mm,顶托抗压承载力应同于底座; b.扣件式模板支架顶部支撑点与支架顶层横杆的距离不应大于400mm。 2、模板支架的构造要求: a.当模板支架高度≥8m或高宽比≥4时,应采用刚性连墙件在水平加强层位置与建筑物结构可靠连接; b.立杆接长除顶层顶步外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接,禁止搭接; c.杆件接头应交错布置,两根相邻杆件接头不应设置在同步或同跨内,接头位置错开距离不应小于500mm,各接头中心至主节点的距离不宜大于纵距的1/3; d.搭接接头的搭接长度不应小于1m,应采用不少于3个旋转扣件固定; c.纵向扫地杆必须连续设置,钢管中心距地面不得大于200mm,脚手架底部主节点处应设置横向扫地杆,其位置应在纵向扫地杆下方; d.模板支架应自成体系,严禁与其他脚手架进行连接。 e.模板支架在安装过程中,必须设置防倾覆的临时固定设施。 f.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; g.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; h.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。 3、扣件安装应符合下列规定: a.螺栓拧紧力矩应控制在40~65N.m之间; b.主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm; c.对接扣件开口应朝上或朝内; d.各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm; 4、钢管扣件模板支架体系的剪刀撑应符合以下要求: a.模板支架四边与中间每隔4-6排立杆应设置一道竖向剪刀撑,由底至顶连续设置,如图所示: 模板支架竖向剪刀撑布置示意图 (b.高于4m的模板支架,其两端与中间每隔4-6排立杆从顶层开始向下每隔2-4步设置水平剪刀撑; c.模板支架高度≥8m或高宽比≥4时,顶部和底部(扫地杆的设置层)应设置水平加强层,底部和顶部加强层的间距≥16m时,每隔8~12m增设一道水平加强层; d.水平加强层做法: 用水平斜杆以"之"字形将水平剪刀撑连接,水平斜杆宽度不小于3m,如图所示: 模板支架水平加强层布置示意图 5、高大模板工程执行建质[2004]213号《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》规定。 6、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。 7、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。 【五】、梁模板扣件钢管高支撑架计算书 本支架计算公式(3)参照《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》, 模板支架搭设高度为7米, 基本尺寸为: 梁截面B×D=450mm×1600mm,梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=0.40米,立杆的步距h=1.50米, 梁底增加2道承重立杆。 采用的钢管类型为 48×3.0。 一、模板面板计算 使用模板类型为: 胶合板。 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。 模板面板的按照多跨连续梁计算。 作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。 1.荷载的计算: (1)钢筋混凝土板自重(kN/m): q11=25.500×1.600×0.400=16.320kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m): q12=0.350×0.400×(2×1.600+0.450)/0.450=1.136kN/m (3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m): q13=2.500×0.400=1.000kN/m 均布线荷载标准值为: q=25.500×1.600×0.400+0.350×0.400×(2×1.600+0.450)/0.450=17.456kN/m 均布线荷载设计值为: 按可变荷载效应控制的组合方式: q1=0.9×[1.2×(16.320+1.136)+1.4×1.000]=20.112kN/m 按永久荷载效应控制的组合方式: q1=0.9×[1.35×(16.320+1.136)+1.4×0.7×1.000]=22.091kN/m 根据以上两者比较应取q1=22.091kN/m作为设计依据。 集中荷载设计值: 模板自重线荷载设计值q2=0.9×1.2×0.
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