高支模施工专项方案.docx
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高支模施工专项方案.docx
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高支模施工专项方案
云南师范大学呈贡校区
体育训练馆工程高支模施工管理
近年,高大模板施工过程中事故频发,究其原因:
1、未严格遵守国家建设程序,例如很多项目一边施工一边编制方案;2、施工单位未严格按照方案实施;3、监理单位未严格按批准的方案验收等。
云南师范大学呈贡校区体育训练馆是典型的高支模工程,经过施工单位的精心组织,监理单位和建设单位的严格控管,该高支模工程圆满顺利实施完成,质量很好,建设单位领导给予高度评价。
回顾整个施工过程,值得总结和与大家分享。
一、工程概况
云南师范大学呈贡校区体育训练馆工程位于昆明市呈贡新区东南部雨花片区云南师范大学校园内。
工程总建筑面积为24498.6㎡,其中一层钢筋砼结构,建筑面积为13038.9㎡,二层为钢结构。
工程由A单体(1--7轴),B单体(7--12轴),入口台阶C单体组成。
其中:
A单体一层结构高度为+8.85m,B单体一层结构高度为+8.13m,C单体只有一层结构高度为+8m。
A单体:
梁截面主要尺寸(mm)为:
600×1800、500×1200等,楼板厚度120mm。
A单体模板支撑架搭设高度为9.05m。
B单体:
梁截面尺寸(mm)为:
Y600×1800、500×1400、500×1200等,楼板厚度120mm。
B单体楼板模板支撑架搭设高度为8.33m。
C单体:
梁截面尺寸为400×900等,楼板厚度130mm。
C单体模板楼板支撑架搭设高度为8.2m。
受力地坪构造图如下:
二、模板体系设计
高支模板支撑体系采用φ48×3.0mm扣件式钢管脚手架搭设。
水平纵向和横向间距1000,竖向步距1500。
模板及支撑选材
本工程模板施工采用φ48×3.0mm支撑钢管,结构板模板采用15mm厚胶合板,80×100mm木枋配合施工,框架柱、梁采用中型组合钢模板。
各部位支模所用的材料如下:
楼板模板:
胶合模板
框架梁、柱:
中型组合钢模板
模板拉结:
φ16(18)对拉螺栓;80×100mm、50×80mm木枋配合
竖向、水平剪刀撑:
φ48×3.0mm钢管
之字撑:
φ48×3.0mm钢管
1、600mm×1800mm梁模板支撑设计
梁底、梁侧模板均采用中型组合钢模板,梁底设15mm压脚板,侧板背80mm×100mm木枋压楞;梁侧模板穿螺栓;梁两侧立杆间距0.2m,梁底布置4根承重杆。
2、500mm×1400mm梁模板支撑设计
梁底、梁侧模板均采用15mm胶合板,梁底设15mm压脚板,侧板背80mm×100mm木枋压楞;梁侧模板穿螺栓;梁两侧立杆间距0.3m,梁底布置3根承重杆。
3、500mm×1200mm梁模板支撑设计
梁底、梁侧模板均采用中型组合钢模板,梁底设15mm压脚板,侧板背100mm×80mm木枋压楞;梁侧模板穿螺栓;梁两侧立杆间距0.3m,梁底布置3根承重杆。
4、楼板模板支撑体系
二层结构楼板模板面板采用15mm胶合板;面板下设木枋支承,支撑间距200mm,木枋采用50mm×80mm;顶托梁采用100mm×80mm木枋;模板支撑体系立杆间距1000mm×1000mm。
立杆下垫木采用厚度50mm,宽200mm,长4m的跳板铺设。
5、模板支撑设计构造要求
1、模板支架立杆其支承部分安装在砼地坪上,立杆底部加设垫板(木方),垫板应有足够的强度和支承面积,且应中心承载。
施工回填土应夯实,周边设排水沟。
2、模板支承立杆应保证其垂直。
3、梁板的立杆其纵横向间距应相等或成倍数。
4、立杆顶部设置可调支托,U形支托与楞梁两侧间如有间隙,必须楔紧,螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm,螺杆外径与立杆钢管内径的间隙不得大于3mm,安装时保证上下同心。
支托底部在立杆的顶端应沿纵横向设置一道水平杆。
5、立杆底距离回填土200mm处,沿立杆纵横水平方向设置扫地杆,扫地杆应按纵下横上的顺序设置。
6、支承立杆上水平拉杆的设置应平均分配步距。
7、模板支承架高度超过8m时在最顶步距两水平拉杆间应增设一道水平杆。
8、所有水平杆的端部应与四周建筑物顶紧顶牢;无处可顶时,应在水平拉杆端部和中部沿竖向设置连续式剪刀撑。
9、钢管扫地杆、水平杆采用对接;剪刀撑采用搭接,搭接长度不得小于500mm,并采用2个旋转扣件分别在离杆端不小于100mm处进行固定。
10、模板安装高度超过3.0m时,必须搭设操作脚手架,除操作人员外,脚手架下不得站其他人员。
11、模板支承架在架体外侧周圈应设置竖向连续的剪刀撑;中间在纵横向应每隔10m左右设竖向连续的剪刀撑,宽度4~6m,并在剪刀撑部位的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑。
搭设要求见下图:
剪刀撑布置图
(一)
12、模板搭设高度超过8m时,还应在纵横向相邻的两竖向连续式剪刀撑之间增设之字撑,在有水平剪刀撑的部位,应在每个剪刀撑中间增设一道水平剪刀撑。
搭设要求见下图:
剪刀撑布置图
(二)
13、当支架立杆高度超过5m时,应在立杆周围外侧和中间有结构柱的部位,按水平间距6~9m,竖向间距2~3m与建筑结构设置一个固节点。
模板支撑架与柱拉结示意图
三、梁板模板支撑计算
模板支撑架安全计算采用中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所开发的PKPM施工系列软件(安全计算部分)进行验算。
1、600×1800梁模板支撑架计算书
2、500×1400梁模板支撑架计算书(略)
3、500×1200梁模板支撑架计算书(略)
计算依据《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)。
计算参数:
模板支架搭设高度为7.3m,
梁截面B×D=600mm×1800mm,立杆的纵距(跨度方向)l=0.50m,立杆的步距h=1.50m,
梁底增加4道承重立杆。
面板厚度15mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm2。
木方80×100mm,剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。
梁两侧立杆间距1.00m。
梁顶托采用80×100mm木方。
梁底按照均匀布置承重杆4根计算。
模板自重0.50kN/m2,混凝土钢筋自重25.00kN/m3,施工活荷载2.00kN/m2。
地基承载力标准值135kN/m2,基础底面扩展面积0.250m2,地基承载力调整系数0.40。
扣件计算折减系数取1.00。
图1梁模板支撑架立面简图
按照规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下:
由可变荷载效应控制的组合S=1.2×(25.00×1.80+0.50)+1.40×2.00=57.400kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35×24.00×1.80+0.7×1.40×2.00=60.280kN/m2
