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模板支架专项施工方案(5米).doc1、依据永泰华庭(东区)工程施工设计图纸;
2、依据《永泰华庭(东区)工程施工组织设计》;
3、各类参考规范、图书:
DBJ61/T 79-2014标准下载《建筑施工手册》第四版;
《建筑施工计算手册》江正荣著;
永泰华庭(东区)工程工程;工程建设地点:兴宁市永泰路;属于框剪结构;地上21层;地下1层;建筑高度:73.9m;标准层层高:3m;总建筑面积:53100平方米;总工期:360天。
本工程由兴宁市方圆房地产开发有限公司、兴宁市正和房地产开发有限公司投资建设,广东宏图建筑设计有限公司设计,兴宁市建筑设计有限公司地质勘察,广东粤能工程管理有限公司监理,兴宁市方圆建筑工程有限公司组织施工;由钟国昌刘秀红担任项目经理,刘天平担任技术负责人。
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):0.30;梁截面高度D(m):0.70;
门架型号:MF1219;
门架纵距Lb(m):1.00;
门架搭设高度(m):5.00;承重架类型设置:门架平行于梁截面;
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:Φ48×3.5;立杆钢管类型:Φ48×3.5;
新浇混凝土重力密度(kN/m3):24.00;模板自重(kN/m2):0.35;钢筋自重(kN/m3):1.50;
新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):17.0;振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):2.0;
振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):4.0;施工荷载(kN/m2):4.0;
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;
面板材质:胶合面板;面板厚度(mm):18.0;
面板弹性模量E(N/mm2):6000.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0;
梁底横向支撑截面类型:木方:60×80mm;梁底纵向支撑截面类型:5号槽钢;
梁底横向支撑间隔距离(mm):150.0;
主楞间距(mm):500;次楞根数:4;
主楞竖向支撑点数量:4;
穿梁螺栓直径(mm):M16;穿梁螺栓水平间距(mm):500;
竖向支撑点到梁底距离依次是:100mm,250mm,500mm,600mm;
宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00;
宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00;
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
F=0.22γtβ1β2V1/2
分别计算得17.031kN/m2、18.000kN/m2,取较小值17.031kN/m2作为本工程计算荷载。
三、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振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
次楞的根数为4根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
面板计算简图(单位:mm)
材料抗弯强度验算公式如下:
按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算:
M=0.1q1l2+0.117q2l2
新浇混凝土侧压力设计值:q1=1.2×0.5×17.03×0.9=9.197kN/m;
振捣混凝土荷载设计值:q2=1.4×0.5×4×0.9=2.52kN/m;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=6.24×104/2.70×104=2.3N/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=2.3N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
面板的最大挠度计算值ν=0.113mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=0.907mm,满足要求!
四、梁侧模板支撑的计算
次楞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。
次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:
q=2.978/0.500=5.957kN/m
本工程中,次楞采用木方,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W=1×6×8×8/6=64cm3;
I=1×6×8×8×8/12=256cm4;
E=9000.00N/mm2;
经过计算得到最大弯矩M=0.149kN·m,最大支座反力R=3.276kN,最大变形ν=0.111mm
强度验算计算公式如下:
经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值σ=1.49×105/6.40×104=2.3N/mm2;
次楞的抗弯强度设计值:[f]=11N/mm2;
次楞最大受弯应力计算值σ=2.3N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=11N/mm2,满足要求!
次楞的最大容许挠度值:[ν]=500/400=1.25mm;
次楞的最大挠度计算值ν=0.111mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.25mm,满足要求!
主楞承受次楞传递的集中力,取次楞的最大支座力3.276kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,主楞采用木方,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W=2×6×8×8/6=128cm3;
I=2×6×8×8×8/12=512cm4;
E=9000.00N/mm2;
主楞弯矩图(kN·m)
经过计算得到最大弯矩M=0.164kN·m,最大支座反力R=3.102kN,最大变形ν=0.027mm
(1)主楞抗弯强度验算
经计算得到,主楞的受弯应力计算值:σ=1.64×105/1.28×105=1.3N/mm2;主楞的抗弯强度设计值:[f]=11N/mm2;
主楞的受弯应力计算值σ=1.3N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=11N/mm2,满足要求!
根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.027mm
主楞的最大容许挠度值:[ν]=250/400=0.625mm;
主楞的最大挠度计算值ν=0.027mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.625mm,满足要求!
穿梁螺栓型号:M16;查表得:
穿梁螺栓有效直径:13.55mm;
穿梁螺栓有效面积:A=144mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力:N=3.102kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值:[N]=170×144/1000=24.48kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力N=3.102kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=24.48kN,满足要求!
