高支模专项施工方案.pdf
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1、. . 一、高支模施工单项方案 本工程为混凝土框架结构, 结构层高有 5.5 米、6.0 米、11.5 米等几种, 其 主体结构模板工程均属高支模施工,本工程以层高11.5 米的厂房首层平面结构 为例进行高支模的方案编制。 根据我司施工部署,我司拟对在承台施工完成后在原场地地面压实的基础上 直接施工厂房二层梁、板,高支模支撑架体高度约为12.7 米。 一、高支模支撑架体布置及构造要求 1、支撑架体布置 为方便计算,板模取净高最高的二层板支撑体系进行高支模体系的设计计 算,梁模取截面尺寸为800*1500mm 的二层主梁进行设计计算,其余部位梁、板 参照此计算结果进行施工。 二层梁、板高支模部位
2、属于大跨结构,柱距为 9.0m、18m ,最大跨度为 18m , 根据设计及施工经验,预测本工程主梁截面尺寸约为800*1500mm 、350*700mm 等,次梁截面尺寸为300*600mm 等,板厚为 180mm 。本工程所使用的模板均为1 8mm 厚胶合板,木枋截面尺寸均为80*80mm ,楼板模板底木枋间距为300mm ,梁 底木枋间距为 250mm 。架体钢管规格均为 48*3.5mmQ235A 钢管,纵、横向水平 杆步距为 1.5m,立杆柱距为 0.8 1.1m。 高支模满搭支撑架体由立杆、 水平杆、剪刀撑以及连接它们的扣件组成。水 平杆、立杆、剪刀撑均采用48*3.5mmQ235
3、A 钢管,钢管长度46m ,扣件采用 直角扣件、旋转扣件及对接扣件,其标准架体构造如下图所示: . . 次梁(300*600 mm ) 主梁(800*1500 mm )主梁(800*1500 mm ) 框架柱 主 梁 ( 3 5 0 * 7 0 0 m m ) 主 梁 ( 3 5 0 * 7 0 0 m m ) 圆点为立杆位置 . . 100厚素混凝土基层 立 杆 水平杆 主梁(800*1500 mm ) 次梁(300*600mm ) 剪刀撑 自然地面夯实 高支模结构层楼面梁、板 主梁(800*1500mm ) 11 剖面图 . . 高支模结构层楼面梁、板 100厚素混凝土基层 立 杆 水平杆
4、 主梁(350*700 mm ) 次梁(300*600 mm ) 剪刀撑 自然地面夯实 主梁(350*700 mm ) 22 剖面图 2、架体构造要求 1) 、立杆 考虑首层架空层后施工, 所以立杆从地面起开始布置, 每根立杆底部应设置 10*10*5mm垫铁。立杆接长采用对接扣件连接,对接接头应交错布置。相邻立杆 的接头不应设置在同步内, 同步内隔一根立杆的两个相隔接头在接头高度方向错 开的距离为 500mm ,各接头中心至主节点的距离不应大于步距的1/3 ,具体平面 布置见高支模支撑架体平面图。 2) 、水平杆 首先在满搭架底部距离地面200mm 处纵横各设一道扫地杆, 然后按纵横两个 方
5、向布置水平杆,水平杆步距为1500mm ,水平杆与立杆用扣件连接牢固。水平 杆的接长应优先采用对接连接, 对接接头应交错布置两根相邻水平杆的接头不宜 设置在同步或同跨内, 不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离为1 000mm ,各接头中心至最近主节点的距离不应大于纵距的1/3 。当水平杆采用搭 接连接时,搭接长度为1m ,应等间距设置3 个旋转扣件固定,端部扣件盖板边 . . 缘至搭接水平杆杆端的距离不小于150mm 。 由于主梁截面较大, 相应荷载亦较大, 为保证主梁底部杆件连接牢固,主梁底部的水平杆及找平杆与立杆用双扣件连 接,增加抗滑移能力。 3) 、剪刀撑 剪刀撑在垂直于楼面
