焚烧车间模板专项施工方案
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呼和浩特市美商生活垃圾生化处理厂搬迁升级改造工程
焚烧车间模板专项施工方案
北京市国泰建设发展有限公司
呼和浩特市项目部 2011年8月20日
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呼和浩特市美商生活垃圾生化处理厂搬迁升级改造工程
焚烧车间模板专项施工方案
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目录
1、编制依据 ............................................................................................................................. 4 2、工程概况 ............................................................................................................................. 4 3、施工总体措施 ...................................................................................................................... 5 4、模板支架施工程序 .............................................................................................................. 6 5、支撑架施工要点 .................................................................................................................. 6 6、方案设计 ............................................................................................................................. 9 6.1垃圾储坑池壁800厚墙体模板验算 ....................................................................................... 9 6.2柱子1500×1500MM模板验算 ................................................................................................ 15 6.3楼板模板扣件钢管高支撑架验算 ......................................................................................... 20 6.4梁模板扣件钢管高支撑架验算 ............................................................................................. 26 6.5梁侧模板验算 ......................................................................................................................... 31 6.6高支模构造要求 ..................................................................................................................... 36 6.7垃圾储坑满堂红脚手架 ......................................................................................................... 38 7.模板施工 ............................................................................................................................. 38 7.1梁、板模板安装 ..................................................................................................................... 38 7.2柱模板(矩形柱、异形柱) ................................................................................................. 39 7.3模板安装质量要求 ................................................................................................................. 39 7.4模板拆除 ................................................................................................................................. 39 7.5模板拆除 ................................................................................................................................. 40 8. 检查与验收 ....................................................................................................................... 41 8.1构配件进场检查与验收 ......................................................................................................... 41 8.2模板支架搭设过程及使用前的检查与验收 ......................................................................... 43 8.3脚手架、模板支架使用过程中的检查 .................................................................................44 8.4模板质量保证措施 .................................................................................................................44 9.安全保证措施 ...................................................................................................................... 45 9.1模板加工安全技术措施 ......................................................................................................... 45 9.2模板安装安全技术措施 ......................................................................................................... 45 9.3模板拆除安全技术措施 ......................................................................................................... 45 9.4模板吊装及存放安全技术措施 ............................................................................................. 46 9.5模板工程其他(人员)安全技术措施 ................................................................................. 46 10.环境保护措施 .................................................................................................................... 47 10.文明现场要求 .................................................................................................................... 47 11、施工计划、材料计划、设备计划和劳动力计划 .............................................................. 48