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
新浇混凝土及钢筋荷载设计值(kN/m):
q1:1.2×(24+1.5)×0.7×0.3×0.9=5.783kN/m;
模板结构自重荷载(kN/m):
q2:1.2×0.35×0.3×0.9=0.113kN/m
施工与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m):
q3:1.4×(4+2)×0.3×0.9=2.268kN/m;
q=q1+q2+q3=5.783+0.113+2.268=8.165kN/m;
面板的最大弯矩:M=0.1×8.165×1502=18370.8N·mm;
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
b:面板截面宽度,h:面板截面厚度;
W=0.300×103×18.0002/6=16200.000mm3;
面板截面的最大应力计算值:σ=M/W=18370.800/16200.000=1.134N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:σ=1.134N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
根据《建筑施工计算手册》钢度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度计算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
q=((24.0+1.50)×0.700+0.35)×0.30=5.46N/mm;
面板的最大允许挠度值:[ν]=150/250=0.6mm;
面板的最大挠度计算值:ν=0.677×5.46×1504/(100×6000×1.46×105)=0.021mm;
面板的最大挠度计算值:ν=0.021mm小于面板的最大允许挠度值:[ν]=0.6mm,满足要求!
七、梁底纵、横向支撑计算
(一)、梁底横向支撑计算
本工程梁底横向支撑采用木方:60×80mm。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=(24+1.5)×0.7×0.15=2.677kN/m;
(2)模板的自重荷载(kN/m):
q2=0.35×(2×0.7+0.3)/0.3×0.15=0.298kN/m
(3)施工与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值
P1=(4+2)×0.15=0.9kN/m;
恒荷载设计值:q=1.2×2.677×0.9+1.2×0.298×0.9=3.213kN/m;
活荷载设计值:P=1.4×0.9×0.9=1.134kN/m;
线荷载设计值:q=3.213+1.134=4.347kN/m;
横向支撑的支座力N1=N2=0.652kN;
横向支撑杆最大弯矩值为M=0.35kN·m;
横向支撑的最大受弯应力计算值:σ=0.347×106/64000=5.4N/mm2;
截面抗剪强度必须满足:
τ=3V/(2bh0)≤fv
梁底横向支撑受剪应力计算值τ=3×0.653×103/(2×60.000×80.000)=0.204N/mm2;
横向支撑的最大挠度:ν=2.075mm;
横向支撑的允许挠度:[ν]=1219.000/250=4.876mm;
横向支撑的最大应力计算值5.415N/mm2小于横向支撑的抗弯强度设计值[f]=11.000N/mm2,满足要求!
横向支撑的受剪应力计算值0.204N/mm2小于抗剪强度设计值[τ]=1.400N/mm2,满足要求!
横向支撑的最大挠度ν=2.075mm小于最大允许挠度[ν]=4.876mm,满足要求!
(二)、梁底纵向支撑计算
本工程梁底纵向支撑采用5号槽钢。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
(1)钢筋混凝土梁自重(kN):
P1=(24+1.5)×0.7×0.3×0.15/2=0.402kN;
(2)模板的自重荷载(kN):
P2=0.35×(2×0.7+0.3)×0.15/2=0.045kN
(3)施工与振捣混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值
P3=(4+2)×0.3×0.15/2=0.135kN;
经计算得到,活荷载标准值
集中荷载设计值:P=1.2×(0.402+0.045)+1.4×0.135=0.724kN;
2.抗弯强度及挠度验算:
梁底纵向支撑,按集中荷载三跨连续梁计算(附计算简图):
梁底纵向支撑梁剪力图(kN)
梁底纵向支撑梁弯矩图(kN·m)
梁底纵向支撑梁变形图(mm)
最大弯矩:M=0.484kN·m
最大剪力:V=2.764kN
最大变形(挠度):ν=0.612mm
按以下公式进行梁底纵向支撑抗弯强度验算:
截面抵抗矩W=10400mm3;
梁底纵向支撑截面的最大应力计算值:σ=M/W=0.484×106/10400.000=46.526N/mm2
梁底纵向支撑的最大应力计算值46.526N/mm2小于梁底纵向支撑抗弯强度设计值215N/mm2,满足要求!
梁底纵向支撑的最大挠度计算值:ν=0.612mm小于梁底纵向支撑的最大允许挠度[ν]=4mm,满足要求!
截面抗剪强度必须满足:
梁底纵向支撑抗剪强度设计值[fv]=125.000N/mm2;
梁底纵向支撑的受剪应力计算值14.88N/mm2小于梁底纵向支撑抗剪强度设计值125N/mm2,满足要求!
