珠海某体育馆工程高支模施工方案.docx
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珠海某体育馆工程高支模施工方案
第一章编制说明
第一节编制依据
1、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99;
2、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91;
3、《建筑施工手册(第四版)》;
4、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001);
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002;
6、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001);
7、《钢结构设计规范》(GB50017-2003);
8、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》;
9、珠海市规划设计究提供的施工设计图纸等规范编制。
第二章工程概况
“**工程”是由珠海市高新建设投资有限公司投资建设,体育馆位于学校北侧,东邻篮球场,西连教学楼,南邻学校办公楼,工程场地既有平民区又有商业区,同时拟建工程区与周围已建设的教学楼建筑紧密相连。
工程建筑面积约3951.4平方米,基础为桩基础,结构为框架结构,屋面为钢网架,结构形式为正放四角锥结构,1-6轴跨度为61.1m,A-D轴跨度为32.2m,体育馆层高分别为一层为6m、二层为5.5m,三层为8.2m,最大跨度为12m,本工程最大框架梁KL6为400×1300mm,大部分主梁为350×1100mm,最大BZ1柱规格为700×900mm,楼板均为120cm厚钢筋混凝土板,三层均为框架梁,最大梁WL为300×800mm,没有楼板,为确保高支模的施工质量和安全,特针对体育馆编制高支模专项施工方案。
根据梁板布置及荷载情况,结合以往的施工经验,本工程梁板支撑系统采用门式钢管脚手架和扣件钢管架,二层1/0A-B交1-6轴及三层采用扣件钢管架,其他采用门式钢管脚手架,除1/0A-B交1-6轴基础下为片石上为石屑路面(以后为跑道),
施工顺序:
安装柱钢筋-柱、梁、板模板安装-浇筑柱混凝土-梁板钢筋安装-浇筑梁板混凝土。
第三章高支模架的搭设方案
第一节框架柱模板
柱模板的背部支撑由两层(木楞或钢楞)组成,第一层为直接支撑模板的竖楞,用以支撑混凝土对模板的侧压力;第二层为支撑竖楞的柱箍,用以支撑竖楞所受的压力;柱箍之间用对拉螺栓相互拉接,形成一个完整的柱模板支撑体系。
柱模板设计示意图
柱截面宽度B(mm):
900.00;柱截面高度H(mm):
700.00;柱模板的总计算高度:
H=6.00m;
根据规范,当采用溜槽、串筒或导管时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2;
计算简图
模板在高度方向分2段进行设计计算。
第1段(柱底至柱身高度3.00米位置;分段高度为3.00米):
3.1.1参数信息
1.基本参数
柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:
1;柱截面宽度B方向竖楞数目:
5;
柱截面高度H方向对拉螺栓数目:
1;柱截面高度H方向竖楞数目:
4;
对拉螺栓直径(mm):
M14;
2.柱箍信息
柱箍材料:
木楞;
宽度(mm):
80.00;高度(mm):
80.00;
柱箍的间距(mm):
450;柱箍合并根数:
2;
3.竖楞信息
竖楞材料:
木楞;竖楞合并根数:
2;
宽度(mm):
80.00;高度(mm):
80.00;
4.面板参数
面板类型:
胶合面板;面板厚度(mm):
18.00;
面板弹性模量(N/mm2):
9500.00;面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):
13.00;
面板抗剪强度设计值(N/mm2):
1.50;
5.木方参数
方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):
13.00;方木弹性模量E(N/mm2):
9500.00;
方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):
1.50;
3.1.2柱模板荷载标准值计算
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,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
T--混凝土的入模温度,取20.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/h;
H--模板计算高度,取6.000m;
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;
分别计算得57.246kN/m2、144.000kN/m2,取较小值57.246kN/m2作为本工程计算荷载。
计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=57.246kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/m2。
3.1.3柱模板面板的计算
模板结构构件中的面板属于受弯构件,按简支梁或连续梁计算。
本工程中取柱截面宽度B方向和H方向中竖楞间距最大的面板作为验算对象,进行强度、刚度计算。
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。
由前述参数信息可知,柱截面高度H方向竖楞间距最大,为l=207mm,且竖楞数为5,面板为大于3跨,因此柱截面高度H方向面板按均布荷载作用下下的三跨连续梁进行计算。
面板计算简图
1.面板抗弯强度验算
对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的三跨连续梁用下式计算最大跨中弯距:
其中,M--面板计算最大弯距(N·mm);
l--计算跨度(竖楞间距):
l=207.0mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×57.25×0.45×0.90=27.822kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m;
式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。
q=q1+q2=27.822+1.134=28.956kN/m;
面板的最大弯距:
M=0.1×28.956×207×207=1.24×105N.mm;
面板最大应力按下式计算:
其中,σ--面板承受的应力(N/mm2);
M--面板计算最大弯距(N·mm);
W--面板的截面抵抗矩:
b:
面板截面宽度,h:
面板截面厚度;
W=450×18.0×18.0/6=2.43×104mm3;
f--面板的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2;
面板的最大应力计算值:
σ=M/W=1.24×105/2.43×104=5.106N/mm2;
面板的最大应力计算值σ=5.106N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[σ]=13N/mm2,满足要求!
