满堂脚手架施工方案.docx
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满堂脚手架施工方案
九院小区三期1#满堂脚手架施工方案
一、工程概况
本工程为九院小区三期1号楼住宅小区,位于太原市九院路以东、西外环路以西,九院一期以南,规划路以北,框架剪力墙结构,建筑高度99.6m。
本工程地下室及裙楼最高层高为5.32m,标准层层高2.9m。
楼板、梁混凝土标号为C35和C30,按标准层C30考虑。
二、编制依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
2、《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)
3、《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程》(DB33/1035-2006)
4、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
5、《钢管脚手架扣件》(GB/5831-2006)
三、施工准备及脚手架设计与施工
1、组织施工技术人员在施工前认真熟悉图纸,了解设计意图,熟悉各部位及各空间的相对关系及标高。
发现问题及时同设计院沟通,做到提前发现问题,提前解决问题。
2、对施工人员进行安全和技术培训,加强队组的技术素质。
3、脚手架及其附件材料要求
(1)钢管规格及材质要求
钢管均采用φ48×3.5mm高频焊接钢管。
其材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T-700)中Q235-A级钢的规定。
钢管外观应平直光滑,没有裂缝、折痕、结疤、分层、严重锈蚀(内外壁)和硬弯曲等现象。
钢管必须涂有防锈漆。
(2)、扣件
采用可锻铸铁制作的扣件,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定。
扣件使用前应进行质量检查,有裂纹、缺爪、螺栓断丝或滑丝的严禁使用。
4、脚手架搭设及构造要求
立杆:
不设接头,高差采用顶丝调节高度
水平杆:
水平杆采用接扣件连接,其接头交错布置,不在同步同跨内;相邻接头水平距离不小于50cm,各接头距立柱距离不大于纵距的1/3(本工程不大于50cm)。
四、脚手架计算书
由于本工程局部层高超过4m,为模板高支撑架,则本计算书从层高5.5m和标准层层高2.9m两方面进行计算论证。
1、模板高支撑架计算书
高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范。
一、参数信息:
1.脚手架参数
横向间距或排距(m):
0.90;纵距(m):
0.90;步距(m):
1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0.40;脚手架搭设高度(m):
5.50;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.5;扣件连接方式:
双扣件,扣件抗滑承载力系数:
0.80;板底支撑连接方式:
方木支撑;
2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):
0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):
25.000;
楼板浇筑厚度(m):
0.200;倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):
2.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
1.000;
3.木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):
9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.300;木方的间隔距离(mm):
200.000;
木方的截面宽度(mm):
50.00;木方的截面高度(mm):
100.00;
图2楼板支撑架荷载计算单元
二、模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,方木的截面力学参数为
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.000×10.000×10.000/6=83.33cm3;
I=5.000×10.000×10.000×10.000/12=416.67cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25.000×0.200×0.200=1.000kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.200=0.070kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
p1=(1.000+2.000)×0.900×0.200=0.540kN;
2.强度计算:
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=1.2×(1.000+0.070)=1.284kN/m;
集中荷载p=1.4×0.540=0.756kN;
最大弯距M=Pl/4+ql2/8=0.756×0.900/4+1.284×0.9002/8=0.300kN.m;
最大支座力N=P/2+ql/2=0.756/2+1.284×0.900/2=0.956kN;
截面应力σ=M/w=0.300×106/83.333×103=3.601N/mm2;
方木的计算强度为3.601小13.0N/mm2,满足要求!
3.抗剪计算:
最大剪力的计算公式如下:
Q=ql/2+P/2
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力:
Q=0.900×1.284/2+0.756/2=0.956kN;
截面抗剪强度计算值T=3×955.800/(2×50.000×100.000)=0.287N/mm2;
截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2;
方木的抗剪强度为0.287小于1.300,满足要求!
4.挠度计算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
均布荷载q=q1+q2=1.000+0.070=1.070kN/m;
集中荷载p=0.540kN;
最大变形V=5×1.070×900.0004/(384×9500.000×4166666.67)+
540.000×900.0003/(48×9500.000×4166666.67)=0.438mm;
方木的最大挠度0.438小于900.000/250,满足要求!
三、木方支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.284×0.900+0.756=1.912kN;
支撑钢管计算简图:
最大弯矩Mmax=0.780kN.m;最大变形Vmax=1.739mm;最大支座力Qmax=9.506kN;
截面应力σ=0.780×106/5080.000=153.622N/mm2;
支撑钢管的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于900.000/150与10mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=9.506kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架荷载标准值(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=0.129×5.500=0.710kN;
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=0.350×0.900×0.900=0.284kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.000×0.200×0.900×0.900=4.050kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.044kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒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)×0.900×0.900=2.430kN;
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=9.454kN;
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(kN):
N=9.454kN;
σ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.58cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.89cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ--------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]=205.000N/mm2;
Lo----计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,由公式
(1)或
(2)计算
lo=k1uh
(1)
lo=(h+2a)
(2)
k1----计算长度附加系数,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=0.400m;
公式
(1)的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.500=2.945m;Lo/i=2945.250/15.800=186.000;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.207;
钢管立杆受压强度计算值;σ=9454.260/(0.207×489.000)=93.400N/mm2;
立杆稳定性计算σ=93.400N/mm2小于[f]=205.000满足要求!