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1、编制依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 (JGJ130-2011) 《建筑施工模板安全技术规范》 (JGJ162-2008) 《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2006) 《建筑施工手册》 (第四版) 《建筑施工安全设施计算书编制范例》(中国建筑工业出版社)
《呼和浩特市生活垃圾生化处理厂搬迁升级改造工程焚烧系统焚烧车间结构施工图》(2010W008-SS00GF0403JG、2010W008-SS00GF0403JG)
《呼和浩特市生活垃圾生化处理厂搬迁升级改造工程焚烧系统焚烧车间建筑施工图》(2010W008-SS00GF0402JZ)
《混凝土结构工程施工质量验收规范 》 (GB50204-2002) 焚烧车间主体施工方案
2、工程概况
2.1建设项目概况
呼市生活垃圾生化处理厂搬迁升级改造工程项目,位于呼和浩特市金桥热电厂向南三公里处。
焚烧车间是呼市生活垃圾生化处理厂搬迁升级改造工程项目的一个单位工程,其南北有①~○21共21个轴线,长127.30m,东西共有○A~○H共8个轴线,宽50.70m。±0.000相对于绝对标高1040.300m。局部地下一层,地上十层,地下基础埋深-8.20m,地上部分混凝土结构高40m,钢筋混凝土抗震框架-墙结构,抗震等级一级。1-9轴部分除垃圾储坑为筏板基础外,其余均为独立基础,10-21轴为杯型独立柱基础。垃圾储坑设计为2m厚混凝土底板及600-800厚混凝土围护墙,顶标高26.00m,为本工程施工的重点及难点。 2.2工程构造简要
【基础】
本工程基础部分为钢筋混凝土筏板结构,其它为钢筋混凝土独立柱基础结构,其基坑深度-6.6~-8.3m,采用井点降水,边坡采用挂网喷砼、土钉墙支护。
本工程地基采用天然地基,基础持力层为第4层中粗砂,承载力特征值fak=180kpa;基础形式:其中4~1/8轴间的垃圾储坑基础和在其西南角部位的渗滤液收集池基础以及13~
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14轴的水池为筏板基础,其它均为柱下独立基础结构垃圾储坑筏板基础顶标高为-6.20m,其筏板厚度2000mm,其立壁厚度B、G轴线和1/8轴线上墙体600mm厚,5轴线墙体厚度为800mm厚;渗滤液收集池基础筏板厚700mm,立壁厚400mm,独立基础的底标高为-6.50m,基础高度800mm。最大独立柱截面1500mm×1500mm。
本工程基础砼为C30,储坑底板和池壁砼为C30P8,基础下铺100厚C15砼垫层。 【主体】
本工程最大高度47m左右,主体结构为钢筋混凝土框架-抗震墙结构体系,上部大部分为钢结构构件。
上部现浇钢筋混凝土框架主体柱、梁、板结构部分,框架柱截面主要有1500mm×600mm、900mm×600mm、600mm×600mm;T字异形柱2100mm×600mm×950mm×800mm;主要梁截面为400mm×1400mm、600(500)mm×1200mm、500(400)mm×1000mm、500mm(400)mm×800mm、300mm×700mm等截面型号;楼面现浇板板厚250mm和200mm,结构构件均采用C30砼。
其层高有3.3m、4.3m、5.0m、5.3m、5.77m、5.9m、6.77m、6.9m、7.3m等不同类型。其中6~7/G~H轴20.97标高楼板的模架支撑高度为14.5m;5~6/G~H轴25.97标高楼板的模架支撑高度为19.5m,楼板均为200mm厚。
3、施工总体措施
3.1本工程模板及其支撑体系选择材料如下表所示:
模板及其支撑体系选择材料
序号 1 2 3 4 模板 背楞材料 承重支撑材料 其它辅助材料 项目 竹胶板δ=15mm 48×3.5钢管或50×100、100×100方木 普通钢管脚手架组合。 密封泡沫条、模板清洁剂、粉质脱模剂等。 材料 由于本工程框架柱、墙体和框架梁构件尺寸较大,模板及支撑体系支设难度较大,需经过计算。本工程垃圾储坑池壁模板次龙骨50×100方木间距200mm,主龙骨采用双钢管间距400×400,对拉螺栓采用B16止水螺栓。楼板次龙骨50×100方木间距200mm,主龙骨100×100方木间距900×900mm。梁底模板次龙骨50×100方木间距200mm,主龙骨100×100方木间距900mm。梁侧模次龙骨50×100方木间距200mm,主龙骨双钢管间距900mm。柱
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子模板次龙骨50×100方木间距200mm,柱箍采用双钢管间距400mm,柱边尺寸600mm以下设一道B16对拉螺栓,柱边尺寸600mm(含600mm)—1050mm的要增设两道B16对拉螺栓,间距同柱箍,柱边尺寸大于1050mm应设置间距水平间距为400的B16对拉螺栓,竖向间距同柱箍。
3.2本工程采用商品砼,56m汽车泵浇筑,浇筑时不得在楼板上堆积过多砼,砼自由下落高度不得大于2米。砼浇筑时先浇筑柱、墙砼,再浇筑梁板砼,对于层高大于6m框架施工时,柱子或剪力墙砼浇筑完3-5天后方浇筑梁板砼,以便满堂脚手架整体性好,与固定结构有可靠连接。模板支撑在砼浇筑时要有专人看护,出现问题及时上报、及时处理。
3.3 梁底模板拆除时间应严格按照规范GB50204-2002模板拆除4.3.1规定。
4、模板支架施工程序
主体结构施工顺序必须与模板支架施工配合,混凝土结构施工顺序见图。
立杆位置放线定位 满堂支撑架体施工 5、支撑架施工要点
5.1.立杆:
采用单管立杆,各接头必须采用对接扣件对接,对接应符合以下要求:
5.1.1立杆需采用对接扣连接,避免搭接。对接扣件应交错布置,两相邻立杆接头不得设在同步内,各接头中心距立杆与横杆交叉主节点的距离应小于1/3步距。
5.1.2立杆设于土层上时,立杆下须通铺200×50㎜木板。
5.1.3立杆底部必须设置纵、横扫地杆。纵
模板、架体拆除 主梁、次梁侧模,板模板 主梁、次梁钢筋绑扎 板钢筋绑扎 架体检查验收 主梁、次梁底模板支撑 砼浇筑、养护 向扫地杆采用直角扣件固定在距底座下皮200㎜处的立杆上,横向扫地杆采用+直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆上方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时,必须将高处的纵扫地杆向低处延长两跨,与立杆固定高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡距离不应小于500mm;
5.1.4设支撑立杆根部可调底座,当其伸出长度超过300mm时,应采取可靠措施固定。 5.2、水平杆:
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5.2.1水平杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中,不同步或不同跨两相邻接头在水平方向错开距离不少于500mm,与相近立杆的距离不大于纵距的三分之一。同一排水平杆的水平偏差不大于该片脚手架总长的1/250,且不大于50mm。
5.2.1纵向水平杆设置于横向水平杆之下,用直角扣件与立杆扣紧,步距1.5m; 5.2.3水平杆接长可采用搭接,搭接长度不小于1m,且不少3个转扣,扣件至杆端距离不小于100mm。 5.3剪刀撑
5.3.1满堂支架四边满设剪刀撑,中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔4排立杆设置,由低至顶连续设置一道纵向剪刀撑。斜杆与地面夹角为45~60°。高于4m的模板支架,其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。
5.3.2剪刀撑应随立杆、水平杆同时塔设。
5.3.3剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆或立杆上,转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。
5.3.4剪刀撑跨度立杆最多根数:450时7根,500时6根,600时5根。 5.4、脚手板、安全网:
作业层设脚手板,脚手板要满铺、铺稳、拴牢,一般应设在三根横杆上,不得有探头板、飞跳板,脚手板总挑长度小于15cm。在操作层脚手板下水平杆上挂一层水平大眼安全网,距地3m设置一层安全网。 5.5搭设要求
5.5.1按本方案脚手架搭设的要求,工长向搭设和使用人员进行详细的交底和控制。 5.5.2按脚手架结构配件质量标准对钢管、扣件、脚手板等进行检查验收,不合格的构件严禁使用。经检查合格的构配件应按品种、规格分类,堆放整齐、平稳,堆放场地平整坚实无积水。
5.5.3搭设中的注意事项:
5.5.3.1按照本方案及技术交底规定的构造尺寸进行搭设,不得随意改动减少杆配件设置和纵距作≥100mm的构架尺寸放大,如确实需要改动必须经过技术部门批准。