6、梁的两个方向布置,剪刀撑与水平面的夹角为4 560,剪刀撑排距为6m ,剪刀撑跨越立杆的根数为56 根。剪刀撑底部 斜杆的下端应置于垫板上, 严禁悬空, 剪刀撑斜杆的连接均采用搭接,搭接长度 为 1m ,用 3 个旋转扣件固定在与之相交的水平杆或立杆上,旋转扣件中心线至 主节点的距离为 150mm 。 4) 、扣件 扣件规格必须与 483.5mm钢管外径相同, 扣件螺旋拧紧扭力矩不应小于 40N m ,并不大于 65 Nm ,扣件的开口应朝上或朝内。 5) 、材料要求 a、高支模架体采用型号为 483.5mmQ235A 钢管,其力学性能应符合国家 现行标准碳素结构钢GB700-89中 Q235
7、A钢的规定;不得使用严重锈蚀、变 形的钢管,钢管使用前应进行调直及防锈处理; b、扣件应采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制作,不得有裂纹、 气孔,不应有缩松、 砂眼或其他影响使用的铸造缺陷;扣件与钢管的贴合面必须 严格整形, 应保证与钢管扣紧时接触良好,扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣 件的两旋转面间隙应小于1mm ;当扣件加紧钢管时,开口处的最小距离应不小于 5mm ; c、安全网必须使用符合安全部门规定的防火安全网,应有材料合格证。 二、模板支撑系统结构计算书 1、编写依据 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术技术规程JGJ130-2001、J84-2001; 建筑结构荷载规范
8、GB50009-2001 ; 建筑施工手册第四版 2、荷载取值计算 1) 、荷载取值 . . 模板及其支架自重标准值: 0.75KN/m 2; 钢筋砼梁、板自重标准值: 25hKN/m 2(h 为梁高或板厚); 施工荷载标准值: 3.0KN/m 2; 2) 、荷载组合 取恒荷载分项系数为1.2 ,活荷载分项系数为1.4 ,考虑风载风载增大系数 为 1.1 ,则有: a、楼板模板面上的竖向荷载设计值为: q=1.11.2 (0.75+25h)+1.4( 1.0+2.0 ) b =33bh+5.61b(KN/m ) 楼板厚度 h 为 180mm ,模板宽度 b 为 915mm, 则 q=10.57
9、KN/m 。 b、梁底模板面上的竖向荷载沿梁长方向的设计值为: q=1.11.2 (0.75+25h) b+1.43.0b =33bh+4.2b (KN/m ) 梁截面尺寸为 bh=8001500mm ,则 q=42.96KN/m 。 3、楼板模板体系受力计算 1) 、楼板底模受力计算 a、力学模型 本工程所使用的模板均为18mm 厚胶合板,标准单块楼板底模可视为b=915m m,h=18mm 的连续梁, 由于连续梁计算比较复杂且按简支梁计算模板受力更不利, 计算结果偏于安全, 所以按简支梁来建立模板受力模型,取楼板模板底木枋间距 为 300mm ,计算简图如下: L q 楼板底模受力计算简图
10、 b、截面抵抗矩 Wz=bh 2/6=0.915 0.0182/6=4.94 10-5(m3) c、截面容许弯距: M=Wz . . 查表可知:胶合板的抗弯强度为 =22.9N/mm 2,考虑胶合板的周转使用及局 部损坏对强度的影响,取=20N/mm 2,则胶合板所能承受的弯矩值为: M=2010 34.94 10-5 =0.99(kNm ) 。 d、强度验算 胶合板所承受的最大弯矩值Mmax=qL 2/8=10.57 0.32/8=0.12 (kNm ) M=1.11kN.m(满足要求)。 e、挠度计算 挠度计算公式为Vmax=5qL 4/(384EI) ,根据平整度要求,取 V=5mm ,
