高大模板内支撑架的搭设方案.docx
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高大模板内支撑架的搭设方案
环山大门脚手架专项方案
一、编制依据:
建筑工程施工质量验收统一标准
GB50300-2001
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2002
建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程
JGJ130-2001
钢管脚手架、模板支架安全选用技术规程
DB11/T583-2008
大门及停车场施工图纸
二、工程概况:
本工程为2层框架结构,建筑高度11.15m高。
构筑物分为大门及值班室和仓库两个部分,值班室及仓库建筑高度为4.65m,大门建筑高度为11.15m,大门为镂空结构。
主要框架梁分布:
名称
标高
尺寸
名称
标高
尺寸
Kl4a
2.45
600*400
Dkzl1
-0.6
700*900
Kl4a
4.65
600*400
Kl5b
8.12
300*1220
Kl7
8.3
600*400
Wkl1
10.43
300*930
三、施工方案:
本工程结构为框架结构,建筑高度11.15m,除一层的值班室和仓库外,其他均为镂空结构。
本工程在2.45、4.65m、7.2m、8.3m、10.43m处均有框架梁,且中间无板面支撑,无楼梯。
根据工程特点,本工程内架属于高大模板体系,特制定内支撑架模板方案和外架手架搭设方案。
3.1、内支撑架的搭设
3.1.1、内支撑架的搭设的技术要求:
内支撑架为满堂脚手架,立杆间距为0.8m*0.8m,步距为1.5m。
支撑架扫地杆距地不大于200mm,且立杆下垫不短于400mm长的50×100mm木方作垫木。
立杆接头必须采取用对接扣件对接,对接搭接应符合以下要求:
立杆上的对接扣件应交错布置,两相邻立杆接头不应设在同步同跨内,两相邻立杆接头不在同一步距内,各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。
内支撑外侧,由下至上设置竖向连续剪刀撑,同时,在扫地杆、中间和顶部三个位置设置水平剪刀撑。
剪刀撑的接头采用搭接方式接长,不应少于三个扣件连接,固定搭接长度不小于1m。
3.1.2、杆件搭设
垫木板→弹线、立杆定位→摆放扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→装扫地短向横杆,并与立杆和扫地杆扣紧→装第一步长向横杆并与各立杆扣紧→安第一步短向横杆→安第二步长向横杆→安第二步短向横杆→加设临时斜撑杆,上端与第二步长向横杆扣紧→加设剪刀撑→安第三、四步长向横杆和短向横杆→安装临边结构二层与柱拉杆→接立杆→加设剪刀撑→铺设横纵肋→铺梁、板底模;
3.1.3、搭设注意事项:
(1)扣件式钢管脚手架扫地杆距地不大于200mm,
(2)随搭随校正杆件的垂直度和水平偏差,同时适度拧紧扣件,连接长向横杆的对接扣件,开口应朝架子内侧,螺栓要向上;
(3)架子的各杆件相交处伸出端头,均要保证100mm,防止杆件滑脱;
(4)剪刀撑的搭设要将一根斜杆扣在短向横杆的伸出部分上,斜杆两端扣件与立杆节点的距离不大于200mm。
最下面的斜杆与立杆的连接点离底不大于500mm;
(5)在支撑中部(4m左右高度)设置一道水平兜网。
3.2、梁底模板支撑
梁底次楞为50mm*80mm方木,次楞高度80mm,宽度50mm,次楞垂直梁方向设置,间距为200mm。
主楞为Φ48mm的钢管,和次楞垂直,与满堂架连接。
梁底间隔2m设置一道支撑立杆。
由于本工程内架间距较密,框架梁下后施工的吊梁,施工难度极大,所以,在施工框架梁时,将要求后施工的吊梁和框架梁一起支模板施工。
框架梁下立杆穿过吊梁时,用PVC管套在吊梁内,待框架梁下立杆拆除后,再修补吊梁施工洞。
吊梁模板加固可按框架梁要求施工。
3.3、梁侧模支撑
次楞为50mm*80mm方木,间距200mm;主楞为Φ48mm的钢管,第一道主楞距梁底50mm,第二道开始间距350mm设置。
梁高超过700mm,设置一道对拉螺杆,超过900mm设置两道对啦螺杆。
梁模加固示意图如下:
梁模加固示意图
3.4、操作平台:
大门在7.2m、8.3m处只有框架梁,没有板,所以在加固模板及绑钢筋时,需要在梁两侧搭设操作平台。
操作平台宽度1.5m,靠外侧设置栏杆,栏杆高度1.5m。
栏杆立杆间距1.5m,栏杆纵向水平杆间距500mm,在栏杆底设置200mm高踢脚板。
操作平台满铺竹跳板,采用平铺,接头采用对接,脚手板悬挑长度不大于150mm。
在作业层下部搭设一道水平兜网,随作业层上升。
脚手板设置在3根横向水平杆上,并用直径1.2mm的镀锌铁丝箍绕2~3圈固定。
3.5、模板计算书:
模板支撑验算,以支撑高度最高的屋面框架梁验算。
选WKL1作为验算对象。
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。
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。
梁段:
wkl1。
一、参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):
0.30;梁截面高度D(m):
0.93;
混凝土板厚度(mm):
100.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):
0.80;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
0.10;
立杆步距h(m):
1.50;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):
2.00;
梁支撑架搭设高度H(m):
11.00;梁两侧立杆间距(m):
0.80;
承重架支撑形式:
梁底支撑小楞平行梁截面方向;
梁底增加承重立杆根数:
1;
采用的钢管类型为Φ48?
