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车辆段主体厂房区的运用库施工方案

4.1设计计算依据与参数

计算依据2《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

表1模板支架计算长度附加系数k1

T／CECS 791-2020 城镇给水气浮处理工程技术规程(完整正版、清晰无水印).pdf步距h(m)h≤0.90.9

k11.2431.1851.1671.163

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表2模板支架计算长度附加系数k2

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H(m)46810121416182025303540h+2a或u1h(m)

1.351.01.0141.0261.0391.0421.0541.0611.0811.0921.1131.1371.1551.173

1.441.01.0121.0221.0311.0391.0471.0561.0641.0721.0921.1111.1291.149

1.531.01.0071.0151.0241.0311.0391.0471.0551.0621.0791.0971.1141.132

1.621.01.0071.0141.0211.0291.0361.0431.0511.0561.0741.0901.1061.123

1.801.01.0071.0141.0201.0261.0331.0401.0461.0521.0671.0811.0961.111

1.921.01.0071.0121.0181.0241.0301.0351.0421.0481.0621.0761.0901.104

2.041.01.0071.0121.0181.0221.0291.0351.0391.0441.0601.0731.0871.101

2.251.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0421.0571.0701.0811.094

2.701.01.0071.0101.0161.0201.0271.0321.0371.0421.0531.0661.0781.091

4.2满堂楼板钢管高支撑架设计及验算

4.2.1350厚楼板满堂钢管高支撑架设计计算书

模板支架搭设高度为10.5米

搭设尺寸为：立杆的纵距b=0.90米，立杆的横距l=0.75米，立杆的步距h=1.20米。

梁顶托采用双钢管（48×3.0mm）。

模板为18mm厚胶合板，木方规格80×80mm，间距300mm。

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48×3.0。

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。

静荷载标准值q1=(25.000×0.350+0.350×1.000)×0.900=8.190kN/m

注：模板及木方静荷载为0.35kN/m

活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×0.900=2.700kN/m

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=90.00×1.80×1.80/6=48.60cm3；

I=90.00×1.80×1.80×1.80/12=43.74cm4；

其中f——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；

其中q——荷载设计值(kN/m)；

经计算得到M=0.100×(1.2×8.190+1.4×2.700)×0.300×0.300=0.122kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.122×1000×1000/48600=2.520N/mm2

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

(2)抗剪计算[可以不计算]

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.600×(1.2×8.190+1.4×2.700)×0.300=2.449kN

截面抗剪强度计算值T=3×2449.0/(2×900.000×18.000)=0.227N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

抗剪强度验算T<[T]，满足要求!

v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250

面板最大挠度计算值v=0.677×8.190×3004/(100×6000×437400)=0.171mm

面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!

2．模板支撑木方的计算

木方按照均布荷载下连续梁计算。

(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：

q11=25.000×0.350×0.300=2.625kN/m

(2)模板的自重线荷载(kN/m)：

q12=0.350×0.300=0.105kN/m

(3)活荷载为施工荷载标准值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q2=(1.000+2.000)×0.300=0.900kN/m

静荷载q1=0.00×2.625+0.00×0.105=3.276kN/m

活荷载q2=1.4×0.900=1.260kN/m

按照三跨连续梁计算，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:

均布荷载q=3.402/0.750=4.536kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×4.54×0.75×0.75=0.255kN.m

最大剪力Q=0.6×0.750×4.536=2.041kN

最大支座力N=1.1×0.750×4.536=3.742kN

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=8.00×8.00×8.00/6=85.33cm3；

I=8.00×8.00×8.00×8.00/12=341.33cm4；

(1)木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.255×106/85333.3=2.99N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

(2)木方抗剪计算[可以不计算]

最大剪力的计算公式如下:

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×2041/(2×80×80)=0.478N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求!

最大变形v=0.677×2.730×750.04/(100×9500.00×3413333.5)=0.180mm

木方的最大挠度小于750.0/250,满足要求!

托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。

集中荷载取木方的支座力P=3.742kN

均布荷载取托梁的自重q=0.080kN/m。

托梁弯矩图(kN.m)

经过计算得到最大弯矩M=1.072kN.m

经过计算得到最大支座F=12.491kN

经过计算得到最大变形V=1.3mm

顶托梁的截面力学参数为

截面抵抗矩W=8.98cm3；

截面惯性矩I=21.56cm4；

(1)顶托梁抗弯强度计算

抗弯计算强度f=1.072×106/1.05/8982.0=113.67N/mm2

顶托梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

最大变形v=1.3mm

顶托梁的最大挠度小于750.0/400,满足要求!

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:

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；

上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。

5、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)脚手架的自重(kN)：

NG1=0.128×10.500=1.340kN

(2)模板的自重(kN)：

NG2=0.350×0.900×0.750=0.236kN

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：

NG3=25.000×0.350×0.900×0.750=5.906kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.483kN。

2).活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×0.900×0.750=2.025kN

3).不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.20NG+1.4NQ

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=11.81kN

——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=1.60

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]=205.00N/mm2；

l0——计算长度(m)；

如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算

l0=(h+2a)(2)

k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.155；

u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.700

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；

公式(1)的计算结果：l0=1.155×1.700×1.20=2.356m

=2356/16.0=147.724

=11814/(0.320×424)=87.034N/mm2

立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!

