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目录
一、 编制依据 2
二、 工程概况 2
三、 落地式脚手架支撑系统设计 2
四、 脚手架施工 3
4.1 施工准备 3
4.2 搭设 4
4.3 钢管检查 5
五、 拆除 8
5.1 拆除前必须完成以下准备工作 8
5.2 拆除顺序应符合以下要求 8
5.3 卸料应符合以下要求 8
六、 安全管理 8
6.1 人员要求 8
6.2 搭设阶段 9
6.3 使用阶段 9
七、 计算书 10
7.1 板模板支撑系统计算书 11
7.2 0.85m高的梁模板支撑系统计算书 19
7.3 1.1m高的梁模板支撑系统计算书 34
7.4 梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]: 49
满堂扣件式钢管落地脚手搭设方案
一、 编制依据
1、 《建筑施工扣件式钢筋脚手架安全技术规范》( JGJ130- )
2、 《建筑结构荷载规范》( GB50009- )
3、 《钢管脚手架扣件》( GB15831- )
4、 《建筑施工安全检查评分标准》( JGJ59- )
5、 《施工现场临时用电安全技术规范》( JGJ46- )
6、 《高处作业安全技术规范》( JGJ80-91)
二、 工程概况
工程名称: 致远家园住宅工程配建三
工程地点: 天津市河北区曙光路与迎贤道交口
建设单位: 天津赢超房地产开发有限公司
设计单位: 天津华汇工程建筑设计有限公司
监理单位: 北京思创立设监理责任有限公司
施工单位: 中国建筑第八工程局有限公司
三、 落地式脚手架支撑系统设计
1、 落地式钢管满堂脚手架搭设高度: 5.2m, 采用钢管( ø48×3.5mm) 扣件连接。
板支撑系统的立杆间距或排距: 1.2m, 纵距: 1.5m, 步距: 1.5m。
0.85m高的梁支撑系统的立杆沿梁跨度方向间距:1.0m, 板底承重立杆横向间距或排距:1.2m, 梁两侧立杆间距: 0.55m, 立杆步距: 1.5m。
1.1m高的梁支撑系统的立杆沿梁跨度方向间距:0.9m, 板底承重立杆横向间距或排距:1.0m, 梁两侧立杆间距: 0.55m, 立杆步距: 1.5m。
2、 立杆底部均设置脚手板, 其中1.1m高的梁底支撑系统下应做100mm厚的C15混凝土垫层。脚手板厚50 mm, 宽200 mm, 长不少于2跨, 立杆距垫板200 mm处设置纵横向扫地杆, 采用直角扣件与内外立杆扣牢
3、 纵横向水平杆间距1.5米, 纵横向水平杆长度不少于3跨, 采用直角扣件与内外立杆扣牢。
4、 脚手架平台四周设置纵横向剪刀撑, 剪刀撑水平向、 竖向连续设置、 竖向到顶, 剪刀撑每隔2排设置一组纵横向剪刀撑, 剪刀撑与地面夹角不大于60°不小于45°, 剪刀撑搭设不少于4跨, 不小于6米。
四、 脚手架施工
4.1 施工准备
1、 材料准备
脚手架钢管采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793)所规定的钢管, 其质量符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢所规定钢管直径Φ48, 壁厚3.5mm, 扣件采用铸铁扣件, 其材质符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB/T15831-1995)。
2、 单位工程各级负责人应按施工组织设计中有关脚手架的要求, 逐级向架设和使用人员进行技术交底。
3、 要求对钢管、 扣件、 脚手板等进行检查, 不合格的构配件不得使用, 经检查合格的构配件应按品种、 规格分类, 堆放整齐、 平稳, 堆放场地不得有积水。
4、 应清除地面杂物, 平整搭设场地, 地基夯实平整。所有立杆底部均设置脚手板, 其中1.1m高的梁底支撑系统下应做100mm厚的C15混凝土垫层
4.2 搭设
1、 按脚手架的柱距、 排距要求进行放线定位。
2、 在1.1m高的梁下浇筑100mm厚C15混凝土垫层。
3、 铺设垫板和安放底座, 并应注意以下事项
( 1) 垫板、 底座应准确地放在定位线上; 垫板采用厚50mm宽200mm的脚手板, 长不小于2跨。
( 2) 垫板必须铺放平稳, 不得悬空。
4、 杆件搭设
脚手架搭设顺序如下: 放置纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→第二步纵向水平杆→第二步横向水平杆……
5、 搭设立杆的安全技术措施:
( 1) 立杆采用单立杆, 立杆距垫板200处设置纵向扫地杆, 采用直角扣件与立杆内外扣牢。横向扫地杆也采用直角扣件, 紧贴纵向扫地杆的下方与内外立杆扣牢。
( 2) 立杆接长宜用对接扣件连接, 立杆的对接扣件应交错布置, 两根相邻立杆的接头不在设置在同步内, 同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm, 各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。
6、 搭设纵、 横向水平杆的安全技术措施