由于永久荷载效应控制的组合S最大,永久荷载分项系数取1.35,可变荷载分项系数取0.7×1.40=0.98
采用的钢管类型为
48×3.0。
(一)、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.000×1.800×0.500=22.500kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.500×0.500×(2×1.800+0.600)/0.600=1.750kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值P1=(0.000+2.000)×0.600×0.500=0.600kN
考虑0.9的结构重要系数,均布荷载q=0.9×(1.35×22.500+1.35×1.750)=29.464kN/m
考虑0.9的结构重要系数,集中荷载P=0.9×0.98×0.600=0.529kN
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=50.00×1.50×1.50/6=18.75cm3;
I=50.00×1.50×1.50×1.50/12=14.06cm4;
计算简图
弯矩图(kN.m)
剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
变形计算受力图
变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=2.317kN
N2=6.786kN
N3=6.786kN
N4=2.317kN
最大弯矩M=0.125kN.m
最大变形V=0.312mm
(1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.125×1000×1000/18750=6.667N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f],取15.00N/mm2;
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
截面抗剪强度计算值T=3×3575.0/(2×500.000×15.000)=0.715N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
面板最大挠度计算值v=0.312mm
面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求!
(二)、梁底支撑木方的计算
1、梁底顶托梁计算
按照三跨连续梁计算,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=6.786/0.500=13.573kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×13.573×0.50×0.50=0.339kN.m
最大剪力Q=0.6×0.500×13.573=4.072kN
最大支座力N=1.1×0.500×13.573=7.465kN
截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=8.00×10.00×10.00/6=133.33cm3;
I=8.00×10.00×10.00×10.00/12=666.67cm4;
(1)抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.339×106/133333.3=2.55N/mm2
抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×4072/(2×80×100)=0.763N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
抗剪强度计算满足要求!
(3)挠度计算
最大变形v=0.677×10.670×500.04/(100×9000.00×6666667.0)=0.075mm
最大挠度小于500.0/250,满足要求!
(三)、扣件抗滑移的计算
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:
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆,无需计算。
(四)、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为:
其中N——立杆的轴心压力最大值,它包括:
横杆的最大支座反力N1=7.465kN(已经包括组合系数)
脚手架钢管的自重N2=0.9×1.35×0.111×7.250=0.975kN
N=7.465+0.975=8.440kN
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;
A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,a=0.20m;
h——最大步距,h=1.50m;
l0——计算长度,取1.500+2×0.200=1.900m;
——由长细比,为1900/16=119;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.458;
经计算得到
=8440/(0.458×424)=43.471N/mm2;
不考虑风荷载时立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);
Wk=0.7×0.200×1.000×0.172=0.034kN/m2
h——立杆的步距,1.50m;
la——立杆迎风面的间距,1.00m;
lb——与迎风面垂直方向的立杆间距,0.50m;
风荷载产生的弯矩Mw=0.9×0.9×1.4×0.034×1.000×1.500×1.500/10=0.009kN.m;
Nw——考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值;
Nw=7.465+0.9×1.2×0.802+0.9×0.9×1.4×0.009/0.500=8.460kN
经计算得到
=8460/(0.458×424)+9000/4491=45.528N/mm2;
考虑风荷载时立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
(五)、基础承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
其中p——立杆基础底面的平均压力(kN/m2),p=N/A;p=33.76
N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN);N=8.44
A——基础底面面积(m2);A=0.25
fg——地基承载力设计值(kN/m2);fg=54.00
地基承载力设计值应按下式计算
fg=kc×fgk
其中kc——脚手架地基承载力调整系数;kc=0.40
fgk——地基承载力标准值;fgk=135.00
地基承载力的计算满足要求!