11、模板截 面惯性矩 I=bh 3/12=0.915*0.0183/12=4.45 10-7 (m 4) , 模板弹性模量 E=107kN/m2。 则 Vmax=5qL 4/(384EI)=5 10.570.34/ (3841074.45 10-7 ) =0.00025(m )=0.25mm V=5mm (满足要求)。 2)、木枋受力计算 a、木枋有效长度 取木枋最大有效长度为:Lmax=1100mm 。 b、力学模型:简化为简支梁计算。 L q L q 板底木枋受力计算简图 c、荷载计算 本工程中楼板厚度h=180mm ,木枋间距为 300mm ,则有: q=1.11.2 (0.75+25h)+
12、1.4( 1.0+2.0 ) 0.3=3.47 (KN/m ) d、截面特性计算 本工程所使用的木枋截面尺寸为8080mm ,则木枋的截面特性计算如下: I=bh 3/12=0.08 0. 0.083/12=3.41 10-6(m4) Wz=bh 2/6=0.08 0. 0.082/6=8.53 10-5(m3) . . e、强度验算 查表知,木枋抗弯强度fm=15N/mm 2,则木枋所能承受的弯矩容许值为: M= f mWz=158.53 10 4=1.28106(N mm )=1.28kNm 木枋所承受的最大弯矩值为Mmax=qL 2/8=3.47 1.12/8=0.52 (kNm ) M
13、=1.28 kN.m (满足要求)。 f 、挠度验算 挠度计算公式为Vmax=5qL 4/(384EI) ,根据平整度要求,取 V=5mm ,木枋截 面惯性矩 I=3.41 10 -6 (m 4) ,木枋弹性模量 E=107kN/m2。 则 Vmax=5qL 4/(384EI)=5 3.47 1.24/(384 1073.41 10-6 ) =0.0027(m )=2.7mm V=5mm (满足要求)。 1、4、梁模板体系计算 1) 、胶合板受力计算 a、力学模型 取梁底木枋间距为250mm ,其受力模型及受力简图同楼板模板。 b、强度计算 胶合板所承受的最大弯矩值Mmax=qL 2/8=42
14、.96 0.252/8=0.34(kN m ) M =0.72kNm (满足要求)。 c、挠度计算 挠度计算公式为Vmax=5qL 4/(384EI) ,根据平整度要求,取 V=5mm ,胶合板 截面惯性矩 I=4.45 10 -7(m4) ,弹性模量 E=107kN/m2。 则 Vmax=5qL 4/(384EI)=5 42.960.254/(384 1074.45 10-7 ) =0.00049(m )=0.49mm V=5mm (满足要求)。 2)、木枋受力计算 a、木枋有效长度 取木枋最大有效长度为:Lmax=600mm 。 b、力学模型:按两跨连续梁计算。 . . L ABC q L
15、 梁底木枋受力计算简图 c、荷载计算 梁截面尺寸为 8001500mm ,木枋间距为 250mm ,则有: q=42.960.25/0.8=13.43(KN/m ) d、强度验算 梁底木枋所承受的最大弯矩|MB|=|-qL 2/8|=13.43 0.62/8=0.6 (kNm ) M=1.25kN m (满足要求)。 e、挠度验算 挠度计算公式为Vmax=5qL 4/(384EI) ,根据平整度要求,取 V=5mm ,木枋截 面惯性矩 I=3.41 10 -6 (m 4) ,木枋弹性模量 E=107kN/m2。 则 Vmax=5qL 4/(384EI)=5 13.430.64/(384 107
16、3.4110-6) =0.00066(m )=0.66mm V=5mm (满足要求)。 3)、梁底承重水平杆受力计算 由立杆平面布置图可知,主梁底承重水平杆跨度不等,最大跨度为550mm , 为计算简便以及确保施工安全,取主梁底三条水平杆中中间一根进行受力验算, 并将其视为单跨 (按最大跨度考虑) 简支梁进行受力验算, 其不利受力布置有两 种,如下图所示: FFFF 2525025025150250150 F 梁底承重水平杆受力简图1 梁底承重水平杆受力简图2 a、强度验算 查表可知, Q235A 钢管的抗拉强度设计值为f=215N/mm 2,483.5mm钢管 的截面惯性矩为 :I= (D
