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占地面积:
951.75平方米,总建筑面积:
1364.44平方米;
建筑规模及分类:
本工程为钢筋混凝土框架结构,建筑高度8.8米,设计使用年限50年,防火类别丁类,耐火等级二级,抗震设防烈度七度。
支撑高度在8米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架,该工程以一层为例编制该方案。
二、编制参照参数
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
3、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
4、《建筑施工计算手册》(中国建筑工业出版社)
5、《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)
4、脚手架参数:
横向间距或排距为0.9米,纵距均为1米,步距为1.5米;
采用Φ48×
2.7钢管,双扣件连接;
板底支撑连接方式为钢管支撑,间距为0.9米;
模板采用12mm厚竹胶板,大、小龙骨为35x75mm方木,间距为300mm。
5、楼板参数
钢筋级别:
三级钢HRB400;
楼板混凝土强度等级为C30,厚度为0.11米。
3、模板的作用要求和材料
模板的作用是保证浇灌混凝土的位置和几何形状、尺寸的准确性。
在施工中模板要能承受模板的自重,钢筋和混凝土等材料的重量,运输工具、施工人员的活荷重,以及新灌筑混凝土对模板的侧压力和机械的振动力等。
三、施工准备
1、技术准备
项目总技术负责人组织项目经理部技术、生产工人熟悉图纸,认真学习掌握施工图的内容、要求和特点,同时针对有关施工技术和图纸存在的疑点做好记录,通过会审,对图纸中存在的问题,与设计、建设、监理共同协商解决,取得一致意见后,办理图纸会审记录,作为施工图的变更依据和施工操作依据。
熟悉各部位截面尺寸、标高,制定模板初步设计方案。
2、材料准备
顶板、梁模板材料选用12mm厚多层板,材料周转次数为3次。
根据所需材料提前考察、选用相关材料厂家。
四、主要施工方法及措施
1、梁模板
梁的底模与侧模均采用12㎜厚多层板,主、次龙骨采用35×
75㎜@200㎜单面刨光方木。
梁侧模、梁底模板按图纸尺寸进行现场加工,再由升降机运至作业面拼装。
然后加横楞并利用支撑体系将梁两侧夹紧,在梁h/2处加M14穿墙螺栓@600。
①梁模安装顺序:
复核轴线底标高及轴线位置→支梁底模(按规范规定起拱)→绑扎钢筋→支梁侧模→复核梁模尺寸及位置→与相邻梁板连接固定。
②在框架柱子上弹出轴线,梁的位置线和水平线。
③模板的承载力、刚度、稳定性要符合《混凝土结构工程施工及验收规范》的有关规定,梁支架的排列、间距要经过计算决定。
④按设计标高调整支架的标高,安放木枋和木龙骨,铺设竹胶板,并拉线找平。
当梁底板跨度等于或大于4m时,梁底应按设计要求起拱,如设计无要求时,起拱高度为梁跨的1‰~3‰。
⑤梁的模板支柱之间要设置拉杆和剪力撑,互相拉撑成一整体,离地面500mm设一道,以上每隔2m设一道,支柱下均垫木楔子(校正支柱高低后钉牢)和垫板,以利拆摸;
当支柱落在基土上时,应对基土夯实拍平并加通常木板铺垫,防止混凝土在浇筑过程中不会发生支柱下沉。
2、现浇板的模板
现浇板模板采用12厚木、竹胶板做模板,不足模数可用低密度板拼齐。
支模采用钢管扣件整体排架式搭设,顶部用50×
100方木或Ф48钢管作搁栅,间距不得大于200MM,由于泵送砼的坍落度较大,模板铺拼应平整、靠紧,
缝口用胶带纸粘贴,防止漏浆,铺板前应测定板底标高,调平龙骨,铺设宜从四周先用阴角膜或木模与梁模板连接,然后向中央铺设。
①现浇混凝土板支模,在施工中主要控制标高、上平、预留洞的位置及尺寸等。
支模时应按50cm线量好板底的高度,并挂好线,按线支模。
楼板模板安装前,应将底层地面夯实,并铺垫脚板。
搭设满堂脚手架与龙骨的排列间距要符合《混凝土结构工程施工与验收规范》和《建筑安装工程施工技术操作规程》的有关规定。
楼板的混凝土重量和施工荷载大小在模板设计中确定。
②铺板。
根据板底标高铺设水平龙骨,间距300mm,然后铺装大模板,模板拼缝应严密,模板的拼缝的内侧采用3mm厚的双面胶粘贴,外侧采用油灰镶嵌防止漏浆。
在现浇框架、梁与板结合处应用阴角模板,便于拆卸并能出好活。
若全部使用钢模铺设时,每个房间中应设置一条木模板带,以便于拆模。
③预留洞口,应先预制出模板,准确地固定在模板上。
若板的边缘不与梁相结合,支板的侧模板时,应上口拉线找平找直,确保楼板的厚度尺寸。
④抄平:
板的模板支完后,应在一层柱子主筋上抄出板上平的水平控制线,用以控制现浇楼板的厚度尺寸和表面的平整。
⑤现浇钢筋混凝土板的跨度≥4m时,模板应起拱,当设计无具体要求时,起拱高度宜为全跨长度的1/1000~3/1000。
图2楼板支撑架荷载计算单元
五、模板支撑方木的计算
1、方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=8.000×
10.000×
10.000/6=133.33cm3;
I=8.000×
10.000/12=666.67cm4;
方木楞计算简图
2.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25×
0.3×
0.18=1.350kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×
0.3=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+2)×
1×
0.3=0.9kN;
3.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×
(1.350+0.105)=1.746kN/m;
集中荷载p=1.4×
0.900=1.260kN;
最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.260×
1/4+1.746×
12/8=0.533kN.m;
最大支座力N=P/2+ql/2=1.260/2+1.746×
1.000/2=1.503kN;
截面应力σ=M/w=0.533×
106/133.333×
103=3.999N/mm2;
方木的计算强度为3.999小13.0N/mm2,满足要求!
4、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×
1.746/2+1.260/2=1.503kN;
截面抗剪强度计算值T=3×
1503/(2×
80×
100)=0.282N/mm2;
截面抗剪强度设计值[T]=1.3N/mm2;
方木的抗剪强度为0.282小于1.300,满足要求!
5、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=1.35+0.105=1.455kN/m;
集中荷载p=0.9kN;
最大变形V=5×
1.455×
10004/(384×
9500×
6666666.67)+
900×
10003/(48×
6666666.67)=0.595mm;
方木的最大挠度0.595小于1000.000/250,满足要求!
六、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=1.746×