静荷载标准值包括以下内容:
(1)模板支架自重产生的轴向力NGK1(kN)
门架的每跨距内,每步架高内的构配件及其重量分别为:
MF12191榀0.224kN
交叉支撑2副2×0.04=0.08kN
连接棒2个2×0.165=0.33kN
锁臂2副2×0.184=0.368kN
经计算得到,模板支架自重合计NGk1=1.002×[5/1.95]取整=2.004kN。
(2)加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力NGK2(kN)
剪刀撑采用Φ48×3.5mm钢管,按照5步4跨设置
α=arctg((5×1.950)/(4×(1.000+1.219)))=47.69
每米模板支架高中剪刀撑自重:
水平加固杆采用Φ48×3.5mm钢管,按照5步4跨设置,则每跨距内每米模板支架高中水平加固杆自重:
每跨内的直角扣件4个,旋转扣件4个,每米高的扣件自重:
(4×0.0135+4×0.0145)/1.95=0.057kN/m;
每米高的附件重量为0.010kN/m;
经计算得到,脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计NGk2=(0.102+0.009+0.057+0.010)×5.000=0.889kN;
(3)梁钢筋混凝土、模板及梁底支撑等产生的轴向力NGK3(kN)
1)钢筋混凝土梁自重(kN):
(24.000+1.500)×0.300×0.700×1.000=5.355kN;
2)模板的自重荷载(kN):
0.350×(2×0.700+0.300)×1.000=0.595kN;
经计算得到,梁钢筋混凝土、模板及梁底支撑等产生的轴向力合计NGk3=5.355+0.595=5.950kN;
静荷载标准值总计为NG=NGK1+NGK2+NGk3=8.843kN;
施工与振捣混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值
NQ=(4.000+2.000)×0.300×1.000=1.800kN;
九、立杆的稳定性计算:
作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式(不组合风荷载)
N=1.2NG+1.4NQ
经计算得到,N=13.131kN。
门式钢管脚手架的稳定性按照下列公式计算
一榀门架的稳定承载力设计值以下公式计算
Nd=φ·A·f·k0
i=(I/A1)1/2
I=I0+I1·h1/h0
I=I0+I1×h1/h0=12.190+12.190×1536.000/1930.000=21.891cm4
经计算得到,Nd=90.782kN。
立杆的稳定性计算N 十、立杆的地基承载力计算: 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 fg=fgk×kc=135×1=135kPa; 其中,地基承载力标准值:fgk=135kPa; 脚手架地基承载力调整系数:kc=1; 立杆基础底面的平均压力:p=N/A=6.566/0.25=26.263kPa; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:N=6.566kN; 基础底面面积:A=0.25m2。 p=26.263≤fg=135kPa。地基承载力满足要求! 1.模板支撑及构造参数 梁截面宽度B(m):0.30;梁截面高度D(m):0.70; 门架型号:MF1219; 门架纵距Lb(m):1.00; 门架搭设高度(m):5.00;承重架类型设置:门架平行于梁截面; 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:Φ48×3.5;立杆钢管类型:Φ48×3.5; 新浇混凝土重力密度(kN/m3):24.00;模板自重(kN/m2):0.35;钢筋自重(kN/m3):1.50; 新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):17.0;振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):2.0; 振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):4.0;施工荷载(kN/m2):4.0; 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; 面板材质:胶合面板;面板厚度(mm):18.0; 面板弹性模量E(N/mm2):6000.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0; 梁底横向支撑截面类型:木方:60×80mm;梁底纵向支撑截面类型:5号槽钢; 梁底横向支撑间隔距离(mm):150.0; 主楞间距(mm):500;次楞根数:4; 主楞竖向支撑点数量:4; 穿梁螺栓直径(mm):M16;穿梁螺栓水平间距(mm):500; 竖向支撑点到梁底距离依次是:100mm,250mm,500mm,600mm; 宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00; 宽度(mm):60.00;高度(mm):80.00; 按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值: F=0.22γtβ1β2V1/2 分别计算得17.031kN/m2、18.000kN/m2,取较小值17.031kN/m2作为本工程计算荷载。 三、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振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。 次楞的根数为4根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。 DB41/T 2103-2021标准下载面板计算简图(单位:mm) 材料抗弯强度验算公式如下: 按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算: M=0.1q1l2+0.117q2l2 新浇混凝土侧压力设计值:q1=1.2×0.5×17.03×0.9=9.197kN/m; 振捣混凝土荷载设计值:q2=1.4×0.5×4×0.9=2.52kN/m; 经计算得到DB13/T 2542-2017标准下载,面板的受弯应力计算值:σ=6.24×104/2.70×104=2.3N/mm2;