某高层建筑高支模技术方案.docx
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某高层建筑高支模技术方案
海天阳光花园
高
支
模
方
案
建设单位:
惠州大亚湾旅游置业有限公司
监理单位:
株洲建设监理咨询有限责任公司大亚湾分公司
编制/施工单位:
长沙九峰建设工程有限公司
编制人:
编制日期:
年月日
审核人:
审核日期:
年月日
审批人:
审批日期:
年月日
第一章、编制依据及工程简况
一、编制依据
为了保证本工程高支模施工安全,根据《建设工程高支模板施工安全管理办法》《广东省建设工程高支撑模板系统施工安全管理办法》以及建设部关于《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》的要求,加强施工安全的管理,按相关规定特编制本专项施工方案。
方案编制计算依据如下:
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
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》。
3.《混凝土结构工程施工质量验收规范》50204-2002;
4.《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001;
5.《建筑施工计算手册》(ISBN-7-11-04626-2江正荣编著);
6.本工程有关施工图纸等。
二、工程简况
序号
项目
内容
1
工程名称
海天阳光花园
2
建设地点
惠州大亚湾惠澳大道妈湾派出所旁
3
建设单位
惠州大亚湾旅游置业有限公司
4
设计单位
泛华建设集团有限公司
5
监理单位
株洲建设监理咨询有限责任公司大亚湾分公司
6
建筑结构类型
部分框剪结构
本工程位于惠州大亚湾惠澳大道妈湾派出所旁,总建筑面积约34017.31㎡。
一栋,集地下室停车场、商业场所、办公楼以及商住楼为一体。
建筑高度为66.5m,地下1层,地上20层;结构型式为部分框支剪力墙结构。
本高支模方案主要针对一至三层转换层,一层结构层楼面高度为5.50M,二层结构层高度4.50M,三层结构层楼面高度为5.130M,梁的截面尺寸分别为一层:
300x650,300x600,300x920,200x650等;二层:
300x650,300x600,300x920,200x650等;三层:
1000x2000,1000x1800,1000×1500,900×1800mm,600×1500mm,500×1000mm,800×1800mm等,板厚均为180mm。
按照《广东省建设工程高支模板施工安全管理办法》的规定,对层高超过4.5M的楼层,梁板支撑应参照有关规定搭设。
本工程由于一、二层三种高支模的设计参数相同,又一层的梁板支撑高度>二层的梁板支撑高度,一层的梁截面高度=二层的梁截面高度,故只要一层的高支模支撑系统设计符合要求,也必定符合二层要求,因此,一、二层采用门式钢管脚手架支撑系统,梁板结构的门架采用满堂式布置,间距为900mm,设置纵横水平拉杆,主框架梁的水平拉杆应顶至已浇筑混凝土的墙、柱上,加强高支模的整体抗倾覆能力。
三层采用满堂红扣件式钢管高支模系统塔设。
并作相应的支承层承载的验算。
上一层高支模施工时,下层支架不拆除,以便荷载能安全传至基础上。
并且待下一层支承层砼强度等级达到50%以上时方可进行上一层高支模施工。
第二章、施工准备
一、技术准备
在施工前进行图纸会审及完善施工组织设计方案这两项工作,并组织施工人员认真学习施工图纸、会审记录、施工方案和施工规范等技术文件,做好三级安全技术交底工作,减少和避免施工误差。
二、物资准备
(1)材料准备:
确保材料质量合格,货源充足,按材料进场计划分期分批进场,并按规定地点存放,做好遮盖保护。
同时对各种进场材料进行抽检实验,新钢管应有产品质量合格证;其质量检验报告及其钢管材质检验方法应符合现行国家标准《金属拉伸实验方法》(GB/T228)的有关规定,质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定。
钢管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道;钢管外径、壁厚、端面等的偏差应符合规范的规定;钢管必须涂有防不锈漆;新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证;旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝大螺栓必须更换;新、旧扣件均应进行防锈处理,并对多次使用的受力材料作必要的强度测试。
(2)机具准备:
根据施工机具需用量计划,做好机械的租赁和购买计划,并做好进场使用前的检验、保养工作,确保运转正常。
(3)周转材料准备:
做好模板、钢管等周转料的备料工作,分批分期进场。
