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1 编制依据 1
1.1 规范、标准、规程: 1
1.2 设计文件: 1
1.3 招投标文件: 1
1.4 合同文件: 1
1.5 工具书、软件: 1
1.6 贵州建工集团相关文件、规定: 2
2 转换层概况 2
2.1 结构概况 2
2.2 梁概况 3
2.3 柱概况 3
2.4 墙、板概况 3
2.5 工程特点 3
2.6 施工难点 4
3 施工部署 4
3.1 流水段划分 4
3.2 组织保证措施 4
3.3 轴线控制 5
4 施工准备 5
4.1 劳动力组织 5
4.2 技术准备 5
4.3 机械设备配置 6
4.4 周转材料准备 6
5 转换层支撑及高大模板支撑系统施工方法 8
5.1 转换层模板及支撑的计算 8
5.2 转换层支撑及模板参数设置 33
5.3 高支撑架搭设施工注意事项 54
5.4 变形监测 55
5.5 模板及支撑拆除 55
6 钢筋工程施工方法 56
6.1 钢筋的连接 56
6.2 梁板钢筋施工前的准备工作 58
6.3 钢筋的绑扎 58
7 混凝土工程施工方法 61
7.1 转换层混凝土浇筑 61
7.2 混凝土二次振捣 65
7.3 混凝土试块制作 65
7.4 混凝土的养护 65
8 安装工程预埋配合 66
9 安全生产、文明施工、环境保护 66
9.1 安全生产 66
9.2 文明施工 67
9.3 环境保护 67
9.4 职业健康 68
10 质量保证措施 68
10.1 质量制度 68
10.2 工序管理 69
10.3 材料管理 69
10.4 成品保护 69
11 应急预案 70
11.1 目的 70
11.2 组织机构及职责 70
11.3 通讯联络 70
11.4 应急物资 70
11.5 危险源的应急措施 71
12 附图 73
12.1附图一 73
12.2附图二 73
12.3附图三 73
12.4附图四 73
12.5附图五 73
12.6附图六 73
12.7附图七 73
12.8附图八 73
12.9附图九 73
1 编制依据
1.1 规范、标准、规程:
1.1.1《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB 50204-2002);
1.1.2《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001);
1.1.3《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46—2005;
1.1.4《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99;
1.1.5《建筑施工现场环境与卫生标准》JGJ146-2004;
1.2 设计文件:
1.2.1 本工程施工图;
1.2.2 设计修改、技术联系单、图纸会审记录;
1.3 招投标文件:
1.3.1 施工组织设计;
1.3.2 预算;
1.4 合同文件:
1.4.1本工程《施工承包合同》;
1.4.2《黎平机场民航综合楼工程项目管理目标责任书》;
1.5 工具书、软件:
1.5.1《高层建筑施工》(第二版,胡世德主编);
1.5.2《建筑施工手册》(第四版);
1.5.3《PKPM施工管理与施工技术》计算软件(2008版);
1.5.4《建筑工程模板施工手册》(第二版,杨嗣信主编);
1.5.5《施工方案范例50篇》(筑龙网编著);
1.5.6《建筑施工安全设施计算书编制范例》(武树春主编);
1.5.7《高层建筑转换层结构设计与施工》(唐兴荣编著);
1.5.8《混凝土结构工程施工工艺标准》(中国建筑工程总公司);
1.5.9贵州建工集团《建筑工程施工工艺标准》;
1.6 贵州建工集团相关文件、规定:
1.6.1《工程项目管理实施细则》;
1.6.2《三标一体化管理手册》;
1.6.3《施工工艺标准》;
2 转换层概况
2.1 结构概况
本工程结构类型:一至二层为钢筋混凝土框架剪力墙结构、三层为框支剪力墙结构、四层至顶层为短肢剪力墙结构。
竖向构造二层于B轴向外悬挑900mm;四层于2轴、L轴向外悬挑2500mm;18轴向外悬挑2800mm;B轴向外悬挑3100mm。
本方案主要针对三层转换层。其转换层结构平面布置图详结施GS-9。
层高:本工程地下一层,地上12层,地下一层纯地下室部分层高为4.5m,裙楼一、二层层高4.5m,转换层层高为4.5m,标准层层高3.3m。