5.5.3.2脚手架的搭设作业,必须在统一指挥下,严格按照程序进行。
5.5.3.3扣件安装的注意事项:扣件规格必须与钢管外径相同;扣件螺栓拧紧扭力矩不
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应小于40N.m,并不大于65N.m(用扭立扳手抽查);主节点处,固定横向水平杆(或纵向水平杆)、剪刀撑、横向支撑等的扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm;对接扣件的开口应朝上或朝内;各杆件端头伸出扣件盖板的边缘的长度为100mm。
5.5.3.4现场做扣件抗滑移试验,扣件使用时严格进场检验,模架所用扣件要挑选使用。 5.6检查与验收
5.6.1新钢管应有产品质量合格证、检验报告,钢管表面应平整、光滑、无裂纹、无深的压横痕。
5.6.2旧钢管应有每年锈蚀检查,钢管弯曲应符合规定。
5.6.3新扣件应有产品生产许可证、质量合格证、检验报告,旧扣件使用前有裂纹、变形严禁使用,滑丝必须更换。
5.6.4脚手架搭设完毕后,必须由项目部按照脚手架的检查验收标准进行检查验收,检查合格后,方允许投入使用,对现场验收要设标示牌。
5.6.5防护架搭设容许误差
项次 项 目 表 面 1 地基 基础 排 水 垫 板 底 座 2 立杆 垂直度 间距 Hmax=12m 步距偏差 3 纵距偏差 横距偏差 4 5 水平杆高差 横杆 同跨内外 大横杆高差 一根杆的两端 外伸长度偏差 主节点处各扣件距主节点的距离 6 扣件 安装 同步立杆上两个相邻对接扣件的高差 立杆上的对接扣件距主节点的距离 8
质量要求 坚实平整 不积水 不晃动 不滑动 不沉降 本方案墙体主要针对垃圾储坑池壁(800厚)进行支模计算;梁板主要针对标高13.37m(层高按6.90m,板厚250mm,梁高400×1000mm)进行模架计算,6~7/G~H轴标高20.97m楼板的模架支撑高度为14.5m(板厚200mm,梁高300×700mm)进行模架计算,5~6/G~H轴25.97标高楼板的模架支撑高度为19.5m(板厚200mm,梁高300×700mm)进行模架计算,柱子针对1500×1500mm 、1500×600mm、1050mm×1050mm和600mm×600mm 的模板进行验算。 6.1垃圾储坑池壁800厚墙体模板验算 6.1.1墙模板基本参数 计算断面宽度800mm,高度7100mm,两侧楼板厚度0mm。 模板面板采用普通胶合板。 内龙骨布置35道,内龙骨采用40×80mm木方。 外龙骨间距400mm,外龙骨采用双钢管48mm×3.0mm。 对拉螺栓布置18道,在断面内水平间距 200+400+400+400+400+400+400+400+400+400+400+400+400+400+400+400+400+400mm,断面跨度方向间距400mm,直径16mm。 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。 木方剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。 9 7100mm400400400400400400400400400400400400400400208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208208 800mm 模板组装示意图 6.1.2墙模板荷载标准值计算 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。 10 200400400400 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5.714h; T —— 混凝土的入模温度,取20.000℃; V —— 混凝土的浇筑速度,取2.500m/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3.000m; 1—— 外加剂影响修正系数,取1.000; 2—— 混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。 根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=54.860kN/m2 考虑结构的重要性系数0.9,实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=0.9×54.860=49.374kN/m2 考虑结构的重要性系数0.9,倒混凝土时产生的荷载标准值 F2=0.9×4.000=3.600kN/m2。 6.1.3墙模板面板的计算 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照简支梁计算。 面板的计算宽度取0.21m。 荷载计算值 q = 1.2×49.374×0.208+1.40×3.600×0.208=13.349kN/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 = 20.76×1.50×1.50/6 = 7.79cm3; I = 20.76×1.50×1.50×1.50/12 = 5.84cm4; 13.35kN/mAB 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 计算简图 0.061 弯矩图(kN.m) 1.681.461.411.391.381.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.381.361.311.090.045 剪力图(kN) 11 1.091.311.361.381.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.391.381.411.391.461.68 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: 10.25kN/mAB 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 208 变形计算受力图 0.019 0.350 变形图(mm) 经过计算得到从左到右各支座力分别为 N1=1.093kN N2=3.143kN N3=2.672kN N4=2.799kN N5=2.765kN N6=2.774kN N7=2.771kN N8=2.772kN N9=2.772kN N10=2.772kN N11=2.772kN N12=2.772kN N13=2.772kN N14=2.772kN N15=2.772kN N16=2.772kN N17=2.772kN N18=2.772kN N19=2.772kN N20=2.772kN N21=2.772kN N22=2.772kN N23=2.772kN N24=2.772kN N25=2.772kN N26=2.772kN N27=2.772kN N28=2.772kN N29=2.771kN N30=2.774kN 12 N31=2.765kN N32=2.799kN N33=2.672kN N34=3.143kN N35=1.093kN 最大弯矩 M = 0.060kN.m 最大变形 V = 0.350mm (1)抗弯强度计算 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.060×1000×1000/7787=7.705N/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=3×1678.0/(2×207.647×15.000)=0.808N/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 = 0.350mm 面板的最大挠度小于207.6/250,满足要求! 6.1.4墙模板内龙骨的计算 内龙骨直接承受模板传递的荷载,通常按照均布荷载连续梁计算。 内龙骨强度计算均布荷载q=1.2×0.21×49.37+1.4×0.21×3.60=13.349kN/m 挠度计算荷载标准值q=0.21×49.37=10.270kN/m 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 = 5.340/0.400=13.349kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×13.349×0.40×0.40=0.214kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.400×13.349=3.204kN 最大支座力 N=1.1×0.400×13.349=5.874kN 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 = 4.00×8.00×8.00/6 = 42.67cm3; I = 4.00×8.00×8.00×8.00/12 = 170.67cm4; (1)抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.214×106/42666.7=5.01N/mm2 抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)挠度计算 最大变形 v =0.677×10.252×400.04/(100×9000.00×1706666.6)=0.116mm 最大挠度小于400.0/250,满足要求! 6.1.5墙模板外龙骨的计算 外龙骨承受内龙骨传递的荷载,按照集中荷载下连续梁计算。 