高支模板工程施工方案(润城大厦)

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高支模板工程施工方案(润城大厦)

润城大厦工程位于珠海市人民东路北侧,建筑面积49698.47m2。工程为现浇钢筋混凝土框架—剪力墙结构,建筑层数地上为30层、地下2层,负二层层高4m,负一层层高4.9m,一、二层局部为架空层,一层层高5.8m,二层层高4.8m,三至三十层层高3m,八、十二、十六、二十、二十四层连廊层层高12m。对于支模高度大于或等于的模板支撑体系,属于高支模体系,其模板支撑体系须经计算确定。本工程的模板及支撑方案以《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ128—2000)、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2001)、《建筑施工手册》、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)、《实用建筑工程师手册》、《广东省建设工程高支撑模板系统施工安全管理办法》、润城大厦工程设计图纸为依据编制而成。

一)取KZL12(5)为计算对象,梁截面1200×2000,取板厚200毫米梁段为计算对象,门架垂直于梁轴线设置,间距为500。

梁截面宽度 B=1200mm,梁截面高度 H=2000mm,H方向对拉螺栓2道,对拉螺栓直径18mm,对拉螺栓在垂直于梁截面方向距离(即计算跨度)600mm。 梁模板使用的方木截面100×100mm,梁模板截面侧面方木距离300mm。 梁底模面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。 梁侧模面板厚度h=18mmJCT941-2016 门窗用玻璃纤维增强塑料拉挤型材,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。

二、梁模板荷载标准值计算

模板自重 = 0.340kN/m2;

钢筋自重 = 1.500kN/m3;

混凝土自重 = 24.000kN/m3;

施工荷载标准值 = 2.500kN/m2。

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。新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:

F1=0.22rc12V1/2T0

Υ—— 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;    

t —— 新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取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1.200m; β1—— 外加剂影响修正系数,取1.000;

β2—— 混凝土坍落度影响修正系数,取0.850。

根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=28.800kN/m2 实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=28.800kN/m2倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 6.000kN/m2。

三、梁模板底模计算

本算中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 120.00×1.80×1.80/6 = 64.80cm3;

I = 120.00×1.80×1.80×1.80/12 = 58.32cm4;

梁底模板面板按照三跨度连续梁计算,计算简图如下

1.强度计算

强度计算公式要求:

σ = M/W < [f] 其中

σ—— 梁底模板的强度计算值(N/mm2);   

M —— 计算的最大弯矩 (kN.m);   

q —— 作用在梁底模板的均布荷载(kN/m);

q=1.2×[0.34×1.20+24.00×1.20×2.00+1.50×1.20×2.00]+1.4×2.50×1.20=78.13kN/m

最大弯矩计算公式如下:

σ=0.078×106/64800.0=1.206N/mm2

梁底模面板计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!

2.抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q = 0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T = 3Q/2bh < [T]

其中最大剪力 Q=0.6×0.100×78.130=4.688kN   

截面抗剪强度计算值 T=3×4688/(2×1200×18)=0.326N/mm2   截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2

面板的抗剪强度计算满足要求!

3.挠度计算

最大挠度计算公式如下:

Vmax=0.677×ql4/100EI

其中 q = 0.34×1.20+24.00×1.20×2.00+1.50×1.20×2.00=61.608N/mm

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

v = 0.677×61.608×100.04/(100×6000.00×583200.1)=0.012mm 梁底模板的挠度计算值: v = 0.012mm小于 [v] = 100/250,满足要求! 四、梁模板底方木计算

搁栅传来自重部份 1.206/(0.1×4)=3.015

方木自重 5×0.082=0.032

合计: 3.047(KN/m)

施工荷载:1.5×1.8/4=0.68

振捣砼产生荷载:2.0×1.8/4=0.9

合计: 1.58(KN/m)

(2)强度验算(按两跨连续梁)

q=0.9×(3.047×1.2+1.58×1.4)=5.8684(KN/m)

M=0.125ql2=0.125×5.8684×0.52=0.18(KNm)

=6M/bh2=(6×0.18×106)/(1003)=1.08

v=0.625ql=0.625×3.047×0.5=0.95(KN)

τ=1.5V/bh=(1.5×0.95×103)/(100×100)=0.1425

(3)挠度验算(不考虑振捣砼产生的荷载)

E=6000N/mm2 []=L/400

qk=3.047+0.68=3.727(KN/m)