混凝土强度等级:-4.5m~16.8m层柱为C35,梁板为C30。
2.2 梁概况
梁截面尺寸:
标高9.00m层梁截面尺寸有200 mm×400mm 、250 mm×400mm 、250 mm×500mm 、300 mm×500mm 、350 mm×400mm 、350 mm×500mm 、350 mm×700mm 、350mm×800mm等;其中最多和最具代表性的有250 mm×500mm 、350mm×800mm两种,而最大截面为350 mm×800mm。
标高13.50m层梁截面尺寸有200 mm×400mm 、250 mm×500mm 、350 mm×800mm 、400mm×800mm、400mm×1000mm、400 mm×1200mm 、500mm×1200mm 、500mm×1400mm、600 mm×1500mm等;其中最多和最具代表性的有400 mm×1200mm 、500mm×1400mm两种,而最大截面为600 mm×1500mm。
2.3 柱概况
框架(支)柱截面尺寸:
从-4.50m到13.50m柱截面尺寸有400mm×500mm、500mm×500mm、600mm×600mm、500mm×700mm、700mm×700mm、800mm×800mm、900mm×900mm。
2.4 墙、板概况
剪力墙厚度:有250mm、350mm。
楼板厚度:
标高9.00m结构层板厚为120mm;标高13.500m结构转换层板厚为180mm;
2.5 工程特点
2.5.1 结构平面变化较大,悬挑结构跨度大,结构层自重大;
2.5.2 转换层梁及梁柱节点处钢筋密集;框支梁加腋处较多;
2.6 施工难点
2.6.1 转换层主梁钢筋用量大,绑扎难度高,传统的钢筋绑扎方式不能满足转换层的施工;
2.6.2 梁和梁柱节点处钢筋密集,混凝土振捣难度大;
2.6.3 悬挑跨度较大部分支撑系统搭设极其困难,部分采用高支模(支撑系统搭设高度从地面起算近14m)。
3 施工部署
3.1 流水段划分
转换层根据后浇带划分为2个流水段,详附图一《施工流水段平面图》。
每个流水段的施工工序为:剪力墙、框支柱钢筋绑扎、模板安装完,框支梁底模安装后,浇注框支梁锚入柱内梁底以下la末端以下(最小高度约2.0m)混凝土,后绑扎框支梁钢筋、框支梁模板安装、转换层楼板模板安装、浇注板面下0.6m以下框支梁混凝土,绑扎楼板钢筋、短肢剪力墙插筋,第二次浇注混凝土(与第一次混凝土浇筑完成时间间隔在7天以上)。
3.2 组织保证措施
由于转换层工作量大、支撑难度大,混凝土搅拌场地狭窄(夜间施工装载机操作困难,极易碰撞围墙、发生安全事故),施工周期相应较长,针对转换层特点和施工难点,在转换层施工过程中,公司领导和各职能部门应给予全力支持,协助项目部进一步强化技术管理,施工现场应做到分工明确,责任到人,以确保转换层施工的顺利进行。
3.2.1 模板及钢筋工程组织保证措施
在模板及钢筋工程施工时,将加强钢筋绑扎和模板支撑工序的过程控制,管理人员及班组负责人将该过程作为重点来抓,并督促落实到位。
3.2.2 混凝土工程组织保证措施
在模板及钢筋工程即将完成时,项目部对转换层梁板混凝土工程施工成立临时领导小组,由项目经理、项目技术负责人、现场负责人和相关管理人员组成。
3.3 轴线控制
3.3.1 在9.00m层梁板混凝土浇筑完成后,由现场技术人员立即测放出控制轴线,并将墨线弹在楼面上,根据控制轴线,按设计图对转换层柱墙主次梁等细部尺寸分墨,用墨斗将细部尺寸线弹在9.00m层板面。
3.3.2 根据转换层支撑立杆放线示意图(附图二)将立杆位置标注在混凝土楼板上。
3.3.3 钢管支撑架搭设完毕后,在支撑梁底模及梁钢筋骨架的水平杆上用吊线锤将9. 00m 层楼板上的细部尺寸线引测在水平杆上,作为梁底模安装和钢筋就位的控制线。
4 施工准备
4.1 劳动力组织
根据本工程施工组织设计和各阶段工作量,转换层施工劳动组织如下:木工50人、钢筋工25人、混凝土工15人、架子工10人、焊工(气压焊)6人。
4.2 技术准备
读懂、读熟转换层结构施工图,了解框支柱、框支梁在平法图集中的构造,熟悉、掌握框支柱、框支梁钢筋、模板安装的施工工艺。
掌握施工方案的技术要求,仔细看懂方案附图,作好技术交底(包括方案交底)。
提前做好施工方案的报审及论证工作。
做好混凝土配合比(含掺加外加剂)的试配及现场调整工作。
认真阅读设计图纸和有关规范,从而作好施工技术交底和施工动态监控。
施工过程控制:
施工过程控制是保证工程质量的关键,应把“事后把关”转变为“跟踪监控”,从“管理结果”扭转到“管理因素”的轨道上,使过程处于受控状态。
4.3 机械设备配置
QTZ63塔吊一台、JDY500B强制式混凝土搅拌机一台、800L配料机一台、装载机一台、混凝土搅拌运输车两辆、插入式振动器四台、平板式振动器一台、混凝土抹平机一台,以及正常情况所需的钢筋机械、木工机械等。
4.4 周转材料准备
4.4.1模板准备
框支柱、框支梁、剪力墙模板采用15mm的木胶合板,由木工负责人根据图纸进行模板组拼翻样,并提前提出材料计划,同时提出木枋、对拉螺栓、UPVC套管以及蝴蝶卡等配件的加工、进场计划。
现浇板模板采用15mm厚的木胶合板和扣件式钢管脚手架支撑体系,按施工进度要求分次到位。
4.4.2钢管扣件准备
各种规格型号的钢管、扣件、顶托、底座的采购和租赁计划,并提前进场。
高支撑架所需材料计划见下表:
转换层支撑架材料租赁计划
工程名称:黎平机场民航综合楼 编号:
序
号
材料名称
规格
型号
单位
数量
需用时间
备注
钢 管
Φ48×3mm
根
4900.0
2009.7.23
长6m
钢 管
Φ48×3mm
根
2500.0
2009.7.23
长4m
钢 管
Φ48×3mm
根
3000.0
2009.7.23
长3.5m
钢 管
Φ48×3mm
根
2500.0
2009.7.23
长3m
钢 管
Φ48×3mm
根
550.0
2009.7.23
长2.5m
钢 管
Φ48×3mm
根
430.0
2009.7.23
长2m
钢 管
Φ48×3mm
根
1000.0
2009.7.23
长1.5m
钢 管
Φ48×3mm
根
250.0
2009.7.23
长1.0m
对接扣件
Φ48×3mm
个
5000.0
2009.7.23
直角扣件
Φ48×3mm
个
26000.0
2009.7.23
旋转扣件
Φ48×3mm
个
600.0
2009.7.23
顶托
Φ48
个
3000.0
2009.7.23
对拉螺栓
Φ12
套
800.0
2009.7.23
采购
3形扣件
Φ48
个
3200.0
2009.7.23
采购
PVC套管
Φ16
m
800.0
2009.7.23
采购
审核: 制表: 编制日期:2009年7月20日
4.4.3 施工作业前准备:
1、放好模板边线,模板控制线,标高控制点。
2、检查各种机械设备运转是否正常。
3、模板使用前表面必须清理模板。
4、分规格、按部位将模板吊运至施工部位,码放整齐。
5、脚手架、操作架搭设完毕;墙、柱底部清理干净。
6、钢筋、混凝土、安装专业负责人与模板负责人进行交接检。
5 转换层支撑及高大模板支撑系统施工方法
本模板工程施工方法主要针对转换层框支梁柱,其它构件模板施工详模板施工方案。
转换层主梁截面尺寸大、自重大,为保证转换层的结构质量和安全,在模板及支撑系统上采取“叠合浇筑法”和“荷载传递法”相结合:
利用叠合梁原理将转换梁分两次浇筑,利用第一次浇筑混凝土形成的梁支承第二次浇筑混凝土的自重及施工荷载,因而转换梁下的钢管支撑系统只需考虑承受第一次的混凝土自重和施工荷载,这样可减小下部钢管支撑的负荷,减少大量周转材料,并可缓解大体积混凝土水化热高、温度应力高对控制裂缝的不利影响。
5.1 转换层模板及支撑的计算
5.1.1 转换层梁模板及支撑的计算
本工程转换层主梁最大截面尺寸宽×高为600mm×1500mm(分二次浇筑,第一次浇筑高度为900mm,故梁截面计算高度取900mm),最大跨度为8.7m,梁底距地面高为3.0m,转换层梁模采用木胶合板,支撑架采用φ48×3.0钢管扣件连接固定。
1、转换梁侧模板计算书
1)梁模板基本参数
梁截面宽度 B=600mm,
梁截面高度 H=900mm,
梁模板使用的木枋截面50×100mm,
梁模板截面侧面木枋距离300mm。
侧模竖向背楞(50mm×100mm木枋)间距为300mm,
底模背楞(50mm×100mm木枋)间距150mm。
梁底模面板厚度h=15mm,弹性模量E=4000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。
梁侧模面板厚度h=15mm,弹性模量E=4000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。
2)梁模板荷载标准值计算
模板自重 = 0.350kN/m2;
钢筋自重 = 1.500kN/m3;
混凝土自重 = 24.000kN/m3;
施工荷载标准值 = 2.500kN/m2。