公式(2)的计算结果：l0=1.200+2×0.300=1.800m

=1800/16.0=112.853

=11814/(0.503×424)=55.395N/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

l0=k1k2(h+2a)(3)

k2——计算长度附加系数，按照表2取值为1.026；

公式(3)的计算结果：l0=1.155×1.026×(1.200+2×0.300)=2.133m
=2133/16.0=133.734

=11814/(0.382×424)=73.022N/mm2

立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!

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15.20m，楼板承受的荷载按照线均布考虑。

宽度范围内配筋3级钢筋，配筋面积As=1050.0mm2，fy=360.0N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=750mm×350mm，截面有效高度h0=330mm。

按照楼板每15天浇筑一层，所以需要验算15天、30天、45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15天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边15.20m短边15.20×0.30=4.56m

楼板计算范围内摆放17×7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=1×1.20×(0.35+25.00×0.35)+1×1.20×(1.34×17×7/15.20/4.56)+1.4×(2.00+1.00)

=17.88kN/m2

计算单元板带所承受均布荷载q=0.75×17.88=13.41kN/m

板带所需承担的最大弯矩按照两边固接单向板计算

Mmax=ql2/12=13.41×15.202/12=258.20kN.m

验算楼板混凝土强度的平均气温为25.00℃，查温度、龄期对混凝土强度影响曲线。

得到15天后混凝土强度达到81.27%，C30.0混凝土强度近似等效为C24.4。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=11.62N/mm2

则可以得到矩形截面相对受压区高度：

=Asfy/bh0fcm=1050.00×360.00/(750.00×330.00×11.62)=0.13

查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为

此层楼板所能承受的最大弯矩为：

结论：由于
Mi=123.33=123.33

所以第15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。高支模底模的拆除时间及安全验算见4.7节。

4.2.2.200厚楼板满堂钢管高支撑架设计计算书

模板支架搭设高度为10.5米。

搭设尺寸为：立杆的纵距b=0.90米，立杆的横距l=0.90米，立杆的步距h=1.20米。

梁顶托采用双钢管（48×3.0mm）。

模板为18mm厚胶合板，木方规格80×80mm，间距300mm。

图1楼板支撑架立面简图

图2楼板支撑架荷载计算单元

钢管类型为
48×3.0。

计算过程与前面相同,从简。

4.3梁模板钢管高支撑架与梁侧模板设计及验算

梁模板钢管高支撑架梁顶托（即梁底顶托梁），采用100×100mm木方，经计算，如果采用Φ48×3.0mm双钢管也完全满足设计要求，在高支模施工中，次梁有可能采用双钢管做顶托梁。

梁侧模板外龙骨采用Φ48×3.2mm双钢管，由于外龙骨由木工安装，与架子工使用的Φ48×3.0mm钢管有明显区分。

以上两项，这里予以特别说明。

4.3.11500*2600梁高支模设计计算书

4.3.1.1梁模板钢管高支撑架计算

模板支架搭设高度为8.6米。

基本尺寸为：梁截面B×D=1500mm×2600mm，梁支撑立杆的纵距(跨度方向)l=0.40米，立杆的步距h=1.20米。

梁底增加6道承重立杆。

梁顶托采用100×100mm木方。

模板为18mm厚胶合板，木方规格100×100mm，间距250mm。

钢管类型为
48×3.0mm。

计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。

集中力大小为F=1.20×25.000×0.350×0.500×0.200=1.050kN。

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。

静荷载标准值q1=25.000×2.600×1.500+0.500×1.500=98.250kN/m

活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×1.500=4.500kN/m

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=150.00×1.80×1.80/6=81.00cm3；

I=150.00×1.80×1.80×1.80/12=72.90cm4；

其中f——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；

其中q——荷载设计值(kN/m)；

M=0.100×(1.2×98.250+1.4×4.500)×0.200×0.200=0.497kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值

f=0.497×1000×1000/81000=6.133N/mm2

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

(2)抗剪计算[可以不计算]

T=3Q/2bh<[T]

Q=0.600×(1.2×98.250+1.4×4.500)×0.200=14.904kN

T=3×14904.0/(2×1500.000×18.000)=0.828N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

抗剪强度验算T<[T]，满足要求!

v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250

v=0.677×98.250×2004/(100×6000×729000)=0.243mm

面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求!

2．梁底支撑木方的计算

作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：

q1=25.000×2.600×0.200=13.000kN/m

(2)模板的自重线荷载(kN/m)：

q2=0.500×0.200×(2×2.600+1.500)/1.500=0.447kN/m

(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN)：

经计算得到，活荷载标准值:

P1=(1.000+2.000)×1.500×0.200=0.900kN

均布荷载q=1.20×13.000+1.20×0.447=16.136kN/m

集中荷载P=1.4×0.900=1.260kN

木方弯矩图(kN.m)

经过计算得到从左到右各支座力分别为

经过计算得到最大弯矩M=0.204kN.m

经过计算得到最大支座F=6.474kN

经过计算得到最大变形V=0.0mm

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3；

I=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4；

(1)木方抗弯强度计算

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

(2)木方抗剪计算[可以不计算]

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

T／JFPA 0001-2019 浮力消防水带T=3×3.534/(2×100×100)=0.530N/mm2

[T]=1.60N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求!

最大变形v=0.0mm

木方的最大挠度小于360.0/250,满足要求!

JTS／T180-5-2020 长江三峡-葛洲坝水利枢纽两坝间航道汛期通航流量标准及条文说明托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。