.5;
立杆承重连接方式:
双扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:
0.75;
2.荷载参数
新浇混凝土重力密度(kN/m3):
24.00;模板自重(kN/m2):
0.50;钢筋自重(kN/m3):
1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.0;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):
17.8;
振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):
2.0;振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):
4.0;
3.材料参数
木材品种:
柏木;木材弹性模量E(N/mm2):
9000.0;
木材抗压强度设计值fc(N/mm):
16.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
17.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.7;
面板材质:
胶合面板;面板厚度(mm):
20.00;
面板弹性模量E(N/mm2):
6000.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):
13.0;
4.梁底模板参数
梁底方木截面宽度b(mm):
50.0;梁底方木截面高度h(mm):
80.0;
梁底模板支撑的间距(mm):
200.0;
5.梁侧模板参数
次楞间距(mm):
350;主楞竖向根数:
2;
穿梁螺栓直径(mm):
M12;穿梁螺栓水平间距(mm):
700;
主楞到梁底距离依次是:
50mm,500mm;
主楞材料:
圆钢管;
直径(mm):
48.00;壁厚(mm):
3.50;
主楞合并根数:
2;
次楞材料:
木方;
宽度(mm):
60.00;高度(mm):
80.00;
次楞合并根数:
2;
二、梁侧模板荷载计算
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
F=0.22γtβ1β2V1/2
F=γH
其中γ--混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;
T--混凝土的入模温度,取20.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取1.500m/h;
H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取0.930m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.200;
β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
分别计算得17.848kN/m2、22.320kN/m2,取较小值17.848kN/m2作为本工程计算荷载。
三、梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
面板计算简图(单位:
mm)
1.强度计算
材料抗弯强度验算公式如下:
σ=M/W 其中,W--面板的净截面抵抗矩,W=83? ? /6=55.33cm3; M--面板的最大弯矩(N穖m); σ--面板的弯曲应力计算值(N/mm2); [f]--面板的抗弯强度设计值(N/mm2); 按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算: Mmax=0.1q1l2+0.117q2l2 其中,q--作用在模板上的侧压力,包括: 新浇混凝土侧压力设计值: q1=1.2? .83? 7.85? .9=15.999kN/m; 振捣混凝土荷载设计值: q2=1.4? .83? ? .9=4.183kN/m; 计算跨度: l=350mm; 面板的最大弯矩M=0.1? 5.999? 502+0.117? .183? 502=2.56? 05N穖m; 面板的最大支座反力为: N=1.1q1l+1.2q2l=1.1? 5.999? .35+1.2? .183? .35=7.917kN; 经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ=2.56? 05/5.53? 04=4.6N/mm2; 面板的抗弯强度设计值: [f]=13N/mm2; 面板的受弯应力计算值σ=4.6N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! 2.挠度验算 ν=0.677ql4/(100EI)≤l/250 q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值: q=15.999N/mm; l--计算跨度: l=350mm; E--面板材质的弹性模量: E=6000N/mm2; I--面板的截面惯性矩: I=83? ? ? /12=55.33cm4; 面板的最大挠度计算值: ν=0.677? 5.999? 504/(100? 000? .53? 05)=0.49mm; 面板的最大容许挠度值: [ν]=l/250=350/250=1.4mm; 面板的最大挠度计算值ν=0.49mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.4mm,满足要求! 四、梁侧模板支撑的计算 1.次楞计算 次楞直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的简支梁计算。 次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到: q=7.917/(0.930-0.100)=9.538kN/m 本工程中,次楞采用木方,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: W=2? ? ? /6=128cm3; I=2? ? ? ? /12=512cm4; E=9000.00N/mm2; 计算简图 剪力图(kN) 弯矩图(kN穖) 变形图(mm) 经过计算得到最大弯矩M=0.519kN穖,最大支座反力R=6.421kN,最大变形ν=0.612mm (1)次楞强度验算 强度验算计算公式如下: σ=M/W<[f] 经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值σ=5.19? 