2.面板抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
其中,∨--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(竖楞间距):
l=207.0mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×57.25×0.45×0.90=27.822kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m;
式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。
q=q1+q2=27.822+1.134=28.956kN/m;
面板的最大剪力:
∨=0.6×28.956×207.0=3596.280N;
截面抗剪强度必须满足下式:
其中,τ--面板承受的剪应力(N/mm2);
∨--面板计算最大剪力(N):
∨=3596.280N;
b--构件的截面宽度(mm):
b=450mm;
hn--面板厚度(mm):
hn=18.0mm;
fv---面板抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=13.000N/mm2;
面板截面受剪应力计算值:
τ=3×3596.280/(2×450×18.0)=0.666N/mm2;
面板截面抗剪强度设计值:
[fv]=1.500N/mm2;
面板截面的受剪应力τ=0.666N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.面板挠度验算
最大挠度按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m):
q=57.25×0.45=25.76kN/m;
ν--面板最大挠度(mm);
l--计算跨度(竖楞间距):
l=207.0mm;
E--面板弹性模量(N/mm2):
E=9500.00N/mm2;
I--面板截面的惯性矩(mm4);
I=450×18.0×18.0×18.0/12=2.19×105mm4;
面板最大容许挠度:
[ν]=207/250=0.828mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.677×25.76×207.04/(100×9500.0×2.19×105)=0.154mm;
面板的最大挠度计算值ν=0.154mm小于面板最大容许挠度设计值[ν]=0.828mm,满足要求!
3.1.4竖楞方木的计算
模板结构构件中的竖楞(小楞)属于受弯构件,按连续梁计算。
本工程柱高度为3.0m,柱箍间距为450mm,竖楞为大于3跨,因此按均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,竖楞采用木楞,宽度80mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=80×80×80/6=85.33cm3;
I=80×80×80×80/12=341.33cm4;
竖楞方木计算简图
1.抗弯强度验算
支座最大弯矩计算公式:
其中,M--竖楞计算最大弯距(N·mm);
l--计算跨度(柱箍间距):
l=450.0mm;
q--作用在竖楞上的线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×57.25×0.21×0.90=12.674kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×2.00×0.21×0.90=0.517kN/m;
q=(12.674+0.517)/2=6.595kN/m;
竖楞的最大弯距:
M=0.1×6.595×450.0×450.0=1.34×105N.mm;
其中,σ--竖楞承受的应力(N/mm2);
M--竖楞计算最大弯距(N·mm);
W--竖楞的截面抵抗矩(mm3),W=8.53×104;
f--竖楞的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2;
竖楞的最大应力计算值:
σ=M/W=1.34×105/8.53×104=1.565N/mm2;
竖楞的最大应力计算值σ=1.565N/mm2小于竖楞的抗弯强度设计值[σ]=13N/mm2,满足要求!