=0.912qkL4/100EI=(0.912×3.727×5004×12)/(100×6000×1004)

=0.04mm<500/400=1.25mm (满足要求)

五、梁模板侧模计算

梁侧模板按照三跨连续梁计算,计算简图如下图

梁侧模板计算简图

1.强度计算

强度计算公式要求: σ= M/W < [f] 其中

σ—— 梁侧模板的强度计算值(N/mm2);   

M —— 计算的最大弯矩 (kN.m);   

q —— 作用在梁侧模板的均布荷载(N/mm);   

q=(1.2×28.80+1.4×6.00)×2.00=85.920N/mm

最大弯矩计算公式如下:

σ=0.773×106/108000.0=7.160N/mm2

梁侧模面板计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!

2.抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q = 0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T = 3Q/2bh < [T]

其中最大剪力 Q=0.6×0.300×85.920=15.466kN   

截面抗剪强度计算值 T=3×15466/(2×2000×18)=0.644N/mm2   截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2

面板的抗剪强度计算满足要求!

3.挠度计算

最大挠度计算公式如下:

Vmax=0.677×ql4/100EI

其中 q = 28.80×2.00=57.60N/mm

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

v = 0.677×57.600×300.04/(100×6000.00×972000.0)=0.542mm 梁侧模板的挠度计算值: v = 0.542mm小于 [v] = 300/250,满足要求! 六、穿梁螺栓计算

计算公式:

N < [N] = fA

其中 N —— 穿梁螺栓所受的拉力;   

A —— 穿梁螺栓有效面积 (mm2);   

f —— 穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;

穿梁螺栓承受最大拉力 N = (1.2×28.80+1.4×6.00)×2.00×0.60/2=25.78kN

穿梁螺栓直径为18mm;穿梁螺栓有效直径为14.9mm;穿梁螺栓有效面积为 A=174.000mm2;穿梁螺栓最大容许拉力值为 [N]=29.580kN; 穿梁螺栓承受拉力最大值为 N=25.776kN;穿梁螺栓的布置距离为侧龙骨的计算间距600mm。每个截面布置2 道穿梁螺栓。穿梁螺栓强度满足要求!

采用MF1219标准门架

一榀门架稳定承载力设计值

托木传来恒荷载标准值NGK1

NGK1=3.047×4×0.5=6.094(KN) (式中0.5为门架间距)

门架自重 门架1榀 0.224KN

交叉支撑2付 0.04×2=0.08

连接棒2个 0.006×2=0.012

合计 0.316(KN)

每米高门架自重 0.316÷1.9=0.166(KN/m)

纵横向水平加固杆9根(Ф48×3.5) 9×0.0384=0.346

直角扣件12个 0.0135×12=0.162

对接扣件9个 0.0184×9=0.166

可调顶托2个 0.045×2=0.09

合 计 0.764(KN)

门架自重及其附件产生的荷载标准值NGK2:

NGK2=(0.166×2.8+0.764)=1.2288KN: (式中2.8为门架搭设高度)

托木传来的活荷载标准值NQK:

NQK = 1.58×4×0.5 = 3.16(KN) (式中0.5为门架间距)

作用于一榀门架上的轴向力设计值N(不考虑风荷载):

N = 1.2(NGK1 + NGK2 )+1.4 NQK

= 1.2×(6.094+1.2288)+1.4×3.16

= 8.787+4.424

= 13.2(KN)

(2)门架稳定承载力验算

N=13.2

二)取八层梁板结构中梁KL57(1)(400×600)为计算对象,采用80×80木枋,搁栅间距暂按120mm取值,板厚150mm,门架垂直于梁轴线设置,间距为900mm。

梁截面宽度 B=400mm,

梁截面高度 H=600mm,

H方向对拉螺栓1道,对拉螺栓直径20mm,

对拉螺栓在垂直于梁截面方向距离(即计算跨度)600mm。

梁模板使用的方木截面50×100mm,

梁模板截面底部方木距离150mm,梁模板截面侧面方木距离300mm。

梁底模面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。

梁侧模面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。

二、梁模板荷载标准值计算

模板自重 = 0.340kN/m2;

钢筋自重 = 1.500kN/m3;

混凝土自重 = 24.000kN/m3;

施工荷载标准值 = 2.500kN/m2。

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。

新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:

其中 —— 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;

   t —— 新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取6.000h;