05/1.28? 05=4.1N/mm2; 次楞的抗弯强度设计值: [f]=17N/mm2; 次楞最大受弯应力计算值σ=4.1N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求! (2)次楞的挠度验算 次楞的最大容许挠度值: [ν]=450/400=1.125mm; 次楞的最大挠度计算值ν=0.612mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.125mm,满足要求! 2.主楞计算 主楞承受次楞传递的集中力,取次楞的最大支座力6.421kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。 本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚3.5mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=2? .078=10.16cm3; I=2? 2.187=24.37cm4; E=206000.00N/mm2; 主楞计算简图 主楞计算剪力图(kN) 主楞计算弯矩图(kN穖) 主楞计算变形图(mm) 经过计算得到最大弯矩M=1.011kN穖,最大支座反力R=14.287kN,最大变形ν=0.652mm (1)主楞抗弯强度验算 σ=M/W<[f] 经计算得到,主楞的受弯应力计算值: σ=1.01? 06/1.02? 04=99.6N/mm2;主楞的抗弯强度设计值: [f]=205N/mm2; 主楞的受弯应力计算值σ=99.6N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求! (2)主楞的挠度验算 根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.652mm 主楞的最大容许挠度值: [ν]=700/400=1.75mm; 主楞的最大挠度计算值ν=0.652mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=1.75mm,满足要求! 五、梁底模板计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。 强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。 本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=300? 0? 0/6=2.00? 04mm3; I=300? 0? 0? 0/12=2.00? 05mm4; 1.抗弯强度验算 按以下公式进行面板抗弯强度验算: σ=M/W<[f] 新浇混凝土及钢筋荷载设计值: q1: 1.2? 24.00+1.50)? .30? .93? .90=7.684kN/m; 模板结构自重荷载设计值: q2: 1.2? .50? .30? .90=0.162kN/m; 施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值: q3: 1.4? 2.00+2.00)? .30? .90=1.512kN/m; 最大弯矩计算公式如下: Mmax=0.1(q1+q2)l2+0.117q3l2=0.1? 7.684+0.162)? 002+0.117? .512? 002=3.85? 04N穖m; σ=Mmax/W=3.85? 04/2.00? 04=1.9N/mm2; 梁底模面板计算应力σ=1.9N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求! 2.挠度验算 根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。 最大挠度计算公式如下: ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中,q--作用在模板上的压力线荷载: q=q1+q2=7.684+0.162=7.846kN/m; l--计算跨度(梁底支撑间距): l=200.00mm; E--面板的弹性模量: E=6000.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值: [ν]=200.00/250=0.800mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.677? .846? 004/(100? 000? .00? 05)=0.071mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0.071mm小于面板的最大允许挠度值: [ν]=0.8mm,满足要求! 六、梁底支撑木方的计算 1.荷载的计算 (1)钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m): q1=1.2譡(24+1.5)? .93? .2+0.5? .2? 2? .83+0.3)/0.3]=6.476kN/m; (2)施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m): q2=1.4? 2+2)? .2=1.12kN/m; 均布荷载设计值q=6.476+1.120=7.596kN/m; 梁两侧楼板荷载以集中荷载的形式传递,其设计值: p=0.20譡1.2? .10? 4.00+1.4? 2.00+2.00)]? 0.80-0.30)/4=0.212kN 2.支撑方木验算 本工程梁底支撑采用方木,方木的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: W=5? ? /6=5.33? 01cm3; I=5? ? ? /12=2.13? 02cm4; E=9000N/mm2; 计算简图及内力、变形图如下: 简图(kN穖) 剪力图(kN) 弯矩图(kN穖) 变形图(mm) 方木的支座力: N1=N3=0.112kN; N2=2.479kN; 最大弯矩: M=0.073kN穖 最大剪力: V=1.240kN 方木最大正应力计算值: σ=M/W=0.073? 06/5.33? 04=1.4N/mm2; 方木最大剪应力计算值: τ=3V/(2bh0)=3? .24? 000/(2? 0? 