2.抗剪验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
其中,∨--竖楞计算最大剪力(N);
l--计算跨度(柱箍间距):
l=450.0mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×57.25×0.21×0.90=12.674kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×2.00×0.21×0.90=0.517kN/m;
q=(12.674+0.517)/2=6.595kN/m;
竖楞的最大剪力:
∨=0.6×6.595×450.0=1780.767N;
截面抗剪强度必须满足下式:
其中,τ--竖楞截面最大受剪应力(N/mm2);
∨--竖楞计算最大剪力(N):
∨=1780.767N;
b--竖楞的截面宽度(mm):
b=80.0mm;
hn--竖楞的截面高度(mm):
hn=80.0mm;
fv--竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=1.500N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值:
τ=3×1780.767/(2×80.0×80.0)=0.417N/mm2;
竖楞截面抗剪强度设计值:
[fv]=1.500N/mm2;
竖楞截面最大受剪应力计算值τ=0.417N/mm2小于竖楞截面抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度按三跨连续梁计算,公式如下:
其中,q--作用在竖楞上的线荷载(kN/m):
q=57.25×0.21=11.74kN/m;
ν--竖楞最大挠度(mm);
l--计算跨度(柱箍间距):
l=450.0mm;
E--竖楞弹性模量(N/mm2):
E=9500.00N/mm2;
I--竖楞截面的惯性矩(mm4),I=3.41×106;
竖楞最大容许挠度:
[ν]=450/250=1.8mm;
竖楞的最大挠度计算值:
ν=0.677×11.74×450.04/(100×9500.0×3.41×106)=0.100mm;
竖楞的最大挠度计算值ν=0.1mm小于竖楞最大容许挠度[ν]=1.8mm,满足要求!
3.1.5B方向柱箍的计算
本工程中,柱箍采用方木,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=8×8×8/6=85.33cm3;
I=8×8×8×8/12=341.33cm4;
柱箍为2跨,按集中荷载二跨连续梁计算(附计算简图):
B方向柱箍计算简图
其中P--竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN);
P=(1.2×57.25×0.9+1.4×2×0.9)×0.205×0.45/2=2.97kN;
B方向柱箍剪力图(kN)
最大支座力:
N=9.020kN;
B方向柱箍弯矩图(kN·m)
最大弯矩:
M=0.419kN.m;
B方向柱箍变形图(mm)
最大变形:
V=0.174mm;
1.柱箍抗弯强度验算
柱箍截面抗弯强度验算公式
其中,柱箍杆件的最大弯矩设计值:
M=0.42kN.m;
弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩:
W=85.33cm3;
B边柱箍的最大应力计算值:
σ=4.67N/mm2;
柱箍的抗弯强度设计值:
[f]=13N/mm2;
B边柱箍的最大应力计算值σ=4.67N/mm2小于柱箍的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
2.柱箍挠度验算
经过计算得到:
ν=0.174mm;
柱箍最大容许挠度:
[ν]=450/250=1.8mm;
柱箍的最大挠度ν=0.174mm小于柱箍最大容许挠度[ν]=1.8mm,满足要求!
3.1.6方向对拉螺栓的计算
计算公式如下:
其中N--对拉螺栓所受的拉力;
A--对拉螺栓有效面积(mm2);
f--对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;查表得:
对拉螺栓的型号:
M14;
对拉螺栓的有效直径:
11.55mm;
对拉螺栓的有效面积:
A=105mm2;
对拉螺栓所受的最大拉力:
N=9.02kN。
对拉螺栓最大容许拉力值:
[N]=1.70×105×1.05×10-4=17.85kN;
对拉螺栓所受的最大拉力N=9.02kN小于对拉螺栓最大容许拉力值[N]=17.85kN,对拉螺栓强度验算满足要求!
3.1.7H方向柱箍的计算
本工程中,柱箍采用木楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=8×8×8/6=85.33cm3;
I=8×8×8×8/12=341.33cm4;
柱箍为2跨,按二跨连续梁计算(附计算简图):
H方向柱箍计算简图
其中P--竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN);
P=(1.2×57.25×0.9+1.4×2×0.9)×0.207×0.45/2=3kN;
H方向柱箍剪力图(kN)
最大支座力:
N=6.988kN;
H方向柱箍弯矩图(kN·m)
最大弯矩:
M=0.314kN.m;
H方向柱箍变形图(mm)
最大变形:
V=0.070mm;
1.柱箍抗弯强度验算
柱箍截面抗弯强度验算公式:
其中,柱箍杆件的最大弯矩设计值:
M=0.31kN.m;
弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩:
W=85.33cm3;
H边柱箍的最大应力计算值:
σ=3.5N/mm2;
柱箍的抗弯强度设计值:
[f]=13N/mm2;
H边柱箍的最大应力计算值σ=3.5N/mm2小于柱箍的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
2.柱箍挠度验算
经过计算得到:
V=0.07mm;
柱箍最大容许挠度:
[V]=350/250=1.4mm;
柱箍的最大挠度V=0.07mm小于柱箍最大容许挠度[V]=1.4mm,满足要求!