1+1.260=3.006kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
支撑钢管计算变形图(kN.m)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.722kN.m;
最大变形Vmax=1.670mm;
最大支座力Qmax=9.820kN;
截面应力σ=0.722×
106/5080=142.051N/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!
七、扣件抗滑移的计算:
该工程双扣件承载力设计值取16.00kN,扣件抗滑承载力系数0.80,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=9.820kN;
R<
12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
八、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×
5.400=0.697kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.350×
0.9×
1=0.315kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25×
0.180×
1=4.05kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.062kN;
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+2)×
1=2.7kN;
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=9.855kN;
九、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=9.855kN;
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]=205N/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=0.1m;
公式
(1)的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×
1.7×
1.5=2.945m;
Lo/i=2945.25/15.8=186;
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=9854.568/(0.207×
489)=97.355N/mm2;
立杆稳定性计算σ=97.355N/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+0.100×
2=1.700m;
Lo/i=1700.000/15.800=108.000;
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=0.530;
σ=9854.568/(0.530×
489)=38.024N/mm2;
立杆稳定性计算σ=38.024N/mm2小于[f]=205,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1.185;
k2--计算长度附加系数,h+2a=1.700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)=1.185×
1.005×
(1.5+0.1×
2)=2.025m;
Lo/i=2024.573/15.8=128;
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=0.406;
钢管立杆受压强度计算值:
σ=9854.568/(0.406×
489)=49.637N/mm2;
立杆稳定性计算σ=49.637N/mm2小于[f]=205,满足要求!
为避免存在安全隐患,模板承重架尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件。
十、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求:
1.模板支架的构造要求:
a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆;
b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向足够的设计刚度;
c.梁和楼板荷载相差较大时,可以采用不同的立杆间距,但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。
2.立杆步距的设计:
a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时,可以采用等步距设置;
b.当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置,但变化不要过多;
c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜,不宜超过1.5m。
3.剪刀撑的设计:
a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑;
b.中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔10--15m设置。
4.顶部支撑点的设计:
a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm;
b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm;
c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载N≤12kN时,可用双扣件;
大于12kN时应用顶托方式。
5.支撑架搭设的要求:
a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置;
b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求;
c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的;
d.地基支座的设计要满足承载力的要求。
6.施工使用的要求:
a.精心设计混凝土浇筑方案,确保模板支架施工过程中均衡受载,最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式;
b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施,钢筋等材料不能在支架上方堆放;
c.浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决。
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