( 1) 、 搭设纵、 横向水平杆时, 其构造应符合有关规定要求, 纵向水平杆宜设置在立杆的内侧, 其长度不小于3跨, 纵向水平杆接长宜用对接扣件连接, 纵向水平杆的对接应交错布置, 两根相邻纵向水平杆的接头不准设置在同步或同跨内, 不同步、 不同跨两根相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm, 各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的l/3, 纵向水平杆采用直角扣件与立杆扣牢, 横向水平杆也采用直角扣件, 紧贴纵向水平杆下方与内外立杆扣牢, 主节点处横向水平杆严禁拆除。
( 2) 同一步纵向水平杆必须四周交圈, 用直角扣件与内、 外立杆固定。
7、 搭设剪刀撑注意事项
竖向剪刀撑应随立杆、 纵横向水平杆等同步搭设, 剪刀撑、 横向斜撑的构造应符合规定要求, 剪刀撑四周设置纵、 横向剪刀撑, 剪刀撑采用斜杆搭成剪刀撑, 剪刀撑与地面成50度夹角, 剪刀撑接长宜采用搭接方式, 采用二只旋转扣件搭接, 二扣件间距不宜小于l米, 杆端伸出扣件盖板不宜小于100mm, 剪刀撑搭设不小于4跨, 不小于6米, 剪刀撑水平向、 竖向连续设置, 竖向连续到顶, 剪刀撑纵向每隔2排搭设一组, 横向每隔2排搭设一组, 剪刀撑一端抵在垫板上, 另一端与采用旋转扣件与主杆、 横向水平杆扣牢, 旋转扣件中心至主节点距离不应大于150mm。
8、 扣件安装的安全技术措施
( 1) 扣件规格( Φ48) 必须与钢管外径相同。
( 2) 扣件螺栓拧紧力矩应在45-65N·m之内。
( 3) 主节点处, 固定横向水平杆(或纵向水平杆)、 剪刀撑、 横向支撑等扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm。
( 4) 对接扣件的开口应朝上或朝内。
( 5) 各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。
4.3 钢管检查
1、 必须有产品质量合格证。
2、 应有质量检验报告, 钢管材质检验应符合现行国家标准《金属拉伸试验方法》(GB/T228)的有关规定, 质量应符合国标的要求。
3、 钢管表面应平直光滑, 不应有裂缝、 结疤、 分层、 错位、 硬弯、 毛刺、 压痕和深的划道。
4、 钢管外径、 壁厚、 端面等偏差要符合国标要求。
5、 钢管必须除锈, 涂防锈漆和标色( 黄色油漆) 。
6、 扣件应有生产许可证, 测试报告、 质量合格证。
7、 使用旧钢管、 扣件要求进行严格检查、 检测。
8、 脚手架搭设的技术要求、 允许偏差与检验方法, 应符合表1的要求。
脚手架搭设的技术要求与允许偏差 表1
项次
项 目
技术要求
容许偏差△( mm)
检查方法
与工具
1
地
基
基
础
表面
坚实平整
观察
排水
不积水
垫板
不晃动
底座
不滑动
-10
降沉
2
立
杆
垂
直
度
最后验收垂直度偏差Hmax=20m
H/200
用经纬仪和吊线和卷尺
搭设中检查垂直度偏差的高度
H=2
H=10
不同高度H时的允许偏差△( mm)
±7
±50
3
间距
步距偏差
杆距偏差
排距偏差
±20
±50
±20
钢板尺
4
纵向水平杆高差
一根杆的两端
±20
水平仪或水平尺
同跨内、 外纵向水平杆高差
±10
5
双排脚手架横向水平杆外伸长度偏差
外伸500mm
≤50
钢板尺
6
扣件安装
主节点处各扣件距主节点的距离
a≤150mm
钢板尺
同步立杆上两个相邻对接扣件的高差
≤500mm
钢板尺
立杆上的对接扣件距主节点的距离
≤h/3
钢板尺
纵向水平杆上的对接扣件距主节点的距离
≤L/3
钢板尺
扣件螺栓拧紧扭力矩
40-65N·m
扭矩扳手
7
剪刀撑与地面的倾角
45°-60°
角尺
五、 拆除
5.1 拆除前必须完成以下准备工作
1、 全面检查脚手架的扣件连接、 支撑体系等是否符合安全要求。
2、 拆除安全技术措施, 应由施工单位工程负责人逐级进行技术交底; 设置警戒区, 并有专人负责警戒。
3、 清除脚手架上杂物及地面障碍物。
5.2 拆除顺序应符合以下要求
1、 拆除脚手架顺序一般为: 剪刀撑→纵向水平杆→横向水平杆→立杆, 按自上而下, 先装者后拆, 逐步拆除, 一步一清, 不得采取上下同时作业, 应先拆中间扣, 再拆两边扣, 由中间操作人员向工传递钢管。
2、 当脚手架拆至下部最后一根长钢管的高度(约6.5m)时, 应先在适当位置搭临时抛撑加固。
3、 当脚手架采取分段、 分里外拆除时, 对不拆除的脚手架两端, 应先按有关规定要求设置连墙件和横向支撑加固。
5.3 卸料应符合以下要求
1、 各构配件必须及时分段集中运至地面, 严禁抛扔。
2、 运至地面的构配件应按要求及时检查整修与保养, 并按品种规格随时码堆存放, 置于干燥通风处, 防止锈蚀。
六、 安全管理
6.1 人员要求
1、 脚手架搭设人员必须是经过国家现行标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检, 体检合格者方可发上岗证。
2、 搭设脚手架人员必须戴安全帽、 安全带, 穿防滑鞋等, 袖口、 裤口要扎紧。
6.2 搭设阶段
1、 脚手架的构配件质量必须按规定要求进行检验, 合格后方准使用。