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
其中 c—— 混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t —— 新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取2.500h;
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0.900m;
1—— 外加剂影响修正系数,取1.200;
2—— 混凝土坍落度影响修正系数,取1.000。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=19.390kN/m2
实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=19.400kN/m2
倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 4.000kN/m2。
3)梁底模板木楞计算
梁底木枋的计算在脚手架梁底支撑计算中已经包含!
4)梁模板侧模计算
梁侧模板按照三跨连续梁计算,计算简图如下
图 梁侧模板计算简图
(1)抗弯强度计算
抗弯强度计算公式要求: f = M/W < [f]
其中 f —— 梁侧模板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M —— 计算的最大弯矩 (kN.m);
q —— 作用在梁侧模板的均布荷载(N/mm);
q=(1.2×19.40+1.4×2.00)×0.90=23.472N/mm
最大弯矩计算公式如下:
M=-0.10×23.472×0.3002=-0.211kN.m
f=0.211×106/33750.0=6.259N/mm2
梁侧模面板抗弯计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!
(2)抗剪计算
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]
其中最大剪力 Q=0.6×0.300×23.472=4.225kN
截面抗剪强度计算值 T=3×4225/(2×900×15)=0.469N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2
面板的抗剪强度计算满足要求!
(3)挠度计算
最大挠度计算公式如下:
其中 q = 19.40×0.90=17.46N/mm
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
v =0.677×17.460×300.04/(100×4000.00×53125.0)=0.946mm
梁侧模板的挠度计算值: v = 0.946mm小于 [v] = 300/250,满足要求!
5)穿梁螺栓计算
(1)梁侧竖楞抗弯强度计算
计算公式:
f = M/W < [f]
其中 f —— 梁侧竖楞抗弯强度计算值(N/mm2);
M —— 梁侧竖楞的最大弯距(N.mm);
W —— 梁侧竖楞的净截面抵抗矩,W = 83.33cm3;
[f] —— 梁侧竖楞的抗弯强度设计值,[f] = 13N/mm2。
M = ql2 / 8
其中 q —— 作用在模板上的侧压力;
q = (1.2×19.40+1.4×2.00)×0.30=7.824kN/m
l —— 计算跨度(梁板高度),l = 900mm;
经计算得到,梁侧竖楞的抗弯强度计算值7.824×0.900×0.900/8/83333.336=9.506N/mm2;
梁侧竖楞的抗弯强度验算 < [f],满足要求!
(2)梁侧竖楞挠度计算
计算公式:
v = 5ql4 / 384EI < [v] = l/250
其中 q —— 作用在模板上的侧压力,q = 19.400×0.300=5.820N/mm;
l —— 计算跨度(梁板高度),l = 900mm;
E —— 梁侧竖楞弹性模量,E = 9500N/mm2;
I —— 梁侧竖楞截面惯性矩,I = 416.67cm4;
梁侧竖楞的最大挠度计算值, v = 5×5.820×900.04/(384×9500×4166666.8)=1.256mm;
梁侧竖楞的最大允许挠度值,[v] = 3.600mm;
梁侧竖楞的挠度验算 v < [v],满足要求!
(3)穿梁螺栓强度计算
没有布置穿梁螺栓,无须计算!