外龙骨按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取横向支撑钢管传递力。 13 5.87k 5.87k 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kN 5.87kNNNAB 200 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 100 支撑钢管计算简图 1.057 0.293 支撑钢管弯矩图(kN.m) 10.078.498.067.627.247.247.117.116.786.786.616.616.476.476.096.095.875.875.655.655.225.224.784.784.354.354.194.193.923.923.493.493.053.052.622.622.192.191.741.741.371.371.241.240.900.900.730.730.600.600.220.220.000.000.230.230.660.661.091.091.521.521.681.681.961.962.392.392.822.823.253.253.683.684.134.134.514.514.644.644.975.145.145.285.285.655.655.875.874.976.106.106.536.536.966.967.407.407.838.26 支撑钢管剪力图(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: 4.51k 4.51k 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kN 4.51kNNNAB 200 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 100 支撑钢管变形计算受力图 0.072 0.213 支撑钢管变形图(mm) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=1.057kN.m 最大变形 vmax=0.213mm 最大支座力 Qmax=15.941kN 抗弯计算强度 f=1.057×106/8982000.0=117.68N/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400.0/150与10mm,满足要求! 6.1.6对拉螺栓的计算 计算公式: N < [N] = fA 14 其中 N —— 对拉螺栓所受的拉力; A —— 对拉螺栓有效面积 (mm2); f —— 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2; 对拉螺栓的直径(mm): 16 对拉螺栓有效直径(mm): 14 对拉螺栓有效面积(mm2): A = 144.000 对拉螺栓最大容许拉力值(kN): [N] = 24.480 对拉螺栓所受的最大拉力(kN): N = 15.941 对拉螺栓强度验算满足要求! 6.2柱子1500×1500mm模板验算 6.2.1柱模板基本参数 柱模板的截面宽度 B=1500mm,B方向对拉螺栓2道, 柱模板的截面高度 H=1500mm,H方向对拉螺栓2道, 柱模板的计算高度 L = 6900mm, 柱箍间距计算跨度 d = 400mm。 柱箍采用双钢管48mm×3.0mm。 柱模板竖楞截面宽度40mm,高度80mm。 B方向竖楞8根,H方向竖楞8根。 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。 木方剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。 15002082082082082082082081500208208208208208208208500500 柱模板支撑计算简图 6.2.2柱模板荷载标准值计算 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; 15 t —— 新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取5.714h; T —— 混凝土的入模温度,取20.000℃; V —— 混凝土的浇筑速度,取2.500m/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3.000m; 1—— 外加剂影响修正系数,取1.000; 2—— 混凝土坍落度影响修正系数,取1.200。 根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=57.240kN/m2 考虑结构的重要性系数0.9,实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=0.9×57.250=51.525kN/m2 考虑结构的重要性系数0.9,倒混凝土时产生的荷载标准值 F2=0.9×4.000=3.600kN/m2。 6.2.3柱模板面板的计算 面板直接承受模板传递的荷载,应该按照均布荷载下的连续梁计算,计算如下 26.75kN/mA 209 209 209B 面板计算简图 面板的计算宽度取柱箍间距0.40m。 荷载计算值 q = 1.2×51.525×0.400+1.40×3.600×0.400=26.748kN/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 = 40.00×1.50×1.50/6 = 15.00cm3; I = 40.00×1.50×1.50×1.50/12 = 11.25cm4; (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×(1.20×20.610+1.40×1.440)×0.209×0.209=0.116kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.116×1000×1000/15000=7.757N/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×(1.20×20.610+1.4×1.440)×0.209=3.347kN 截面抗剪强度计算值 T=3×3347.0/(2×400.000×15.000)=0.837N/mm2 截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2 16 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 = 0.677×20.610×2094/(100×6000×112500)=0.391mm 面板的最大挠度小于208.6/250,满足要求! 6.2.4竖楞木方的计算 竖楞木方直接承受模板传递的荷载,应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算,计算如下 13.95kN/mA 400 400 400B 竖楞木方计算简图 竖楞木方的计算宽度取 BH 两方向最大间距0.209m。 荷载计算值 q = 1.2×51.525×0.209+1.40×3.600×0.209=13.947kN/m 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 = 5.579/0.400=13.947kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×13.947×0.40×0.40=0.223kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.400×13.947=3.347kN 最大支座力 N=1.1×0.400×13.947=6.137kN 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 = 3.90×7.90×7.90/6 = 40.57cm3; I = 3.90×7.90×7.90×7.90/12 = 160.24cm4; (1)抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.223×106/40566.5=5.50N/mm2 抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)挠度计算 最大变形 v =0.677×10.747×400.04/(100×9000.00×1602376.8)=0.129mm 最大挠度小于400.0/250,满足要求! 6.2.5 B方向柱箍的计算 竖楞木方传递到柱箍的集中荷载 P: P = (1.2×51.53+1.40×3.60)×0.209 × 0.400 = 5.58kN 柱箍按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取木方传递力。 