三、劳动力准备
(1)根据开工日期和劳动力需要量计划,组织工人进场,并安排好工人生活。
水、电管线架设和安装已完成,能够满足工程施工及工程管理、施工人员生活的用水、用电需要。
(2)做好施工人员进场的安全、质量、防火、文明施工等教育工作,进行岗前培训,对关键技术工种必须持证上岗,按规定进行三级安全技术交底,交底内容包括:
施工进度计划;各项安全、技术、质量保证措施;质量标准和验收规范要求;设计变更和技术核定等。
必要时进行现场示范,同时健全各项规章制度,加强遵纪守法教育。
第三章、高支模主要技术措施
一、模板及支撑架的材料选取及力学性能:
(1)门架式:
模板:
采用915mm×1830mm×18mm(厚)胶合板:
E=9000N/mm2[fc]=10.5N/mm2[fv]=1.4KN/m2
木枋:
50mm×100mm木枋:
A=5000mm2E=9000N/mm2I=4.17×106mm4
W=8.33×104mm3[fc]=10.5N/mm2[fv]=1.4KN/m3
支撑系统:
选用MF1219、MF1217、MF1209门式脚手架及配件、φ12对拉螺栓等。
纵横水平拉杆:
选用48×3.5mm钢管及配件。
纵横向剪刀撑:
选用48×3.5mm钢管及配件。
垫板:
采用脚手架配套底托,垫板为两条80×80mm木枋并排垫放模板:
(2)扣件式钢管:
采用915mm×1830mm×18mm(厚)胶合板:
E=9000N/mm2[fc]=10.5N/mm2[fv]=1.4KN/m2
木枋:
50mm×100mm木枋:
A=5000mm2E=9000N/mm2I=4.17×106mm4
W=8.33×104mm3[fc]=10.5N/mm2[fv]=1.4KN/m3
支撑系统:
选用48×3.5mm钢管及配件。
A=489mm2[f]=205N/mm2i=15.8mmI=1.219×105mm4
Wx=5.08×103mm3E=2.06×105N/mm2
扣件
直角扣件:
1.25Kg/个[P]=12KN(抗滑移)
回转扣件:
1.50Kg/个[P]=8KN(抗滑移)
φ12对拉螺杆(高强螺杆)容许拉力17.80KN
二、支模系统的构造设计
本工程一层层高为5.50M,二层层高4.50M,转换层层高分别为5.13M,转换层梁的最大截面尺寸为1000×2000,梁两侧楼板厚180mm,梁板砼等级一、二层为C30,转换层为C45。
(一)支撑系统构造:
A、门架式:
(1)本工程的超高支模方案采用门式钢管脚手架支撑系统,梁板结构的门架采用满堂式布置,间距为900mm,设置纵横水平拉杆,主框架梁的水平拉杆应顶至已浇筑混凝土的墙、柱上,加强高支模的整体抗倾覆能力。
(2)根据设计图纸要求,一层结构楼面5.50m高,最大梁截面尺寸为300mm×920mm,梁两侧楼板厚180mm,梁板砼等级均为C30。
选用门式架钢管脚手架支撑体系。
梁底高支模搭设高度为4.7M,板底支模高度为5.38m。
梁支撑系统采用2个MF1217门式架和1个MF1209门式架进行组合支撑,板支撑系统采用3个MF1217门式架进行组合支撑,并通过调整底座及顶托的螺栓来满足支模高度的要求。
(3)二层结构楼面4.5m高楼层,最大梁截面尺寸为300mm×920mm,梁两侧楼板厚180mm,梁板砼等级均为C30。
选用门式架钢管脚手架支撑体系。
梁底高支模搭设高度为3.5M,板底支模高度为4.28m。
梁支撑系统采用1个MF1219+1个MF1209门式架进行组合支撑,板支撑系统采用2个MF1219门式架进行组合支撑,并通过调整底座及顶托的螺栓来满足支模高度的要求。
(4)为加强门式架的整体刚度,门式架搭设必须保证架身垂直,纵横向基本顺直,并采用Φ48钢管设置纵向水平拉杆,在脚手架的顶层、底层设置,水平拉杆用扣件与门式架扣紧。
剪刀撑在主梁门式架两侧沿全高连续设置,剪刀撑与地面倾角宜45°~60°,用扣件与门式架扣紧。
(5)离地面200mm处设置纵横扫地杆一道。
门式架直接置于浇筑好并且达到一定强度的楼板面上或者有一定强度的面层上,门式架下为两条80×80mm木枋并排垫放。
(6)对跨度不小于4m的现浇钢筋混凝土梁、板,等模板应按设计要求起拱,当设计无具体要求是,起拱高度应为跨度的1‰~3‰。
(7)所有标高高支模必须待下层梁板砼强度达到50%以上方可继续搭设。
上一层高支模施工时,下一层支架不能拆除,以便荷载能安全传至基础上。
组合门式架时,采取高架在下,矮架在上的原则。
B、扣件钢管式:
1、搭设尺寸为:
梁底立杆的纵距0.5M,梁底立杆的根数见下表,(板底立杆的纵距1.0M,横距1.0M,)连接方式为扣件对接。
(见平面布置图)。
2、梁、板底立杆上采用可调顶托及双钢管支撑梁、板底木方(梁下双钢管沿梁纵向设置)。
3、梁下立杆为1根时,立杆应设在梁模板中心线处,其偏心距不得大于25mm。
4、支架立杆应竖直设置,2m高度的垂直度偏差不得超过15mm。