2、 脚手架搭设应按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》( JDJ130— ) JGJ59—99安全检查标准进行检查, 发现问题应及时校正。
3、 脚手架的搭设质量必须符合要求方能投入使用。
4、 施工现场带电线路, 如无可靠的安全措施, 一律不准经过脚手架, 非电工不准擅自接电线电器装置。
6.3 使用阶段
1、 操作层上的施工荷载应符合设计要求, 不得超载, 不得将模板支撑、 缆风绳、 泵送混凝土及砂浆的输送管等固定在脚手架上, 严禁任意悬挂起重设备。脚手架上严禁堆放大量模板、 木料等多余的材料, 确保脚手架畅通及防止超载。
2、 六级及六级以上大风和雾、 雨、 雪天应停止脚手架作业, 雨雪后上架应有防滑措施。
3、 应设专人负责对脚手架进行检查和保修。
4、 在下列情况下, 必须对脚手架进行检查。
( 1) 在六级及以上大风与大雨后。
( 2) 停用超过一个月, 复工前。
5、 检查保修项目
( 1) 地基是否积水、 底座是否松动、 立杆是否悬空。
( 2) 扣件螺栓是否松动。
( 3) 安全防护措施是否符合要求。
6、 在脚手架使用期间, 严禁任意拆除下列杆件
( 1) 主节点的纵、 横向水平杆, 纵、 横向扫地杆
( 2) 支撑、 剪刀撑
要拆除上述任一杆件均应采取安全措施, 并报主管部门批准。
7、 严禁任意在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业, 否则应采取安全措施, 并报主管部门批准。
8、 临街搭设的脚手架外侧应有行人安全通道安全防护棚防护措施, 以防坠物伤人。
9、 在脚手架上进行电、 气焊作业时, 必须有防火措施和专人看守。
10、 工地临时用电线路的架设及脚手架接地、 避雷措施等应按国家现行标准《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46— )的有关规定执行。
11、 拆除脚手架时, 地面应设围栏和警戒标志, 并派专人监护, 严禁一切非操作人员入内。
拆下的杆件与零配件, 应按类分堆(零配件装入容器), 用吊车吊下, 或分级传递严禁高空抛掷。
七、 计算书
计算依据:
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》( JGJ130- )
《混凝土结构设计规范》GB50010-
《建筑结构荷载规范》(GB 50009- )
《钢结构设计规范》(GB 50017- )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》 ( 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。
7.1 板模板支撑系统计算书
7.1.1 参数信息
( 1) 模板支架参数
横向间距或排距(m):1.20; 纵距(m):1.50; 步距(m):1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10; 模板支架搭设高度(m):5.20;
采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ; 板底支撑连接方式:方木支撑;
立杆承重连接方式:可调托座。
( 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;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500。
( 3) 材料参数
面板采用胶合面板, 厚度为18mm; 板底支撑采用方木;
面板弹性模量E(N/mm2):9500; 面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400; 木方的间隔距离(mm):250.000;
木方弹性模量E(N/mm2):9500.000; 木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000;
木方的截面宽度(mm):50.00; 木方的截面高度(mm):100.00;
托梁材料为: 钢管(双钢管) :Φ48 × 3.5。
( 4) 楼板参数
楼板的计算厚度(mm):120.00;
图2 楼板支撑架荷载计算单元
7.1.2 模板面板计算
面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度, 取单位宽度1m的面板作为计算单元。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 100×1.82/6 = 54 cm3; I = 100×1.83/12 = 48.6 cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
( 1) 荷载计算
静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1 = 25×0.12×1+0.35×1 = 3.35 kN/m;
活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2 = 2.5×1= 2.5 kN/m;