17 2.79kN 5.58kN 5.58kN 5.58kN 5.58kN 5.58kN 5.58kN 2.79kNAB 610 500 610 支撑钢管计算简图 0.822 0.740 支撑钢管弯矩图(kN.m) 10.0410.043.903.901.115.585.581.110.004.464.460.005.585.581.111.113.903.904.464.46 10.0410.04 支撑钢管剪力图(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: 2.15kN 4.30kN 4.30kN 4.30kN 4.30kN 4.30kN 4.30kN 2.15kNAB 610 500 610 支撑钢管变形计算受力图 0.0570.396 支撑钢管变形图(mm) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.822kN.m 最大变形 vmax=0.396mm 最大支座力 Qmax=15.622kN 抗弯计算强度 f=0.822×106/8982000.0=91.52N/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610.0/150与10mm,满足要求! 6.2.6 B方向对拉螺栓的计算 计算公式: N < [N] = fA 18 其中 N —— 对拉螺栓所受的拉力; A —— 对拉螺栓有效面积 (mm2); f —— 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2; 对拉螺栓的直径(mm): 16 对拉螺栓有效直径(mm): 14 对拉螺栓有效面积(mm2): A = 144.000 对拉螺栓最大容许拉力值(kN): [N] = 24.480 对拉螺栓所受的最大拉力(kN): N = 15.622 对拉螺栓强度验算满足要求! 6.2.7 H方向柱箍的计算 竖楞木方传递到柱箍的集中荷载 P: P = (1.2×51.53+1.40×3.60)×0.209 × 0.400 = 5.58kN 柱箍按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取木方传递力。 2.79kN 5.58kN 5.58kN 5.58kN 5.58kN 5.58kN 5.58kN 2.79kNAB 610 500 610 支撑钢管计算简图 0.822 0.740 支撑钢管弯矩图(kN.m) 10.0410.043.903.901.115.585.581.110.004.464.460.005.585.581.111.113.903.904.464.46 10.0410.04 支撑钢管剪力图(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: 2.15kN 4.30kN 4.30kN 4.30kN 4.30kN 4.30kN 4.30kN 2.15kNAB 610 500 610 支撑钢管变形计算受力图 19 0.0570.396 支撑钢管变形图(mm) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.822kN.m 最大变形 vmax=0.396mm 最大支座力 Qmax=15.622kN 抗弯计算强度 f=0.822×106/8982000.0=91.52N/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610.0/150与10mm,满足要求! 6.2.8 H方向对拉螺栓的计算 计算公式: N < [N] = fA 其中 N —— 对拉螺栓所受的拉力; A —— 对拉螺栓有效面积 (mm2); f —— 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2; 对拉螺栓的直径(mm): 16 对拉螺栓有效直径(mm): 14 对拉螺栓有效面积(mm2): A = 144.000 对拉螺栓最大容许拉力值(kN): [N] = 24.480 对拉螺栓所受的最大拉力(kN): N = 15.622 对拉螺栓强度验算满足要求! 上述计算中,对拉螺栓的水平间距为500,但对拉螺栓的容许拉力比其所受的最大拉力稍大,还有本工程异性柱较多,为安全起见,所以建议实际施工中边长为600mm及600mm以上柱子,对拉螺栓的水平间距和竖向间距均为400mm。 6.3楼板模板扣件钢管高支撑架验算 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19.5m, 立杆的纵距 b=0.90m,立杆的横距 l=0.90m,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40×80mm,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100×100mm木方。 模板自重0.30kN/m2,混凝土钢筋自重25.10kN/m3,施工活荷载4.50kN/m2。 扣件计算折减系数取1.00。 20 图1 楼板支撑架立面简图 图2 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×(25.10×0.15+0.30)+1.40×2.50=8.378kN/m2 由永久荷载效应控制的组合S=1.35×24.00×0.15+0.7×1.40×2.50=7.310kN/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。 6.3.1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。 考虑0.9的结构重要系数,静荷载标准值 q1 = 0.9×(25.100×0.150×0.900+0.300×0.900)=3.293kN/m 考虑0.9的结构重要系数,活荷载标准值 q2 = 0.9×(2.000+2.500)×0.900=3.645kN/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); 21 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×(1.20×3.293+1.40×3.645)×0.200×0.200=0.036kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.036×1000×1000/33750=1.073N/mm2 面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求! (2)挠度计算 v = 0.677ql4 / 100EI < [v] = l / 250 面板最大挠度计算值 v = 0.677×3.293×2004/(100×6000×253125)=0.023mm 面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求! (3)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算 经过计算得到面板中间跨支座最大弯矩计算公式为 M = 0.1Pl+0.1ql2 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×(25.100×0.150×1.200+0.300×1.200)=4.390kN/m 面板的计算跨度 l = 200.000mm 经计算得到 M = 0.175×0.9×1.40×2.5×0.200+0.020×1.20×4.390×0.200×0.200=0.114kN.m 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.114×1000×1000/33750=3.392N/mm2 面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求! 6.3.2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 = 25.100×0.150×0.200=0.753kN/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 = (2.500+2.000)×0.200=0.900kN/m 考虑0.9的结构重要系数,静荷载 q1 = 0.9×(1.20×0.753+1.20×0.060)=0.878kN/m 考虑0.9的结构重要系数,活荷载 q2 = 0.9×1.40×0.900=1.134kN/m 计算单元内的木方集中力为(1.134+0.878)×0.900=1.811kN 22 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 = 1.811/0.900=2.012kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×2.01×0.90×0.90=0.163kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.900×2.012=1.087kN 最大支座力 N=1.1×0.900×2.012=1.992kN 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 = 4.00×8.00×8.00/6 = 42.67cm3; I = 4.00×8.00×8.00×8.00/12 = 170.67cm4; (1)木方抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.163×106/42666.7=3.82N/mm2 木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)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0.732kN/m 最大变形 v =0.677×0.732×900.04/(100×9000.00×1706666.6)=0.212mm 木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求! (3)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算 经过计算得到中间跨支座最大弯矩计算公式为 M = 0.1Pl+0.1ql2 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 = 0.175×1.40×0.9×2.5×0.900+0.020×0.878×0.900×0.900=0.510kN.m 抗弯计算强度 f=0.510×106/42666.7=11.96N/mm2 木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! 