5、排架立杆之间设纵横向水平钢管拉结,底部一道距地面200mm高设置,水平拉杆步距1500mm,梁底顶层水平拉杆距可调顶托支撑点不得大于500mm。
6、排架四边及中间每隔4排立杆设置一道450~60°竖向剪刀撑,由底至顶连续设置。
7、各纵横杆之间均为扣件连接,立杆底座下设置200×200mm垫木。
8、四周主框架梁的水平拉杆两端与已浇筑混凝土的柱顶紧,以加强支撑系统的侧向刚度,并形成几何不变体系,则第6条可仅在中部设置。
(二)支撑搭设要点:
1、立杆长度不足可用对接扣件接长,钢管接口应平整、吻合、严密,连接后的立杆应平直,不偏心,不弯曲。
2、立杆上的对接扣件应交错布置:
两根相邻立杆的接头不得设置在同步内,同步内隔一立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm。
各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。
3、搭设排架支撑时,每完成一段要及时校正立杆的垂直度、水平杆的标高和扣件的紧固程度,符合要求后再进行下一段施工。
4、剪刀撑应由底到顶连续设置,剪刀撑的斜杆应成对设置,斜杆的接长必须使用搭接,搭接长度不小于1m,应采用不少于3个旋转扣件固定。
(三)模板系统构造:
梁侧模板采用18mm厚夹板,内龙骨竖枋间距300㎜,采用50mm×100㎜木枋,外龙骨横向采用双钢管48mm×3.5mm,设置φ12穿梁螺栓(高强螺栓),螺栓竖向根数见下表,纵向间距400mm,第一排设在梁底以上300mm;梁底模板采用18mm厚夹板,模板底采用50×100㎜木枋,搁于顶托上的纵向双钢管上。
楼面模板采用18㎜厚夹板,板底设置一层50×100㎜木枋,搁于钢管架顶层水平管上。
梁支撑及螺杆布置列表如下:
梁截面
梁下立杆数
(纵距×横距)
梁侧螺杆数
(间距400mm)
上部节点构造
900×1800
6根(间距:
500×300mm)
5根
可调顶托
800×1800
5根(间距:
500×500mm)
4根
可调顶托
600×1200
3根(间距:
1000×500mm)
2根
可调顶托
三、板支模系统计算
A门架式:
板支撑计算
计算的脚手架搭设高度为5.58M,门架型号采用MF1219,钢材采用Q235。
搭设尺寸为:
门架的宽度b=1.22M,门架的高度h0=1.93M,步距1.93M,跨距l=1.50M。
门架h1=1.54M,h2
=0.08M,b1=0.75M。
门架立杆采用42.0×2.5mm钢管,立杆加强杆采用
48.0×3.5mm钢管。
每榀门架之间的距离0.90m,梁底木方距离400mm。
板底木方截面宽度80mm,高度80mm。
板顶托采用80×80mm木方。
(1)楼板底木方的计算
木方按照简支梁计算,木方的截面力学参数为
1)荷载的计算:
a.钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25.100×0.120×0.400=1.205kN/m
b.模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.340×0.400=0.136kN/m
c.活荷载为施工人员与施工设备产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值q3=2.500×0.400=1.000kN/m
经计算得到,木方荷载计算值Q=1.2×(1.205+0.136)+1.4×1.000=3.009kN/m
2)木方强度、挠度、抗剪计算
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.481kN,N2=3.090kN,N3=1.778kN
N4=1.778kN,N5=3.090kN,N6=1.481kN
经过计算得到
最大弯矩M=0.432kN.m,最大支座F=3.090kN,最大变形V=1.4mm
木方的截面力学参数为
W=8.00×8.00×8.00/6=85.33cm3;
I=8.00×8.00×8.00×8.00/12=341.33cm4;
a.木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.432×106/85333.3=5.06N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
b.木方抗剪计算(略)
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×2.190/(2×80×80)=0.513N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
c.木方挠度计算
最大变形v=1.4mm
木方的最大挠度小于1220.0/250,满足要求!