6)梁支撑脚手架的计算
支撑条件采用钢管脚手架形式,参见楼板模板支架计算内容。
2、转换梁底模支撑架计算书
模板支架搭设高度为4.3米,
基本尺寸为:梁截面 B×D=600mm×900mm,梁支撑立杆的纵距(跨度方向) 0.90米、横距(梁宽方向)0.7米,横杆的步距 h=1.50米,梁底增加1道承重立杆。
图1 梁模板支撑架立面简图
采用的钢管类型为48×3.0。
1)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:
a、钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1= 25.500×0.900×0.900=20.655kN/m
b、模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.900×(2×0.900+0.600)/0.600=1.260kN/m
c、活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值 P1 = (1.000+2.000)×0.600×0.900=1.620kN
均布荷载 q = 1.2×20.655+1.2×1.260=26.298kN/m
集中荷载 P = 1.4×1.620=2.268kN
(2)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 = 90.00×1.50×1.50/6 = 33.75cm3;
I = 90.00×1.50×1.50×1.50/12 = 25.31cm4;
计算简图
弯矩图(kN.m)
剪力图(kN)
变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.550kN
N2=4.508kN
N3=5.931kN
N4=4.508kN
N5=1.550kN
最大弯矩 M = 0.063kN.m
最大变形 V = 0.1mm
a、抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.063×1000×1000/33750=1.867N/mm2
面板的抗弯强度设计值 [f],取30.00N/mm2;
面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!
b、抗剪计算 [可以不计算]
截面抗剪强度计算值 T=3×2394.0/(2×900.000×15.000)=0.266N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.50N/mm2
抗剪强度验算 T < [T],满足要求!
C、挠度计算
面板最大挠度计算值 v = 0.083mm
面板的最大挠度小于150.0/250,满足要求!
2)梁底支撑木枋的计算
(1)梁底木枋计算
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 = 5.931/0.900=6.590kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×6.59×0.90×0.90=0.534kN.m
最大剪力 Q=0.6×0.900×6.590=3.559kN
最大支座力 N=1.1×0.900×6.590=6.524kN
木枋的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3;
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4;
a、木枋抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.534×106/83333.3=6.41N/mm2
木枋的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
b、木枋抗剪计算 [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=3×3559/(2×50×100)=1.068N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.50N/mm2
木枋的抗剪强度计算满足要求!
c、木枋挠度计算
最大变形 v =0.677×5.492×900.04/(100×9000.00×4166666.8)=0.650mm
木枋的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
3)梁底支撑钢管计算
(1)梁底支撑横向钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木枋支撑传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 Mmax=0.683kN.m
最大变形 vmax=0.409mm
最大支座力 Qmax=16.738kN
抗弯计算强度 f=0.683×106/4491.0=152.11N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于700.0/150与10mm,满足要求!
(2)梁底支撑纵向钢管计算
梁底支撑纵向钢管只起构造作用,无需要计算。
4)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(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
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,R=16.74kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求, 梁底采用顶托、梁两侧横杆与立杆连接节点处采用三个防滑扣件,可满足要求。
5)立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
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=16.74kN (已经包括组合系数1.4)
脚手架钢管的自重 N2 = 1.2×0.139×4.300=0.719kN
N = 16.738+0.719=17.458kN
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到;
i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm);i = 1.60
A —— 立杆净截面面积 (cm2); A = 4.24
W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3);W = 4.49
—— 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] = 205.00N/mm2;
l0 —— 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式(1)或(2)计算
l0 = k1uh (1)
l0 = (h+2a) (2)
k1 —— 计算长度附加系数,按照表1取值为1.185;
u —— 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u = 1.70
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.10m;
公式(1)的计算结果: = 204.89N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
公式(2)的计算结果: = 75.61N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],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
l0 = k1k2(h+2a) (3)
k2 —— 计算长度附加系数,按照表2取值为1.007;
公式(3)的计算结果: = 99.88N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
6)楼板强度的计算
(1)计算楼板强度说明
验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取4.80m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。
宽度范围内配筋3级钢筋,配筋面积As=6048.0mm2,fy=360.0N/mm2。
板的截面尺寸为 b×h=4800mm×180mm,截面有效高度 h0=160mm。 按照楼板每25天浇筑一层,所以需要验算25天、50天、75天...的 承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:
(2)计算楼板混凝土25天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边4.80m,短边4.80×1.00=4.80m。
楼板计算范围内摆放7×7排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第2层楼板所需承受的荷载为
