空中花园处高支模.docx
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空中花园处高支模
德庆—水韵山城8#栋
高
支
模
架
工
程
专
项
方
案
湖南省长沙湘华建筑工程有限公司
德庆—水韵山城8#栋项目部
编制人:
审核:
审批:
二00九年八月一日
高支模架工程专项方案
一、工程概况
德庆—水韵山城8#栋位于长沙市洞井镇洞井村境内,由湖南德庆置业有限公司投资兴建,长沙市规划设计院有限责任公司设计,湖南航空工程建设监理咨询有限公司监理,湖南省长沙市湘华建筑工程有限公司承建。
该工程建筑面积12210.64m2,地下1层,地上18层,建筑高度55.8m,一层高5.7m,其余层高3m,梁底离地5.1m。
二、编制依据
因本工程梁支架高度大于4米,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。
为此计算中还参考了《施工技术》2002(3):
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
高支撑架的计算依据《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)等规范编制。
三、模板计算
A.梁模板
取梁截面尺寸300×600,跨度7000,一层高5.7m,梁底离地5.1m,楼板厚度120,支撑采用直径φ48mm,壁厚3.5mm钢管,金属扣件连接,按满堂脚手架形式搭设,梁板立杆间距为1000×1200mm,梁底间距为600mm,侧模立档间距600mm,平板櫊栅250mm,支模方案详见梁板支固示意图。
进行验算公式如下:
注:
计算的取值按梁截面300×600
1、梁板模板及支撑系统验算:
1.1底模强度验算:
1)抗弯强度验算:
模板自重:
1.2×0.75×0.30=0.27KN/m
砼自重:
1.2×24×0.30×0.60=5.18KN/m
钢筋自重:
1.2×1.5×0.30×0.60=0.324KN/m
施工人员及设备荷载:
1.4×2.5×0.30=1.05KN/m
振捣砼产生的荷载:
1.4×2×0.30=0.84KN/m
总计:
q=7.664KN/m
M=
=7.664×0.62/8=0.34×106N·mm
模板底部采用60×80方木进行支承,故W=
=
×60×802=6.4×104mm3
σ=
=0.34×106/6.4×104=5.31/mm2 抗弯强度符合要求。 2)挠度验算: I= =1.07×106mm4 V= =5×7.664×106mm4×0.64/384×9000×1.07=1.34mm 模板挠度按JGJ130-2001表5.1.8为[V]= =1.5mm>1.34mm,故挠度满足要求。 1.2横向水平杆验算: 1)抗弯强度验算: 横板自重: 1.2×0.75×0.6=0.54KN/m 砼自重: 1.2×24×0.6×0.6=10.37KN/m 钢筋自重: 1.2×1.5×0.6×0.6=0.65KN/m 施工人员及设备苛载: 1.4×2.5×0.6=2.1KN/m 振捣砼产生的荷载: 1.4×2×0.6=1.68KN/m 总计: q=15.34KN/m M= =15.3×0.30×(2-0.20)/8=1.04×106N·mm 查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)附录-B表得钢管截面模量W=5.08×103mm3 σ= =1.04×106/5.08×103=204N/mm2 故抗弯强度符合要求。 2)挠度验算: 查JGJ130-2001表5.1.6附录-B得E=2.06×105N/mm2,I=12.19×104N/mm2 V= = [7.664×300×10003(8-4×3002/10002+3003/10003)]/(384×2.06×105×12.19×104) =2.39mm<[V]= =6.67mm 故挠度满足要求。 1.3纵向水平杆验算: 1)抗弯强度验算,按连续梁计算,能受横向水平杆传来的集中荷载 F= =15.3×0.3/2=2.3KN M=0.175FL=0.175×2.3×103×1200=4.83×105N·mm σ= =4.83×105/5.08×103=95N/mm2 故抗弯强度符合要求。 2)挠度验算: V= =(1.146×2.3×103×10003)/(100×2.06×105×12.19×104)=1.05mm<[V]=6.67mm 故挠度满足要求。 四、高支模架支撑计算 A、参数信息 1.脚手架参数 横向间距或排距(m): 1.00;纵距(m): 1.20;步距(m): 1.80; 立杆上端伸出至模板支撑点长度(m): 0.10;脚手架搭设高度(m): 8.70; 采用的钢管(mm): Φ48×3.5; 扣件连接方式: 双扣件,考虑扣件的保养情况,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; 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): 1.400;木方的间隔距离(mm): 250.000; 木方的截面宽度(mm): 60.00;木方的截面高度(mm): 80.00; 图2楼板支撑架荷载计算单元 B、模板支撑方木的计算: 方木按照简支梁计算,其惯性矩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; 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=25.000×0.250×0.100=0.625kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m): q2=0.350×0.250=0.088kN/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)×1.200×0.250=0.900kN; 2.