( 2) 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:
其中: q=1.2×3.35+1.4×2.5= 7.52kN/m
最大弯矩M=0.1×7.52×0.252=0.047 kN·m;
面板最大应力计算值 σ= 47000/54000 = 0.87 N/mm2;
面板的抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
面板的最大应力计算值为 0.87 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
( 3) 挠度计算
挠度计算公式为
其中q = 3.35kN/m
面板最大挠度计算值 v = 0.677×3.35×2504/(100×9500×48.6×104)=0.019 mm;
面板最大允许挠度 [V]=250/ 250=1 mm;
面板的最大挠度计算值 0.019 mm 小于 面板的最大允许挠度 1 mm,满足要求!
7.1.3 模板支撑方木的计算
方木按照两跨连续梁计算, 截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5×10×10/6 = 83.33 cm3;
I=5×10×10×10/12 = 416.67 cm4;
方木楞计算简图
( 1) 荷载的计算:
钢筋混凝土板自重(kN/m): q1= 25×0.25×0.12 = 0.75 kN/m;
模板的自重线荷载(kN/m): q2= 0.35×0.25 = 0.088 kN/m ;
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): p1 = 2.5×0.25 = 0.625 kN/m;
( 2) 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×(q1+q2)+1.4 ×p1=1.2×(0.75+0.088)+1.4×0.625=1.88 kN/m;
最大弯矩: M = 0.125ql2 = 0.125×1.88×1.52 = 0.529 kN·m;
方木最大应力计算值: σ= M /W = 0.529×106/83333.33 = 6.345 N/mm2;
方木的抗弯强度设计值: [f]=13.000 N/mm2;
方木的最大应力计算值为 6.345 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值13 N/mm2,满足要求!
( 3) 抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足:
τ = 3V/2bhn < [τ]
其中最大剪力: V = 0.625×1.88×1.5 = 1.763 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3 ×1.763×103/(2 ×50×100) = 0.529 N/mm2;
方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.4 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.529 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2, 满足要求!
( 4) 挠度验算:
最大挠度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 = 0.838 kN/m;
最大挠度计算值: ν= 0.521×0.838×15004 /(100×9500×4166666.667)= 0.558mm;
最大允许挠度: [V]=1500/ 250=6 mm;
方木的最大挠度计算值 0.558 mm 小于方木的最大允许挠度 6 mm,满足要求!
7.1.4 托梁材料计算
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
托梁采用: 钢管(双钢管) :Φ48 × 3.5; W=10.16 cm3; I=24.38 cm4;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力, P = 3.525 kN;
托梁计算简图
托梁计算弯矩图(kN·m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN)
最大弯矩 Mmax = 2.076 kN·m ;
最大变形 Vmax = 4.042 mm ;
最大支座力 Qmax = 18.679 kN ;
最大应力 σ= 2076139.323/10160 = 204.344 N/mm2;
托梁的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;
托梁的最大应力计算值 204.344 N/mm2 小于 托梁的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为 4.042mm 小于 1500/150与10 mm,满足要求!