T —— 混凝土的入模温度,取30.000℃;

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1.200m;

1—— 外加剂影响修正系数,取1.200;

2—— 混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。

根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=28.800kN/m2

实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=28.800kN/m2

倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 6.000kN/m2。

三、梁模板底模计算

本算中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 40.00×1.80×1.80/6 = 21.60cm3;

I = 40.00×1.80×1.80×1.80/12 = 19.44cm4;

梁底模板面板按照三跨度连续梁计算,计算简图如下

梁底模面板计算简图

1.强度计算

强度计算公式要求: = M/W < [f]

其中 —— 梁底模板的强度计算值(N/mm2);

   M —— 计算的最大弯矩 (kN.m);

   q —— 作用在梁底模板的均布荷载(kN/m);

q=1.2×[0.34×0.40+24.00×0.40×0.60+1.50×0.40×0.60]+1.4×2.50×0.40=8.91kN/m

最大弯矩计算公式如下:

=0.020×106/21600.0=0.928N/mm2

梁底模面板计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!

2.抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q = 0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T = 3Q/2bh < [T]

其中最大剪力 Q=0.6×0.150×8.907=0.802kN

  截面抗剪强度计算值 T=3×802/(2×400×18)=0.167N/mm2

  截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2

面板的抗剪强度计算满足要求!

3.挠度计算

最大挠度计算公式如下:

其中 q = 0.34×0.40+24.00×0.40×0.60+1.50×0.40×0.60=6.256N/mm

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

v = 0.677×6.256×150.04/(100×6000.00×194400.0)=0.018mm

梁底模板的挠度计算值: v = 0.018mm小于 [v] = 150/250,满足要求!

四、梁模板底方木计算

梁底方木的高度 H = 100mm;

梁底方木的宽度 B = 50mm;

本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3;

I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4;

梁底方木按照按照集中荷载作用的简支梁计算,计算简图如下

图 梁底方木计算简图

1.强度计算

强度计算公式要求: = M/W < [f]

其中 —— 梁底方木的强度计算值(N/mm2);

   M —— 计算的最大弯矩 (kN.m);

   P —— 作用在梁底方木的集中荷载(kN/m);

P={1.2×[0.34×(0.40+2×0.60)+24.00×0.40×0.60+1.50×0.40×0.60]+1.4×2.50×0.40}×0.15=1.410kN

最大弯矩计算公式如下:

其中 L —— 梁底方木的跨度,L = 400+2×300=1000mm

M=1.410×1000.000/4/1000=0.352kN.m

=0.352×106/83333.3=4.229N/mm2

梁底方木计算强度小于13.00N/mm2,满足要求!

2.抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q = 0.5P

截面抗剪强度必须满足:

T = 3Q/2bh < [T]

其中最大剪力 Q=0.5×1.410=0.705kN

  截面抗剪强度计算值 T=3×705/(2×50×100)=0.211N/mm2

  截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm2

梁底方木抗剪强度计算满足要求!

3.挠度计算

最大挠度计算公式如下:

其中 P = [0.34×(0.40+2×0.60)+24.00×0.40×0.60+1.50×0.40×0.60]×0.15=1.000kN

最大挠度

梁底方木的挠度计算值: v = 0.526mm小于 [v] = 1000/250,满足要求!

五、梁模板侧模计算

梁侧模板按照三跨连续梁计算,计算简图如下

图 梁侧模板计算简图

1.强度计算

强度计算公式要求: = M/W < [f]

其中 —— 梁侧模板的强度计算值(N/mm2);

   M —— 计算的最大弯矩 (kN.m);

   q —— 作用在梁侧模板的均布荷载(N/mm);

   q=(1.2×28.80+1.4×6.00)×0.60=25.776N/mm

最大弯矩计算公式如下:

=0.232×106/32400.0=7.160N/mm2

梁侧模面板计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!

2.抗剪计算

最大剪力的计算公式如下:

Q = 0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T = 3Q/2bh < [T]

其中最大剪力 Q=0.6×0.300×25.776=4.640kN

  截面抗剪强度计算值 T=3×4640/(2×600×18)=0.644N/mm2

  截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2

面板的抗剪强度计算满足要求!

3.挠度计算

最大挠度计算公式如下:

其中 q = 28.80×0.60=17.28N/mm

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

v = 0.677×17.280×300.04/(100×6000.00×291600.0)=0.542mm

梁侧模板的挠度计算值: v = 0.542mm小于 [v] = 300/250,满足要求!