4、120厚楼板模板支撑架计算书
楼板模板扣件钢管高支撑架计算书
计算依据《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)。
计算参数:
模板支架搭设高度为9.1m,
立杆的纵距b=1.00m,立杆的横距l=1.00m,立杆的步距h=1.50m。
面板厚度15mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm2。
木方50×80mm,间距200mm,剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。
梁顶托采用80×100mm木方。
模板自重0.30kN/m2,混凝土钢筋自重25.00kN/m3,施工活荷载2.00kN/m2。
地基承载力标准值135kN/m2,基础底面扩展面积0.250m2,地基承载力调整系数0.40。
扣件计算折减系数取1.00。
图楼板支撑架立面简图
图楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
按照规范4.3.1条规定确定荷载组合分项系数如下:
由可变荷载效应控制的组合S=1.2×(25.00×0.12+0.30)+1.40×2.00=6.760kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1.35×24.00×0.12+0.7×1.40×2.00=5.848kN/m2
由于可变荷载效应控制的组合S最大,永久荷载分项系数取1.2,可变荷载分项系数取1.40
采用的钢管类型为
48×3.0。
(一)、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
考虑0.9的结构重要系数,静荷载标准值q1=0.9×(25.000×0.120×1.000+0.300×1.000)=2.970kN/m
考虑0.9的结构重要系数,活荷载标准值q2=0.9×(0.000+2.000)×1.000=1.800kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=100.00×1.50×1.50/6=37.50cm3;
I=100.00×1.50×1.50×1.50/12=28.13cm4;
(1)抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的净截面抵抗矩;
[f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100×(1.20×2.970+1.40×1.800)×0.200×0.200=0.024kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.024×1000×1000/37500=0.649N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600×(1.20×2.970+1.4×1.800)×0.200=0.730kN
截面抗剪强度计算值T=3×730.0/(2×1000.000×15.000)=0.073N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×2.970×2004/(100×6000×281250)=0.019mm
面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求!
(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到面板跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2
面板的计算宽度为1200.000mm
集中荷载P=2.5kN
考虑0.9的结构重要系数,静荷载标准值q=0.9×(25.000×0.120×1.200+0.300×1.200)=3.564kN/m
面板的计算跨度l=200.000mm
经计算得到M=0.200×0.9×1.40×2.5×0.200+0.080×1.20×3.564×0.200×0.200=0.140kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.140×1000×1000/37500=3.725N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(二)、支撑木方的计算
木方按照均布荷载计算。
1.荷载的计算
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.000×0.120×0.200=0.600kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.300×0.200=0.060kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值q2=(2.000+0.000)×0.200=0.400kN/m
考虑0.9的结构重要系数,静荷载q1=0.9×(1.20×0.600+1.20×0.060)=0.713kN/m
考虑0.9的结构重要系数,活荷载q2=0.9×1.40×0.400=0.504kN/m
计算单元内的木方集中力为(0.504+0.713)×1.000=1.217kN
2.木方的计算
按照三跨连续梁计算,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=1.217/1.000=1.217kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×1.22×1.00×1.00=0.122kN.m
最大剪力Q=0.6×1.000×1.217=0.730kN
最大支座力N=1.1×1.000×1.217=1.338kN
木方的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.00×8.00×8.00/6=53.33cm3;
I=5.00×8.00×8.00×8.00/12=213.33cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.122×106/53333.3=2.28N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算[可以不计算]
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×730/(2×50×80)=0.274N/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!
(3)木方挠度计算
均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到0.594kN/m
最大变形v=0.677×0.594×1000.04/(100×9000.00×2133333.5)=0.209mm
木方的最大挠度小于1000.0/250,满足要求!
(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2
考虑荷载重要性系数0.9,集中荷载P=0.9×2.5kN
经计算得到M=0.200×1.40×0.9×2.5×1.000+0.080×0.713×1.000×1.000=0.687kN.m
抗弯计算强度f=0.687×106/53333.3=12.88N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(三)、托梁的计算
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方的支座力P=1.338kN
均布荷载取托梁的自重q=0.077kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图(kN.m)
托梁剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
托梁变形计算受力图
托梁变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.690kN.m
经过计算得到最大支座F=7.460kN
经过计算得到最大变形V=0.388mm
顶托梁的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=8.00×10.00×10.00/6=133.33cm3;
I=8.00×10.00×10.00×10.00/12=666.67cm4;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.690×106/133333.3=5.18N/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[可以不计算]
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面
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