7.1.5 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和活荷载。
( 1) 静荷载标准值包括以下内容:
脚手架的自重(kN): NG1 = 0.138×5.2 = 0.72 kN;
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。
模板的自重(kN): NG2 = 0.35×1.2×1.5 = 0.63 kN;
钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3 = 25×0.12×1.2×1.5 = 5.4 kN;
经计算得到, 静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 6.75 kN;
( 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 = (2.5+2 ) ×1.2×1.5 = 8.1 kN;
( 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 = 19.44 kN;
7.1.6 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 = 19.44 kN;
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 cm;
A ---- 立杆净截面面积(cm2): A = 4.89 cm2;
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3): W=5.08 cm3;
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 N/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 = 1.79;
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度; a = 0.1 m;
上式的计算结果:
立杆计算长度 L0 = h+2a = 1.5+0.1×2 = 1.7 m; L0/i = 1700 / 15.8 = 108 ;
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= 0.53 ;
钢管立杆的最大应力计算值 ; σ=19439.616/( 0.53×489) = 75.007 N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值 σ= 75.007 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/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1.167;
k2 -- 计算长度附加系数, h+2a = 1.7 按照表2取值1.004 ;
上式的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.004×(1.5+0.1×2) = 1.992 m;
Lo/i = 1991.836 / 15.8 = 126 ;
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= 0.417 ;
钢管立杆的最大应力计算值: σ=19439.616/( 0.417×489) = 95.333 N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值 σ= 95.333 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/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。
7.1.7 立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p ≤ fg
地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 120×1=120 kpa;
其中, 地基承载力标准值: fgk= 120 kpa ;
脚手架地基承载力调整系数: kc = 1 ;
立杆基础底面的平均压力: p = N/A =19.44/0.25=77.758 kpa ;
其中, 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 : N = 19.44 kN;
基础底面面积 : A = 0.25 m2 。
p=77.758 ≤ fg=120 kpa 。地基承载力满足要求!
7.2 0.85m高的梁模板支撑系统计算书
7.2.1 参数信息
( 1) 模板支撑及构造参数
梁截面宽度 B(m):0.35; 梁截面高度 D(m):0.85;
混凝土板厚度(mm):120.00; 立杆沿梁跨度方向间距La(m):1.00;
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):1.20;
梁支撑架搭设高度H(m): 5.20; 梁两侧立杆间距(m):0.55;
承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向;
梁底增加承重立杆根数:1;
采用的钢管类型为Φ48×3.5;
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:0.80;
( 2) 荷载参数
模板自重(kN/m2):0.35; 钢筋自重(kN/m3):1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):2.5; 新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):18.0;
倾倒混凝土侧压力(kN/m2):2.0; 振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0;
( 3) 材料参数
木材品种: 柏木; 木材弹性模量E(N/mm2): 10000.0;
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;
面板类型: 胶合面板; 面板弹性模量E(N/mm2): 9500.0;
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): 100.0;
梁底纵向支撑根数: 3; 面板厚度(mm): 18.0;
( 5) 梁侧模板参数
主楞间距(mm): 600; 次楞根数: 3;
主楞竖向支撑点数量为: 3;
支撑点竖向间距为: 150mm, 150mm;
穿梁螺栓水平间距(mm): 600;
穿梁螺栓直径(mm): M14;
主楞龙骨材料: 钢楞; 截面类型为圆钢管48×3.5;
主楞合并根数: 2;
次楞龙骨材料: 木楞, 宽度60mm, 高度80mm;
次楞合并根数: 2;
7.2.2 梁模板荷载标准值计算
( 1) 梁侧模板荷载
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; 挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
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, 可按现场实际值取, 输入0时系统按200/(T+15)计算, 得5.714h;
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0.750m;
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。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别计算得 50.994 kN/m2、 18.000 kN/m2, 取较小值18.000 kN/m2作为本工程计算荷载。
7.2.3 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倾倒混凝土时产生的荷载; 挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
次楞( 内龙骨) 的根数为3根。面板按照均布荷载作用下的两跨连续梁计算。
面板计算简图(单位: mm)
( 1) 强度计算
跨中弯矩计算公式如下:
其中, W -- 面板的净截面抵抗矩, W = 60×1.8×1.8/6=32.4cm3;
M -- 面板的最大弯距(N·mm);
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);
按以下公式计算面板跨中弯矩:
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= 1.2×0.6×18×0.9=11.66kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.6×2×0.9=1.51kN/m;
q = q1+q2 = 11.664+1.512 = 13.176 kN/m;
计算跨度(内楞间距): l = 365mm;
面板的最大弯距 M= 0.125×13.176×3652 = 2.19×105N·mm;
经计算得到, 面板的受弯应力计算值: σ = 2.19×105 / 3.24×104=6.772N/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 =6.772N/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
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q = 18×0.6 = 10.8N/mm;
l--计算跨度(内楞间距): l = 365mm;
E--面板材质的弹性模量: E = 9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 60×1.8×1.8×1.8/12=29.16cm4;
面板的最大挠度计算值: ν=0.521×10.8×3654/(100×9500×2.92×105) =0.361mm;
面板的最大容许挠度值:[ν] = l/250 =365/250 = 1.46mm;
面板的最大挠度计算值:ν=0.361mm, 小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.46mm, 满足要求!