0)=0.465N/mm2; 方木的最大挠度: ν=0.074mm; 方木的允许挠度: [ν]=0.8? 03/2/250=1.6mm; 方木最大应力计算值1.361N/mm2小于方木抗弯强度设计值[f]=17.000N/mm2,满足要求! 方木受剪应力计算值0.465N/mm2小于方木抗剪强度设计值[fv]=1.700N/mm2,满足要求! 方木的最大挠度ν=0.074mm小于方木的最大允许挠度[ν]=1.600mm,满足要求! 七、梁跨度方向钢管的计算 作用于梁跨度方向钢管的集中荷载为梁底支撑方木的支座反力。 钢管的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为: W=5.08cm3; I=12.19cm4; E=206000N/mm2; 1.梁两侧支撑钢管的强度计算 支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P=0.112kN 支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kN穖) 支撑钢管计算变形图(mm) 支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩Mmax=0.034kN穖; 最大变形νmax=0.06mm; 最大支座力Rmax=0.489kN; 最大应力σ=M/W=0.034? 06/(5.08? 03)=6.6N/mm2; 支撑钢管的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2; 支撑钢管的最大应力计算值6.6N/mm2小于支撑钢管的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度νmax=0.06mm小于800/150与10mm,满足要求! 2.梁底支撑钢管的强度计算 支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P=2.479kN 支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kN穖) 支撑钢管计算变形图(mm) 支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩Mmax=0.744kN穖; 最大变形νmax=1.335mm; 最大支座力Rmax=10.847kN; 最大应力σ=M/W=0.744? 06/(5.08? 03)=146.4N/mm2; 支撑钢管的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2; 支撑钢管的最大应力计算值146.4N/mm2小于支撑钢管的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度νmax=1.335mm小于800/150与10mm,满足要求! 八、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0.75,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。 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12.00kN; 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,根据前面计算结果得到R=10.847kN; R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 九、立杆的稳定性计算 立杆的稳定性计算公式 σ=N/(ΦA)≤[f] 1.梁内侧立杆稳定性验算 其中N--立杆的轴心压力设计值,它包括: 横杆的最大支座反力: N1=10.847kN; 脚手架钢管的自重: N2=1.2? .129? 1=1.704kN; 楼板的混凝土模板的自重: N3=1.2? 2.00/2+(0.80-0.30)/2)? .80? .50=0.600kN; 楼板钢筋混凝土自重荷载: N4=1.2? 2.00/2+(0.80-0.30)/2)? .80? .100? 1.50+24.00)=3.060kN; N=10.847+1.704+0.6+3.06=16.211kN; 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=1.58; A--立杆净截面面积(cm2): A=4.89; W--立杆净截面抵抗矩(cm3): W=5.08; σ--钢管立杆轴心受压应力计算值(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》不考虑高支撑架,按下式计算 lo=k1uh (1) 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=1.7; 上式的计算结果: 立杆计算长度lo=k1uh=1.155? .7? .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; 钢管立杆受压应力计算值;σ=16211.399/(0.207? 89)=160.2N/mm2; 钢管立杆稳定性计算σ=160.2N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/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 lo=k1k2(h+2a) (2) k1--计算长度附加系数按照表1取值1.167; k2--计算长度附加系数,h+2a=1.7按照表2取值1.024; 上式的计算结果: 立杆计算长度lo=k1k2(h+2a)=1.167? .024? 1.5+0.1? )=2.032m; lo/i=2031.514/15.8=129; 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=0.401; 钢管立杆受压应力计算值;σ=16211.399/(0.401? 89)=82.7N/mm2; 钢管立杆稳定性计算σ=82.7N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求! 2.梁外侧立杆稳定性验算 其中N--立杆的轴心压力设计值,它包括: 横杆的最大支座反力: N1=0
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