方木抗弯强度验算: 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×(0.750+0.088)=1.005kN/m; 集中荷载p=1.4×0.900=1.260kN; 最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.260×1.200/4+1.005×1.2002/8=0.559kN.m; 最大支座力N=P/2+ql/2=1.260/2+1.005×1.200/2=1.233kN; 方木的最大应力值σ=M/w=0.559×106/64.000×103=8.733N/mm2; 方木抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2; 方木的最大应力计算值为8.733N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13.0N/mm2,满足要求! 3.方木抗剪验算: 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: V=1.200×1.005/2+1.260/2=1.233kN; 方木受剪应力计算值T=3×1233.000/(2×60.000×80.000)=0.385N/mm2; 方木抗剪强度设计值[T]=1.400N/mm2; 方木受剪应力计算值为0.385N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.400N/mm2,满足要求! 4.方木挠度验算: 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=0.750+0.088=0.838kN/m; 集中荷载p=0.900kN; 方木最大挠度计算值V=5×0.838×1200.0004/(384×9500.000×2560000.00)+900.000×1200.0003/(48×9500.000×2560000.00)=2.262mm; 方木最大允许挠度值[V]=1200.000/250=4.800mm; 方木的最大挠度计算值2.262mm小于方木的最大允许挠度值4.800mm,满足要求! C、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=1.005×1.200+1.260=2.466kN; 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=0.925kN.m; 最大变形Vmax=2.596mm; 最大支座力Qmax=10.789kN; 钢管最大应力σ=0.925×106/5080.000=182.067N/mm2; 钢管抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2; 支撑钢管的计算最大应力计算值182.067N/mm2小于钢管的抗压强度设计值205.000N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150与10mm,满足要求! D、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》刘群主编,P96页,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=10.789kN; R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! E、模板支架立杆荷载标准值(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=0.116×5.7=0.66kN; 钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。 (2)模板的自重(kN): NG2=0.350×1.000×1.200=0.420kN; (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3=25.000×0.12×1.000×1.200=3.60kN; 经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.68kN; 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)×1.000×1.200=3.600kN; 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算 