7.2.4 梁侧模板内外楞的计算
( 1) 内楞计算
内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载, 按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中, 龙骨采用木楞, 截面宽度60mm, 截面高度80mm, 截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 6×82×2/6 = 128cm3;
I = 6×83×2/12 = 512cm4;
内楞计算简图
a、 内楞强度验算:
强度验算计算公式如下:
其中, σ -- 内楞弯曲应力计算值(N/mm2);
M-- 内楞的最大弯距(N·mm);
W-- 内楞的净截面抵抗矩;
[f] -- 内楞的强度设计值(N/mm2)。
按以下公式计算内楞跨中弯矩:
其中, 作用在内楞的荷载, q = (1.2×18×0.9+1.4×2×0.9)×0.365=8.02kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距): l = 600mm;
内楞的最大弯距: M=0.1×8.02×600.002= 2.89×105N·mm;
最大支座力:R=1.1×8.015×0.6=5.29 kN;
经计算得到, 内楞的最大受弯应力计算值σ =2.89×105/1.28×105= 2.254N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值 σ = 2.254 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值 [f]=17N/mm2, 满足要求!
b、 内楞的挠度验算
其中 l--计算跨度(外楞间距): l = 600mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =18.00×0.37= 6.57 N/mm;
E -- 内楞的弹性模量: 10000N/mm2;
I -- 内楞的截面惯性矩: I = 5.12×106mm4;
内楞的最大挠度计算值:ν=0.677×6.57×6004/(100×10000×5.12×106)=0.113mm;
内楞的最大容许挠度值: [ν] = 600/250=2.4mm;
内楞的最大挠度计算值 ν=0.113mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=2.4mm, 满足要求!
( 2) 外楞计算
外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力, 取内楞的最大支座力5.29kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中, 外龙骨采用钢楞, 截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面类型为圆钢管48×3.5;
外钢楞截面抵抗矩 W = 10.16cm3;
外钢楞截面惯性矩 I = 24.38cm4;
外楞计算简图
外楞弯矩图(kN·m)
外楞变形图(mm)
a、 外楞抗弯强度验算
其中 σ -- 外楞受弯应力计算值(N/mm2)
M -- 外楞的最大弯距(N·mm);
W -- 外楞的净截面抵抗矩;
[f] --外楞的强度设计值(N/mm2)。
根据连续梁程序求得最大的弯矩为M= 0.741 kN·m
外楞最大计算跨度: l = 280mm;
经计算得到, 外楞的受弯应力计算值: σ = 7.41×105/1.02×104 = 72.896 N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205N/mm2;
外楞的受弯应力计算值 σ =72.896N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2, 满足要求!
b、 外楞的挠度验算
根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.524mm
外楞的最大容许挠度值: [ν] = 280/400=0.7mm;
外楞的最大挠度计算值 ν=0.524mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ν]=0.7mm, 满足要求!
7.2.5 穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
其中 N -- 穿梁螺栓所受的拉力;
A -- 穿梁螺栓有效面积 (mm2) f -- 穿梁螺栓的抗拉强度设计值, 取170 N/mm2;
查表得: 穿梁螺栓的直径: 2 mm; 穿梁螺栓有效直径: 9.85 mm; 穿梁螺栓有效面积: A= 76 mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力: N =(1.2×18+1.4×2)×0.6×0.355 =5.197 kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值: [N
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