6.3.3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= 1.992kN 均布荷载取托梁的自重 q= 0.096kN/m。 1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99k N1.99kN 0.10kN/mA 900 900 900B 托梁计算简图 23 0.819 托梁弯矩图(kN.m) 4.114.112.122.100.100.094.034.012.022.000.015.935.933.943.921.931.910.012.002.024.014.030.090.102.102.124.114.110.646 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: 0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72k N0.72kN 0.10kN/mA 900 900 900B1.911.933.923.945.935.93 托梁变形计算受力图 0.0160.226 托梁变形图(mm) 经过计算得到最大弯矩 M= 0.819kN.m 经过计算得到最大支座 F= 9.961kN 经过计算得到最大变形 V= 0.226mm 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 = 10.00×10.00×10.00/6 = 166.67cm3; I = 10.00×10.00×10.00×10.00/12 = 833.33cm4; (1)顶托梁抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.819×106/166666.7=4.91N/mm2 顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)顶托梁挠度计算 最大变形 v =0.226mm 顶托梁的最大挠度小于900.0/250,满足要求! 24 6.3.4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: 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。 6.3.5立杆的稳定性计算荷载标准值 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: (1)脚手架钢管的自重(kN): NG1 = 0.111×19.500=2.158kN 钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。 (2)模板的自重(kN): NG2 = 0.300×0.900×0.900=0.243kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3 = 25.100×0.150×0.900×0.900=3.050kN 考虑0.9的结构重要系数,经计算得到静荷载标准值 NG = 0.9×(NG1+NG2+NG3) = 4.905kN。 2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。 考虑0.9的结构重要系数,经计算得到活荷载标准值 NQ = 0.9×(2.500+2.000)×0.900×0.900=3.280kN 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.20NG + 1.40NQ 6.3.6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为: 其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N = 10.48kN 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=0.30m; h —— 最大步距,h=1.50m; l0 —— 计算长度,取1.500+2×0.300=2.100m; —— 由长细比,为2100/16=132; 25 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到0.391; 经计算得到=10479/(0.391×424)=63.189N/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=0.7×0.300×1.420×0.115=0.049kN/m2 h —— 立杆的步距,1.50m; la —— 立杆迎风面的间距,0.90m; lb —— 与迎风面垂直方向的立杆间距,0.90m; 风荷载产生的弯矩 Mw=0.9×0.9×1.4×0.049×0.900×1.500×1.500/10=0.011kN.m; Nw —— 考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值; Nw=1.2×4.905+0.9×1.4×3.280+0.9×0.9×1.4×0.011/0.900=10.034kN 经计算得到=10034/(0.391×424)+11000/4491=63.010N/mm2; 考虑风荷载时立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! 6.4梁模板扣件钢管高支撑架验算 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19.5m, 梁截面 B×D=300mm×700mm,立杆的纵距(跨度方向) l=0.90m,立杆的步距 h=1.50m, 梁底增加1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40×80mm,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 1.20m。 梁底按照均匀布置承重杆3根计算。 模板自重0.50kN/m2,混凝土钢筋自重25.50kN/m3,施工活荷载2.00kN/m2。 扣件计算折减系数取1.00。 26 300195006006001500700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×(25.50×0.70+0.50)+1.40×2.00=24.820kN/m2 由永久荷载效应控制的组合S=1.35×24.00×0.70+0.7×1.40×2.00=24.640kN/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。 