N=1.2NG+1.4NQ=10.7kN; F、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=10.7kN; φ----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--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2); [f]----钢管立杆抗压强度设计值: [f]=205.000N/mm2; L0----计算长度(m); 如果完全参照《扣件式规范》,按下式计算 l0=h+2a 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=1.730; a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.100m; 上式的计算结果: 立杆计算长度L0=h+2a=1.800+0.100×2=2.000m; L0/i=2000.000/15.800=127.000; 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=0.412; 钢管立杆的最大应力计算值;σ=10700/(0.412×489.000)=53.2N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值σ=53.2N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求! 如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算 l0=k1k2(h+2a) 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=2.000按照表2取值1.002; 上式的计算结果: 立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.185×1.002×(1.800+0.100×2)=2.375m; Lo/i=2374.740/15.800=150.000; 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=0.308; 钢管立杆的最大应力计算值;σ=10700/(0.308×489.000)=71N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值σ=71N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,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。 以上表参照: 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。 G、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求: 除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外,还要考虑以下内容 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.整体性构造层的设计: a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时,需要设置整体性单或双水平加强层; b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3; c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置,四周和中部每10--15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层; d.在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。 4.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。 5.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。 6.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。 7.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。 五、模板及支撑系统的支设材料选定 针对工程质量要求“确保一次性合格”的目的,为了确保混凝土的质量和美观,在材料上选用了16mm九合木胶板作为梁、柱、墙、板的模板,木档采用5×7cm松木方料,支架全部采用φ48*3.5mmA3钢管。 六、模板安拆施工 A.模板安装前准备工作 a.模板拼装 模板组装要严格按照模板图尺寸拼装成整体,并控制模板的偏差在规范允许的范围内,拼装好模板后要求逐块检查其背楞是否符合模板设计,模板的编号与所用的部位是否一致。 b.模板的基准定位工作 首先引测建筑的边柱或者墙轴线,并以该轴线为起点,引出每条轴线,并根据轴线与施工图用墨线弹出模板的内线、边线以及外侧控制线,施工前5线必须到位,以便于模板的安装和校正。 c.标高测量 利用水准仪将建筑物水平标高根据实际要求,直接引测到模板的安装位置。 d.竖向模板的支设应根据模板支设图。 e.已经破损或者不符合模板设计图的零配件以及面板不得投入使用。 f.支模前对前一道工序的标高、尺寸预留孔等位置按设计图纸做好技术复核工作。 