3.1.7H方向对拉螺栓的计算
验算公式如下:
其中N--对拉螺栓所受的拉力;
A--对拉螺栓有效面积(mm2);
f--对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;
查表得:
对拉螺栓的直径:
M14;
对拉螺栓有效直径:
11.55mm;
对拉螺栓有效面积:
A=105mm2;
对拉螺栓最大容许拉力值:
[N]=1.70×105×1.05×10-4=17.85kN;
对拉螺栓所受的最大拉力:
N=6.988kN。
对拉螺栓所受的最大拉力:
N=6.988kN小于[N]=17.85kN,对拉螺栓强度验算满足要求!
第2段(柱身高度3.00米位置至柱身高度6.00米位置;分段高度为3.00米):
经验算也满足要求!
(计算过程略)
第二节框架梁模板(门架)
3.2.1参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):
0.40;梁截面高度D(m):
1.30;
门架型号:
MF1217;
门架搭设高度(m):
4.70;承重架类型设置:
MF1217;
门架纵距Lb(m):
0.75;
门架几何尺寸:
b(mm):
1219.00,b1(mm):
750.00,h0(mm):
1930.00,h1(mm):
1536.00,h2(mm):
100.00,步距(mm):
1950.00;
加强杆的钢管类型:
Φ48×3.2;立杆钢管类型:
Φ48×3.2;
2.荷载参数
模板自重(kN/m2):
0.35;钢筋自重(kN/m3):
3.00;
新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):
18.0;倾倒混凝土侧压力(kN/m2):
2.0;
振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):
2.0
3.材料参数
木材品种:
杉木;木材弹性模量E(N/mm2):
9000.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
11.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.4;
面板类型:
胶合面板;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
梁底横向支撑截面类型:
木方:
80×80mm;梁底纵向支撑截面类型:
钢管(双钢管):
Φ48×3.5;
梁底横向支撑间隔距离(mm):
200.0;面板厚度(mm):
18.0;
5.梁侧模板参数
次楞间距(mm):
250,主楞竖向根数:
4;
主楞间距为:
300mm,300mm,250mm;
穿梁螺栓水平间距(mm):
600;
穿梁螺栓直径(mm):
M14;
主楞龙骨材料:
木楞,,宽度80mm,高度80mm;
主楞合并根数:
2;
次楞龙骨材料:
木楞,宽度60mm,高度80mm;
3.2.2梁模板荷载标准值计算
1.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。
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,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
T--混凝土的入模温度,取20.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取2.500m/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0.750m;
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0.850。
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;
分别计算得48.659kN/m2、18.000kN/m2,取较小值18.000kN/m2作为本工程计算荷载。
3.2.3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。
面板计算简图(单位:
mm)
1.强度计算
跨中弯矩计算公式如下:
其中,W--面板的净截面抵抗矩,W=100×1.8×1.8/6=54cm3;
M--面板的最大弯距(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);
按以下公式计算面板跨中弯矩:
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=1.2×1×18×0.9=19.44kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值:
q2=1.4×1×2×0.9=2.52kN/m;
q=q1+q2=19.440+2.520=21.960kN/m;
计算跨度(内楞间距):
l=250mm;
面板的最大弯距M=0.125×21.96×2502=1.72×105N·mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=1.72×105/5.40×104=3.177N/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=3.177N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=21.96N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
l=250mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=100×1.8×1.8×1.8/12=48.6cm4;
面板的最大挠度计算值:
ν=5×21.96×2504/(384×9500×4.86×105)=0.242mm;
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=0.242mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1mm,满足要求!
3.2.3梁侧模板面板的计算
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,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=6×82×1/6=64cm3;
I=6×83×1/12=256cm4;
内楞计算简图
(1).内楞强度验
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