6.4.1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: (1)钢筋混凝土梁自重(kN/m): q1 = 25.500×0.700×0.900=16.065kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m): q2 = 0.500×0.900×(2×0.700+0.300)/0.300=2.550kN/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)×0.300×0.900=0.540kN 考虑0.9的结构重要系数,均布荷载 q = 0.9×(1.20×16.065+1.20×2.550)=20.104kN/m 考虑0.9的结构重要系数,集中荷载 P = 0.9×1.40×0.540=0.680kN 27 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; 0.68kN20.10kN/mA 100 100 100B 计算简图 0.025 0.017 弯矩图(kN.m) 1.350.750.340.341.26 0.751.261.35 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: 18.61kN/mA 100 100 100B 变形计算受力图 0.0000.008 变形图(mm) 经过计算得到从左到右各支座力分别为 N1=0.753kN N2=2.603kN N3=2.603kN N4=0.753kN 最大弯矩 M = 0.025kN.m 28 最大变形 V = 0.008mm (1)抗弯强度计算 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.025×1000×1000/33750=0.741N/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)挠度计算 面板最大挠度计算值 v = 0.008mm 面板的最大挠度小于100.0/250,满足要求! 6.4.2梁底支撑木方的计算 (一)梁底木方计算 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 = 2.603/0.900=2.892kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×2.89×0.90×0.90=0.234kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.900×2.892=1.562kN 最大支座力 N=1.1×0.900×2.892=2.863kN 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 = 4.00×8.00×8.00/6 = 42.67cm3; I = 4.00×8.00×8.00×8.00/12 = 170.67cm4; (1)木方抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.234×106/42666.7=5.49N/mm2 木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)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2.275kN/m 最大变形 v =0.677×2.275×900.04/(100×9000.00×1706666.6)=0.658mm 木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求! 6.4.3梁底支撑钢管计算 (一) 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取木方支撑传递力。 0.75kN 2.60kN 2.60kN 0.75kNAB 600 600 支撑钢管计算简图 29 0.1880.041 支撑钢管弯矩图(kN.m) 3.263.260.090.090.660.660.660.660.090.09 3.263.26 支撑钢管剪力图(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: 0.74kN 2.05kN 2.05kN 0.74kNAB 600 600 支撑钢管变形计算受力图 0.0000.041 支撑钢管变形图(mm) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.188kN.m 最大变形 vmax=0.041mm 最大支座力 Qmax=6.529kN 抗弯计算强度 f=0.188×106/4491.0=41.96N/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600.0/150与10mm,满足要求! (二) 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。 6.4.4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: 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; 30 计算中R取最大支座反力,R=6.53kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 6.4.5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=6.529kN (已经包括组合系数) 脚手架钢管的自重 N2 = 0.9×1.20×0.111×19.500=2.330kN N = 6.529+2.330=8.860kN 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=0.30m; h —— 最大步距,h=1.50m; l0 —— 计算长度,取1.500+2×0.300=2.100m; —— 由长细比,为2100/16=132; —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到0.391; 经计算得到=8860/(0.391×424)=53.425N/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=0.7×0.350×1.420×0.115=0.057kN/m2 h —— 立杆的步距,1.50m; la —— 立杆迎风面的间距,1.20m; lb —— 与迎风面垂直方向的立杆间距,0.90m; 风荷载产生的弯矩 Mw=0.9×0.9×1.4×0.057×1.200×1.500×1.500/10=0.017kN.m; Nw —— 考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值; Nw=6.529+0.9×1.2×2.158+0.9×0.9×1.4×0.017/0.900=8.882kN 经计算得到=8882/(0.391×424)+17000/4491=57.454N/mm2; 考虑风荷载时立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! 6.5梁侧模板验算 6.5.1梁侧模板基本参数 计算断面宽度600mm,高度1200mm,两侧楼板厚度200mm。 模板面板采用普通胶合板。 31 内龙骨布置6道,内龙骨采用40×80mm木方。 外龙骨间距500mm,外龙骨采用双钢管48mm×3.0mm。 对拉螺栓布置3道,在断面内水平间距200+300+300####mm,断面跨度方向间距500mm,直径16mm。 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。 木方剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。 600mm1921921921921921200mm 模板组装示意图 200300300 6.5.2梁侧模板荷载标准值计算 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5.714h; T —— 混凝土的入模温度,取20.000℃; V —— 混凝土的浇筑速度,取2.500m/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3.000m; 1—— 外加剂影响修正系数,取1.000; 2—— 混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。 根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=54.860kN/m2 考虑结构的重要性系数0.9,实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=0.9×54.860=49.374kN/m2 考虑结构的重要性系数0.9,倒混凝土时产生的荷载标准值 F2=0.9×4.000=3.600kN/m2。 6.5.3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。模板面板的按照简支梁计算。 面板的计算宽度取0.19m。 荷载计算值 q = 1.2×49.374×0.192+1.40×3.600×0.192=12.343kN/m 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 32 本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 19.20×1.50×1.50/6 = 7.20cm3; I = 19.20×1.50×1.50×1.50/12 = 5.40cm4; 12.34kN/mA 192 192 192 192 192B 计算简图 0.048 弯矩图(kN.m) 0.941.251.181.121.430.035 1.43 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: 9.48kN/mA 192 192 192 192 192B1.121.181.250.94 变形计算受力图 0.0140.257 变形图(mm) 经过计算得到从左到右各支座力分别为 N1=0.936kN N2=2.682kN N3=2.308kN N4=2.308kN N5=2.682kN N6=0.936kN 33 最大弯矩 M = 0.047kN.m 最大变形 V = 0.257mm (1)抗弯强度计算 经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.047×1000×1000/7200=6.528N/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)挠度计算 面板最大挠度计算值 v = 0.257mm 面板的最大挠度小于192.0/250,满足要求! 6.5.4梁侧模板内龙骨的计算 内龙骨直接承受模板传递的荷载,通常按照均布荷载连续梁计算。 