公式
(2)的计算结果:
立杆计算长度Lo=h+2a=1.500+0.400×2=2.300m;
Lo/i=2300.000/15.800=146.000;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.324;
钢管立杆受压强度计算值;σ=9454.260/(0.324×489.000)=59.672N/mm2;
立杆稳定性计算σ=59.672N/mm2小于[f]=205.000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
lo=k1k2(h+2a)(3)
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.243;
k2--计算长度附加系数,h+2a=2.300按照表2取值1.005;
公式(3)的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.243×1.005×(1.500+0.400×2)=2.873m;
Lo/i=2873.195/15.800=182.000;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.216;
钢管立杆受压强度计算值;σ=9454.260/(0.216×489.000)=89.509N/mm2;
立杆稳定性计算σ=89.509N/mm2小于[f]=205.000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。
2、标准层模板支架计算书
一、参数信息:
1.脚手架参数
横向间距或排距(m):
0.90;纵距(m):
0.90;步距(m):
1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0.40;脚手架搭设高度(m):
2.90;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.5;
扣件连接方式:
单扣件,扣件抗滑承载力系数:
0.80;
板底支撑连接方式:
方木支撑;
2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):
0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):
25.000;
楼板浇筑厚度(m):
0.10;倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):
1.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
1.000;
3.楼板参数
钢筋级别:
三级钢HRB400(;楼板混凝土标号:
C30;
每层标准施工天数:
7;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):
1440.000;
计算楼板的厚度(m):
0.10;施工平均温度(℃):
20.000;
4.木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):
9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.300;木方的间隔距离(mm):
300.000;
木方的截面宽度(mm):
60.00;木方的截面高度(mm):
80.00;
二、模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,方木的截面力学参数为
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=6.000×8.000×8.000/6=64.00cm3;
I=6.000×8.000×8.000×8.000/12=256.00cm4;
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25.000×0.300×0.100=0.750kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.300=0.105kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
p1=(1.000+1.000)×0.900×0.300=0.540kN;
2.强度计算:
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=1.2×(q1+q2)=1.2×(0.750+0.105)=1.026kN/m;
集中荷载p=1.4×0.540=0.756kN;
最大弯距M=Pl/4+ql2/8=0.756×0.900/4+1.026×0.9002/8=0.274kN;
最大支座力N=P/2+ql/2=0.756/2+1.026×0.900/2=0.840kN;
截面应力σ=M/W=0.274×106/64000.00=4.281N/mm2;
方木的计算强度为4.281小于13.0N/mm2,满足要求!
3.抗剪计算:
最大剪力的计算公式如下:
Q=ql/2+P/2
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力:
Q=1.026×0.900/2+0.756/2=0.840kN;
截面抗剪强度计算值T=3×0.840×103/(2×60.000×80.000)=0.262N/mm2;
截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2;
方木的抗剪强度为0.262小于1.300满足要求!
4.挠度计算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
均布荷载q=q1+q2=0.855kN/m;集中荷载p=0.540kN;
最大变形V=5×0.855×900.04/(384×9500.000×2560000.000)+
540.000×900.03/(48×9500.000×2560000.0)=0.638mm;
方木的最大挠度0.638小于900.000/250,满足要求!
三、板底支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.026×0.900+0.756=1.679kN;
最大弯矩Mmax=0.403kN.m;最大变形Vmax=0.933mm;最大支座力Qmax=5.486kN;
截面应力σ=79.362N/mm2;
支撑钢管的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于900.000/150与10mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算:
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0.80,
该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
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6.40kN;
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=5.486kN;
R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架荷载标准值(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=0.129×2.900=0.374kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.350×0.900×0.900=0.284kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.000×0.100×0.900×0.900=2.025kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=2.683kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.000+1.000)×0.900×0.900=1.620kN;
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=5.487kN;
六、立杆的稳定性计算:
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(kN):
N=5.487kN;
σ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.58cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.89cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ--------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]=205.000N/mm2;
Lo----计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,由公式
(1)或
(2)计算
lo=k1uh
(1)
lo=(h+2a)
(2)
k1----计算长度附加系数,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=0.400m;
公式
(1)的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.500=2.945M;
Lo/i=2945.250/15.800=186.000;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.207;
钢管立杆受压强度计算值;σ=5487.468/(0.207×489.000)=54.212N/mm2;
立杆稳定性计算σ=54.212小于[f]=205.000满足要求!
公式
(2)的计算结果:
立杆计算长度Lo=h+2a=1.500+2×0.400=2.300m;
Lo/i=2300.000/15.800=146.000;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.324;
钢管立杆受压强度计算值;σ=5487.468/(0.324×489.000)=34.635N/mm2;
立杆稳定性计算σ=34.635小于[f]=205.000满足要求!
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4.5M,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=1440mm2,fy=360N/mm2。
板的截面尺寸为b×h=4000mm×100mm,截面有效高度ho=80mm。
按照楼板每7天浇筑一层,所以需要验算7天、14天、21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7天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4.0m;
楼板计算范围跨度内摆放6×5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×(0.350+25.000×0.100)+
1×1.2×(0.374×6×5/4.500/4.000)+
1.4×(1.000+1.000)=10.390kN/m2;
计算单元板带所承受均布荷载q=4.500×10.389=46.750kN/m;
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0596×46.750×4.0002=44.580kN.m;
验算楼板混凝土强度的平均气温为20℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到7天后混凝土强度达到58.400%,C30混凝土强度近似等效为C17.520。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=8.410N/mm2;
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=As×fy/(b×ho×fcm)=1440.000×360.000/(4000.000×80.000×8.410)=0.193
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
αs=0.174
此楼板所能承受的最大弯矩为:
M1=αs×b×ho2×fcm=0.174×4000.000×80.0002×8.410×10-6=37.542kN.m;
结论:
由于∑Mi=37.542<=Mmax=44.580
所以第7天以后的各层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留。
3.计算楼板混凝土14天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4.0m;
楼板计算范围跨度内摆放6×5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=3×1.2×(0.350+25.000×0.100)+
2×1.2×(0.374×6×5/4.500/4.000)+
1.4×(1.000+1.000)
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