q=1×1.2×(0.35+25.50×0.90)+1×1.2×(0.56×7×7/4.80/4.80)+1.4×(2.00+1.00)=33.58kN/m2
计算单元板带所承受均布荷载q=4.80×33.58=161.17kN/m 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0513×ql2=0.0513×161.17×4.802=190.49kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为30.00℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到25天后混凝土强度达到96.60%,C30.0混凝土强度近似等效为C29.0。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=13.81N/mm2
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=Asfy/bh0fcm=6048.00×360.00/(4800.00×160.00×13.81)=0.21 查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
s=0.188
此层楼板所能承受的最大弯矩为:
M1=sbh02fcm=0.188×4800.000×160.0002×13.8×10-6=319.0kN.m 结论:由于ΣMi = 319.04=319.04 > Mmax=190.49
所以第25天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。
第2层以下的模板支撑可以拆除。
5.1.2 转换层板模板及支撑的计算
模板支架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
模板支架搭设高度为4.3米。
搭设尺寸为:立杆的纵距 b=0.90米,立杆的横距 l=0.90米,横杆的步距 h=1.50米。
图1 楼板支撑架立面简图
图2 楼板支撑架荷载计算单元
采用的钢管类型为48×3.0。
1)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。
静荷载标准值 q1 = 25.500×0.180×0.900+0.350×0.900=4.446kN/m
活荷载标准值 q2 = (2.000+1.000)×0.900=2.700kN/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 = 90.00×1.50×1.50/6 = 33.75cm3;
I = 90.00×1.50×1.50×1.50/12 = 25.31cm4;
(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×(1.2×4.446+1.4×2.700)×0.150×0.150=0.021kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.021×1000×1000/33750=0.608N/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×(1.2×4.446+1.4×2.700)×0.150=0.820kN
截面抗剪强度计算值 T=3×820.0/(2×900.000×15.000)=0.091N/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 = 0.677×4.446×1504/(100×6000×253125)=0.010mm
面板的最大挠度小于150.0/250,满足要求!
2)模板支撑木枋的计算
木枋按照均布荷载下连续梁计算。
(1)荷载的计算
a、钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11 = 25.500×0.180×0.150=0.689kN/m
b、模板的自重线荷载(kN/m):
q12 = 0.350×0.150=0.053kN/m
c、活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值 q2 = (1.000+2.000)×0.150=0.450kN/m
静荷载 q1 = 1.2×0.689+1.2×0.053=0.889kN/m
活荷载 q2 = 1.4×0.450=0.630kN/m
(2)木枋的计算
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 = 1.367/0.900=1.519kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×1.52×0.90×0.90=0.123kN.m
最大剪力 Q=0.6×0.900×1.519=0.820kN
最大支座力 N=1.1×0.900×1.519=1.504kN
木枋的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3;
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4;
a、木枋抗弯强度计算
抗弯计算强度 f=0.123×106/83333.3=1.48N/mm2
木枋的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
b、木枋抗剪计算 [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=3×820/(2×50×100)=0.246N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.60N/mm2
木枋的抗剪强度计算满足要求!
c、木枋挠度计算
最大变形 v =0.677×0.741×900.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.083mm
木枋的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
3)板底支撑钢管计算
横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木枋支撑传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 Mmax=0.790kN.m
最大变形 vmax=2.010mm
最大支座力 Qmax=9.901kN
抗弯计算强度 f=0.790×106/4491.0=175.82N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!
4)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(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
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,R=9.90kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求, 板底立杆上部小横杆底采用顶托。
5)模板支架荷载标准值(立杆轴力)
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:
a、脚手架的自重(kN):
NG1 = 0.129×4.300=0.555kN
b、模板的自重(kN):
NG2 = 0.350×0.900×0.900=0.284kN
c、钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 = 25.500×0.180×0.900×0.900=3.718kN
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.557kN。
(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)×0.900×0.900=2.430kN
(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
6)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
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值 (kN);N = 8.87
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到;
i —— 计算立杆的截面回转半径 (cm);i = 1.60
A —— 立杆净截面面积 (cm2); A = 4.24
W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3);W = 4.49
—— 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] = 205.00N/mm2;
l0 —— 计算长度
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