(2)楼板底托梁的计算
梁底托梁选择三榀门架的跨度作为一计算单元。
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
均布荷载取托梁的自重q=0.061kN/m。
经过计算得到
最大弯矩M=0.604kN.m,最大支座F=7.766kN,最大变形V=1.1mm
顶托梁的截面力学参数为
W=8.00×8.00×8.00/6=85.33cm3;
I=8.00×8.00×8.00×8.00/12=341.33cm4;
1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.604×106/85333.3=7.08N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
2)顶托梁抗剪计算(略)
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×4663/(2×80×80)=1.093N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
顶托梁的抗剪强度计算满足要求!
3)顶托梁挠度计算
最大变形v=1.1mm
顶托梁的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
(3)门架荷载标准值
作用于门架的荷载包括门架静荷载与上面托梁传递荷载。
1)门架静荷载计算
门架静荷载标准值包括以下内容:
a.脚手架自重产生的轴向力(kN/m)
门架的每跨距内,每步架高内的构配件及其重量分别为:
门架(MF1219)1榀0.224kN
交叉支撑2副2×0.040=0.080kN
水平架5步4设0.165×4/5=0.132kN
连接棒2个2×0.006=0.012kN
锁臂2副2×0.009=0.017kN
合计0.465kN
经计算得到,每M高脚手架自重合计NGk1=0.465/1.930=0.241kN/m
b.加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力计算(kN/m)
剪刀撑采用48.0×3.5mm钢管,按照4步4跨设置,每M高的钢管重计算:
tg=(4×1.930)/(4×1.500)=1.287
2×0.038×(4×1.500)/cos/(4×1.930)=0.097kN/m
水平加固杆采用48.0×3.5mm钢管,按照4步1跨设置,每M高的钢管重为
0.038×(1×1.500)/(4×1.930)=0.007kN/m
每跨内的直角扣件1个,旋转扣件1个,每M高的钢管重为0.037kN/m;
(1×0.014+4×0.014)/1.930=0.037kN/m
经计算得到,每M高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计NGk2=0.142kN/m
经计算得到,静荷载标准值总计为NG=0.383kN/m。
2)托梁传递荷载
托梁传递荷载为一榀门架两端点产生的支点力总和。
从左到右每榀门架两端点产生支点力分别为
第1榀门架两端点力3.133kN,3.133kN
第2榀门架两端点力7.766kN,7.766kN
第3榀门架两端点力7.766kN,7.766kN
第4榀门架两端点力3.133kN,3.133kN
经计算得到,托梁传递荷载为NQ=15.532kN。
(4)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
N=1.2NGH+NQ
其中NG——每M高脚手架的静荷载标准值,NG=0.383kN/m;
NQ——托梁传递荷载,NQ=15.532kN;
H——脚手架的搭设高度,H=5.58m。
经计算得到,N=1.2×0.383×5.580+15.532=18.094kN。
门式钢管脚手架的稳定性按照下列公式计算
其中N——作用于一榀门架的轴向力设计值,N=18.09kN;
Nd——一榀门架的稳定承载力设计值(kN);
一榀门架的稳定承载力设计值公式计算
其中——门架立杆的稳定系数,由长细比kh0/i查表得到,=0.617;
k——调整系数,k=1.13;
i——门架立杆的换算截面回转半径,i=2.26cm;
I——门架立杆的换算截面惯性矩,I=15.78cm4;
h0——门架的高度,h0=1.93m;
I0——门架立杆的截面惯性矩,I0=6.08cm4;