B.模板支设 1、模板工程是砼结构外观质量好坏的重要保证,在地下结构施工中也是投入较大的一部分,模板系统的选择正确与否直接影响施工进度及工程质量,模板方案的选择、考虑的出发点是工程的质量及进度,在此基础上进行综合性经济成本分析,达到满足工程需要,减少周转材料投入,降低工程成本的目的。 2.楼层梁板模板及其支撑 (1)梁板模板均采用1900×915×17双面镀膜防水胶合板,与日前建筑市场上普遍采用的普通胶合板相比,具有防水性能好,拆模后砼构件外表光洁,能有效提高梁板构件外观质量的突出特点。 (2)梁板模板支设时先测定标高,先搭设满堂脚手架,然后铺设梁底模,根据楼层上弹出的梁线进行平面位置校正、固定。 较浅的梁支好侧模,而较深的梁先绑扎梁钢筋,再支侧模,然后支平台模板和柱、梁、板交接处的节点模。 最后交工序验收进行下一工序施工。 (3)若梁高H<600时,梁侧模仅设斜撑,不设对拉螺杆;若梁高600 (4)梁板模板拼缝应密实平整,梁模板的截面尺寸误差应符合规范要求,同时在拼缝处贴胶带纸,防止漏浆。 (5)梁板模板支撑采用Φ48,δ=3.5普通钢管和扣件。 附图表: 梁、板模板支设示意图 50×70方木 木模 双面防水胶合板 扫地杆 木板 剪刀撑 钢管 5.模板拆模 (1)按规范和同条件养护试块强度试压报告,确定拆模时间。 墙侧模板拆除时间控制以不损坏棱角为宜。 (2)拆除后应按编号逐一归堆,便于下层施工,提高施工进度。 (3)模板拆除时,不能用力过猛,过急。 拆下来的木料,钢材等要及时运走,整理;同一层模板拆除应遵循“先支的后拆,后支的先拆。 先拆除非承重部分,后拆除承重部分”的原则,脱模困难时,严禁在上口破撬,晃动大锤砸模板,可在模板底部用撬棍撬动拆模。 拆除的模板面应刷隔离效果好且不污染钢筋的隔离剂。 且按规格分类堆放整齐,以利再用。 6.模板工程质量保证措施 (1)模板系统制作时,必须严格按模板翻样图要求进行加工,必须加强验收环节,进行预拼装工序以确保模板就位前的平整度和刚度,所有的定型模板都必须分区域进行分别编号,加以区别,更有利于模板的安拆工作快速、便捷的进行。 (2)为了避免砼墙体接茬处外鼓,侧模须用水平支撑对顶牢固,在模板上口安放50×50对撑木条,在其下口及穿墙螺杆上焊限位。 (3)墙面模板应拼装平整,墙与墙之间用剪刀撑顶牢,墙身对拉螺栓严格按施工方案设置,并拧紧螺母,确保不爆模。 砼浇筑高度应控制在允许范围内。 七、模板及其支撑总要求 1、保证结构和构件各部分形状尺寸,相互位置的正确。 2、具有足够的承载能力,刚度和稳定性,能可靠地承受施工中所产生的荷载。 3、构造简单,装板方便,并便于钢筋的绑扎、安装荷载浇筑混凝土等要求。 4、模板支架纵横每隔九米设置剪刀撑,提高模板刚度和稳定性。 5、多层支撑时,上下二层的支点应在同一垂直线上,并应设垫板。 6、模板接缝严密不漏浆。 八、技术质量保证措施 1、严格落实班组自检、互检、交接检及项目中质检“四检”制度,确保模板安装质量。 2、混凝土浇筑过程中应派专人2~3名看模,严格控制模板的位移和稳定性,一旦产生移位应及时调整,加固支撑。 3、对变形及损坏的模板及配件,应按规范要求及时修理校正,维修质量不合格的模板和配件不得发放使用。 4、为防止模底烂根,放线后应用水泥砂浆找平。 5、所有柱子模板拼缝、梁与柱、柱与梁等节点处拼缝严密,楼板缝用胶带纸贴缝,以确保混凝土不漏浆。 6、模板安装应严格控制轴线、平面位置、标高、断面尺寸、垂直度和平整度,模板接缝隙宽度、高度、脱模剂刷涂及预留洞口、门洞口断面尺寸等的准确性。 严格控制预期拼模板精度,其组拼精度要求符合下表要求: 项目 允许偏差(mm) 高层框架 1 轴线位移 基础 5 柱、墙、梁 3 2 标高 +2,-5 3 截面尺寸 基础 ±10 柱、墙、梁 +4,-5 4 每层垂直度 3 5 相邻两板表面高低差 2 6 表面平整度 5 7 预埋钢板中心线位移 3 8 预埋管预留孔中心线位移 3 9 预埋螺栓 中心线位移 2 外露长度 +10,0 10 预留洞 中心线位置 10 截面内部尺寸 +10,0 7、严格执行井洞电梯井门洞定位尺寸的控制,门洞边墙上预留洞口的定位控制,达到上层和卜层门洞两侧尺寸平面错位误差不超过5mm,因此,留洞口时,木工严格按照墨线留洞。 8、每层主轴线和分部轴线放线后,规定负责测量记录人员及时记录平面尺寸测量数据,并要及时记录墙、柱、简体的成品尺寸,目的是通过数据分析墙体和柱子的垂直度误差。 并根据数据分析原因,将问题及时反馈到有关生产负责人,及时进行整改和纠正。 9、所有竖向结构的阴、阳角均须加设50×70方木,拼缝要牢固。 10、模板的脱模剂要使用水性脱模剂,以防污染钢筋。 11、对于跨度较大的梁、板,应按照规范适当考虑起拱,以防“塌腰”等现象发生。 起拱应符合下列规定: 当梁板跨度≥4米时,模板应按照设计要求起拱;如无设计要求时,起拱高度宜为全长跨度的1/1000至1/3000。 12、阴、阳角模必须按照严格模板设计图进行加固处理。 九、安全技术措施 1、应遵守高处作业安全技术规范的有关规定。 2、模板及其支撑系统在安装过程中必须设置防倾覆的可靠临时设施。 施工现场应搭设工作梯,工作人员不得爬模上下。 3、登高作业时,各种配件应放在工具箱或工具袋中严禁放在模板或脚手架上,各种工具应系挂在操作人员身上或放在工具袋中,不得吊落。 4、装拆模板时,上下要有人接应,随拆随运转,并应把活动的部件固定牢靠,严禁堆放在脚手板上和抛掷。 5、装拆模板时,必
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