六、穿梁螺栓计算

计算公式:

N < [N] = fA

其中 N —— 穿梁螺栓所受的拉力;

   A —— 穿梁螺栓有效面积 (mm2);

   f —— 穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;

穿梁螺栓承受最大拉力 N = (1.2×28.80+1.4×6.00)×0.60×0.60/1=15.47kN

穿梁螺栓直径为20mm;

穿梁螺栓有效直径为16.9mm;

穿梁螺栓有效面积为 A=225.000mm2;

穿梁螺栓最大容许拉力值为 [N]=38.250kN;

穿梁螺栓承受拉力最大值为 N=15.466kN;

穿梁螺栓的布置距离为侧龙骨的计算间距600mm。

每个截面布置1 道穿梁螺栓。

穿梁螺栓强度满足要求!

七、梁支撑脚手架的计算

模板支架搭设高度为12.0米,

搭设尺寸为:立杆的纵距 b=0.60米,立杆的横距 l=0.50米,立杆的步距 h=1.00米。见下图:

采用的钢管类型为48×3.5。

一、基本计算参数[同上]

二、纵向支撑钢管的计算

纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面力学参数为

截面抵抗矩 W = 5.08cm3;

截面惯性矩 I = 12.19cm4;

纵向钢管计算简图

1.荷载的计算:

(1)模板及钢筋自重(kN/m):

q11 = (1.500+0.340×0.600)×0.300=0.511kN/m

(2)混凝土的自重线荷载(kN/m):

q12 = 24.000×0.300=7.200kN/m

(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m):

经计算得到,活荷载标准值 q2 = 2.500×0.300=0.750kN/m

2.强度计算

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:

最大弯矩计算公式如下:

最大支座力计算公式如下:

静荷载 q1 = 1.2×0.511+1.2×7.200=9.253kN/m

活荷载 q2 = 1.4×0.750=1.050kN/m

最大弯矩 Mmax=(0.10×9.253+0.117×1.050)×0.5002=0.262kN.m

最大支座力 N = (1.1×9.253+1.2×1.05)×0.50=5.719kN

截面应力 =0.262×106/5080.0=51.58N/mm2

纵向钢管的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度

计算公式如下:

静荷载 q1 = 0.511+7.200=7.711kN/m

活荷载 q2 = 0.750kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=(0.677×7.711+0.990×0.750)×500.04/(100×2.06×105×121900.0)=0.148mm

纵向钢管的最大挠度小于500.0/150与10mm,满足要求!

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取纵向板底支撑传递力,P=5.72kN

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图(kN.m)

支撑钢管变形图(mm)

支撑钢管剪力图(kN)

经过连续梁的计算得到

最大弯矩 Mmax=0.601kN.m

最大变形 vmax=0.57mm

最大支座力 Qmax=12.297kN

截面应力 =0.60×106/5080.0=118.22N/mm2

支撑钢管的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于600.0/150与10mm,满足要求!

四、扣件抗滑移的计算

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8.0kN;

   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=12.30kN

单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

五、立杆的稳定性计算荷载标准值

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 = 0.149×12.000=1.787kN

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)钢筋的自重(kN):

NG2 = 1.500×0.500=0.750kN

(3)模板自重(kN):

NG3 = 0.340×0.600×0.500=0.102kN

(4)混凝土荷载(kN):

NG4 = 24.000×0.600×0.500=7.200kN

经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 9.839kN。

2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。

经计算得到,活荷载标准值 NQ = 2.500×0.600×0.500=0.750kN

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N = 1.2NG + 1.4NQ

六、立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N = 12.86kN;

—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到;

i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm);i = 1.58

A —— 立杆净截面面积 (cm2); A = 4.89

W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3);W = 5.08

—— 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] = 205.00N/mm2;

l0 —— 计算长度 (m);

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式(1)或(2)计算

l0 = k1uh (1)

l0 = (h+2a) (2)

k1 —— 计算长度附加系数SPMP-STD-EM2003-2016标准下载,按照表1取值为1.167;

u —— 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u = 1.70

a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.50m;

公式(1)的计算结果: = 62.06N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!

公式(2)的计算结果: = 62.90N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算

GBT 50353-2013 建筑工程建筑面积计算规范.pdf l0 = k1k2(h+2a) (3)

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