A1——门架立杆的净截面面积,A1=3.10cm2;
h1——门架加强杆的高度,h1=1.54m;
I1——门架加强杆的截面惯性矩,I1=12.19cm4;
A——一榀门架立杆的毛截面面积,A=2A1=6.20cm2;
f——门架钢材的强度设计值,f=205.00N/mm2。
Nd调整系数为1.0。
经计算得到,Nd=1.0×78.421=78.421kN。
立杆的稳定性计算N B、扣件钢管式: 转换层高5.130M,板厚180,其顶撑采用φ48×3.5钢管排架支承结构,立杆纵距1.0M,横距1.0M,连接方式为扣件对接,水平杆步距为1.5M. 楼面模板采用18厚胶合板铺设在50×100次楞上,次楞间距300,搁置次楞的主楞(双钢管)间距同立杆。 板的起拱按规范规定。 1、板模计算: 1、1荷载 ①静载板厚b=180mm。 楼面模板重: 0.75KN/m2 楼面砼自重: 24×0.18=4.32KN/m2 楼面钢筋自重: 1.1×0.18=0.2KN/m2 合计: 5.27KN/m2 ②活载 施工人员及设备荷载标准值取均布荷载2.5KN/m2 荷载组合: q=5.27×1.2+2.5×1.4=9.82KN/m2(验算强度) q2=5.27×1.2=6.32KN/m2(验算刚度) 1.2抗弯: 按跨度300mm的四等跨连续梁计算,查表,KM=-0.121,KV=-0.620,KW=0.967 Mmax=0.121qL2=0.121×9.82×0.3×0.3 =0.11KN·m 1m板宽模板截面模量W=bh2/6=1000×18×18/6 =54×103mm3 =110000/54000=1.98N/mm2 强度满足要求。 1.3抗剪: ﹙略﹚ 1.4刚度验算: I=bh3/12=1000×18×18×18/12=486×103mm4 ω=KWQl4/100EI =0.967×6.32×3004/100×9000×486×103 =0.11mm<L/400=400/400=1.0mm 刚度满足要求。 2.扳下次楞计算: 主楞间距1000,木楞长度2000,按跨度1000mm的二跨连续梁计算, 2.1荷载: 次楞间距300,化为线荷载 q=9.82×0.3=2.95KN/m(验算强度) q1=6.32×0.3=1.9KN/m(验算刚度) 2.2抗弯验算: Mmax=0.125qL2=0.125×2.95×1.0×1.0=0.37KNm W=83300mm3 =4.42N/mm2 强度满足要求。 2.2抗剪验算 V=0.625×2.95×1.0=1.84KN τmax=3V/2bh=3×1840/2×50×100=0.55<1.4N/mm2 抗剪强度满足要求。 2.3刚度验算 I=4.17×106 ω=KWql4/100EI =0.521×1.9×10004/100×9000×4.17×106 =0.26mm<L/400=1000/400=2.5mm 刚度满足要求。 3、扳下主楞计算: 次楞间距300,主楞为双钢管,横向间距1000mm,纵向间距1000mm,按集中荷载对称作用下,跨度1000mm的四跨连续梁计算,主楞集中荷载为次楞支座反力。 3.1荷载: (次楞支座左右剪力绝对值之和) P=(0.625+0.625)×2.95×1.0=3.69KN 3.2抗弯验算: Mmax=(0.286+0.161)PL=0.447×3.69×1.0=1.65KNm W=2×5080=10160mm3 =162.4N/mm2 强度满足要求。 3.3抗剪验算(略) 3.4刚度验算 P=(0.625+0.625)×1.9×1.0=2.38KN ω=(2.657+1.581)pl3/100EI =4.238×2.38×10003/100×2×2.06×105×1.219×105 =0.002mm<L/400=1000/400=2.5mm 刚度满足要求。 4、支撑系统稳定性验算: 单根立杆承受竖向荷载: N=9.82×1.0×1.0=9.82KN φ48脚手钢管 A=489mm2,i=15.8mm,fc=205N/mm2 支架立杆的计算长度lo=h+2a=1.5+2×0.48=2.46m 查表, =0.288 fc=9820/(0.288×489)=69.73<[fc]=205N/mm2 符合要求。 5、扣件抗滑能力验算 每个扣件抗滑允许承载力
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