17、4- d4)/64=(*484-*414)/64 . . =121867(mm 4)=1.22105mm4。 由上可知,木枋传至水平钢管的集中荷载F=1.2513.430.6 =10.08(KN ) 。 由图 1 可知,RA=RB=310.08/2=15.11(KN ) , 则水平杆所承受的最大弯矩为: Mmax=15.110.275-10.08 0.25=1.64 (KN m ) 。 由图 2 可知,RA=RB=210.08/2=10.08(KN ) , 则水平杆所承受的最大弯矩为: Mmax=10.080.15=1.51 (KN m ) 。 所以图 1 受力布置更不利,所以取水平钢管所承受
18、的最大弯矩为Mmax=1.64K Nm ,则水平杆的截面正应力为: =M y/2I=1.64 10 624/ (21.22 105)=160(N/mm2) f=215N/mm 2(满足要求) b、挠度验算 挠度计算公式为 Vmax=Fa (3L 2-4a2)/24EI ,根据平整度要求,取 V=5mm ,钢 管截面惯性矩 I=1.22 10 5mm4,钢管弹性模量 E=2.0610 5N/m2。 则 Vm ax=10.08 10 325 (35502 -425 2 )/(242.0610 51.22105) =0.4(mm )V=5mm (满足要求)。 2、5、立杆受力验算 1) 、强度、稳定
19、性 a、力学模型 根据扣件钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001 及 建筑施工手册 中的钢 管扣件支模架中的设计计算方法, 将本支模架立杆承载力简化为杆件在一个步距 的承载力计算。 本工程板底梁侧立杆兼做梁支撑立杆, 因此此类立杆或梁底立杆承受的荷载 最大,因此仅计算梁侧立杆或梁底立杆。 b、荷载计算 立杆布置详见梁模支设大样图, 将水平杆由受集中力作用 (集中荷载布置取 梁底承重水平杆受力简图1、2 的综合布置形式)等效为受均布荷载作用,并将 . . 水平杆视为三跨连续梁(三跨可代表最不利受力布置),立杆受力分析如下图所 示; L ABCD L L C B A LL q D FFFFF
20、FFF L 立杆受力简图(支座代表立杆) 由支座反力等效换算可知q=45.81KN/m 42.96KN/m,所以取 q=42.96KN/m (说明此力学模型及等效换算是偏于安全的),图中 L=550mm, 查相关表格可知: 主梁中间立杆的所承受的最大荷载值可偏安全的近似取为: Nmax1=NB=(0.60+0.5 )42.96 0.55=25.99 (KN ) 主梁两侧立杆所承受的荷载可近似取为: Nm a x2=NB+N楼 板=0.442.96 0.55+0.55 1.010.57/0.915=15.80 (KN ) c、等效长度计算 l01=h+2a=1.5+20.3=2.1 (m ) d
21、、承载力验算 查表可得,当主梁两侧支模架体高11.4m时,主梁两侧立杆的承载力Rd=27. 34kNF=15.80kN。当主梁底部支模架体高10.0m 时,主梁中间立杆的承载力Rd =27.69kNF=25.99kN。故本体系立杆均可满足强度及稳定承载力要求。 2) 、立杆基础强度验算 本工程高支模架体架立杆全部在100 厚 C15素混凝土垫层上,垫层混凝土抗 压强度设计值 fc=7.2N/mm 2,立杆对 C15素混凝土基层产生的最大压应力为: fma x=25.9910 3/ (100100)=2.60N/mm2fc=16.7N/mm2(满足要求)。 所以由以上验算结果可知本工程所有高支模
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