内龙骨强度计算均布荷载q=1.2×0.19×49.37+1.4×0.19×3.60=12.343kN/m 挠度计算荷载标准值q=0.19×49.37=9.480kN/m 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 = 6.172/0.500=12.343kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×12.343×0.50×0.50=0.309kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.500×12.343=3.703kN 最大支座力 N=1.1×0.500×12.343=6.789kN 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 = 4.00×8.00×8.00/6 = 42.67cm3; I = 4.00×8.00×8.00×8.00/12 = 170.67cm4; (1)抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.309×106/42666.7=7.23N/mm2 抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求! (2)挠度计算 最大变形 v =0.677×9.480×500.04/(100×9000.00×1706666.6)=0.261mm 最大挠度小于500.0/250,满足要求! 6.5.5梁侧模板外龙骨的计算 外龙骨承受内龙骨传递的荷载,按照集中荷载下连续梁计算。 外龙骨按照集中荷载作用下的连续梁计算。 集中荷载P取横向支撑钢管传递力。 34 6.79kNA 6.79kN 6.79kN 6.79kN 6.79kN 6.79kNB 200 300 300 200 支撑钢管计算简图 1.222 0.213 支撑钢管弯矩图(kN.m) 13.4213.426.630.000.006.796.796.630.150.150.150.156.636.630.000.006.796.79 13.4213.42 支撑钢管剪力图(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: 5.21kNA 5.21kN 5.21kN 5.21kN 5.21kN 5.21kNB 200 300 300 200 支撑钢管变形计算受力图 0.051 0.247 支撑钢管变形图(mm) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=1.222kN.m 最大变形 vmax=0.247mm 最大支座力 Qmax=20.212kN 抗弯计算强度 f=1.222×106/8982000.0=136.05N/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300.0/150与10mm,满足要求! 6.5.6对拉螺栓的计算 计算公式: N < [N] = fA 35 其中 N —— 对拉螺栓所受的拉力; A —— 对拉螺栓有效面积 (mm2); f —— 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2; 对拉螺栓的直径(mm): 16 对拉螺栓有效直径(mm): 14 对拉螺栓有效面积(mm2): A = 144.000 对拉螺栓最大容许拉力值(kN): [N] = 24.480 对拉螺栓所受的最大拉力(kN): N = 20.212 对拉螺栓强度验算满足要求! 6.6高支模构造要求 6.6.1结构梁下模板支架的立杆纵距应沿梁轴线方向布置;立杆横距应以梁底中心线为中心向两侧对称布置,且最外侧立杆距梁侧边距离不得大于150mm。 梁截面宽度小于给定立杆横距时的立杆布置图 6.6.2设在模板支架立杆底部或顶部的可调底座或底托,其丝杆外径不得小于36mm,伸出长度不得超过200mm。 6.6.3模板支架搭设时梁下横向水平杆应伸入梁两侧板的模板支架内不少于两根立杆,并与立杆扣接。 6.6.4当模板支架高度≥8m 或高宽比≥4时,应采用刚性连墙件在水平加强层位置与建筑物结构可靠连接。 6.6.5扣件式模板支架顶部支撑点与支架顶层横杆的距离不应大于400mm。 36 模板支架顶部自由段长度示意图 6.6.6钢管扣件式模板支架的立杆、水平杆、扫地杆、扣件及杆件接头的搭设应满足《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001的有关要求,立杆接长必须采用对接,禁止搭接。 6.6.7钢管扣件模板支架体系的剪刀撑应符合以下要求: (1) 模板支架四边与中间每隔4~6排立杆应设置一道竖向剪刀撑,由底至顶连续设置; (2) 高于4m的模板支架,其两端与中间每隔4~6排立杆从顶层开始向下每隔2~4步设置水平剪刀撑; 模板支架竖向剪刀撑布置示意图 6.6.8钢管扣件模板支架体系在下列情况下应设置水平加强层: (1) 模板支架高度≥8m 或高宽比≥4 时,顶部和底部(扫地杆的设置层)应设置水平加强层; (2) 底部和顶部加强层的间距≥16m 时,每隔8~12m 增设一道水平加强层; (3) 水平加强层做法:用水平斜杆以“之”字形将水平剪刀撑连接,水平斜杆宽度不小于3m。 37 模板支架水平加强层布置示意图 6.6.9承受钢管扣件模板支架的楼板其底部必须回顶支撑,立杆间距同上部模板间距,步距1800mm。模板支架落在回填土上必须满足承载力,回填土必须保证打夯密实。 6.7垃圾储坑满堂红脚手架 6.7.1垃圾储坑池壁5-8/B-G轴高度由-6.20m至40m,5-9/A-B轴、5-9/G-H轴和8-9/A-H轴梁柱由25.97m至40m内部属于高大空间,墙体、柱子内侧模板无法支撑,需要内侧搭设满堂红脚手架作为墙体模板的支撑架体,以及布料杆的支撑架体。满堂红脚手架立杆纵横间距0.9m,步距1.5m,架体高度为48m。 6.7.2满堂红脚手架中间每隔4~6排立杆应设置一道竖向剪刀撑,由底至顶连续设置;其两端与中间每隔4~6排立杆从顶层开始向下每隔2~4步设置水平剪刀撑。 6.7.3在首层、以上各层梁板处以及顶部操作层处设置满铺水平安全网,共计8道。 6.7.4满堂红脚手架满铺两层脚手板。 6.7.5满堂红脚手架使用时间从2011年9月20日开始至11月30日。 7.模板施工 7.1梁、板模板安装 7.1.1梁安装工艺流程: 弹出轴线及标高线→搭设梁底支架→安装梁底模板→梁底起拱→绑扎钢筋→安装梁侧模→安装竖向背楞、对拉螺栓→复核梁模尺寸位置并安装斜撑→与相邻模板连接→预检 38 7.1.2板安装工艺流程: 搭设支架→安装主龙骨→安装次龙骨→调整模板下皮标高→铺设面板→预检 7.1.3模板安装与验收 (1)梁底模安装:柱模板拆除后,即放上轴线和水平控制线(50线),搭设梁模支撑,安装梁底模,并按规定起拱。 (2)绑扎梁钢筋。 (3)安装梁侧模,并加固牢固。 (4)支顶板模板。 (5)检查验收。 7.2柱模板(矩形柱、异形柱) 7.2.1工艺流程 楼面或基础面上弹出柱轴线及边线→模板底找平→对准边线安装柱模→加固、校正。 7.2.2安装模板 柱顶与梁交接处,侧模留出缺口,缺口尺寸即为梁高及宽,并在缺口侧及口底加横档。 按柱截面尺寸制作侧模板,配制一个数层的柱模,在每套模板上按柱编号。采用该模板其优点是砼外观质量和几何尺寸满足设计和规范,模板横缝少,操作简单,价格合理。 7.3模板安装质量要求 7.3.1模板安装牢固、严密、准确、不变形。 7.3.2脱膜剂要刷均匀,不得漏刷。 7.3.3合模前和浇筑混凝土前要把模内的杂物清理干净。 7.3.4施工缝留置的位置要符合规范和设计的要求,接缝处混凝土要及时剔凿清理到位,避免出现冒头灰。 7.3.5浇筑混凝土后,对漏浆等污染要及时清理干净。 7.4模板拆除 7.4.1 侧模的拆除: 在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆模而受损坏后拆除,拆模时要根据气温及混凝土强度等级和强度增长速度,在确保结构不因拆模而缺棱掉角的前提下方可拆模。 7.4.2底模拆除 39 底模及其支架拆除时,混凝土强度应符合下表要求。 底模拆除时混凝土强度要求 达到设计的混凝土立方抗压强度标准值构件类型 构件跨度(m) 的百分率(%) ≤2 板 >2,≤8 >8 ≤8 梁 >8 悬臂结构 7.4.3拆模注意事项 (1)梁、板拆模前必须要有拆模申请,经现场试验员提供的混凝土强度试验报告及栋号技术负责人签字同意后,方可进行拆模。 (2)拆模时要先拆除斜撑、加强件以后再拆除支撑和模板。梁、板支撑必须及时回顶,保证等上两层砼浇筑完毕后才能拆除全部的支撑。 (3)梁、板拆模时所用的照明必须是小于36V的低压照明设备。 (4)梁、板拆模时,必须上下配合作业。拆除的方木、钢管、面板按照不同的规格码放整齐,严禁随地抛掷。 模板施工时除按照以上几条施工外,还应按照模板技术交底进行施工。 - ≥100 ≥100 ≥50 ≥75 ≥100 ≥75 7.5模板拆除 7.5.1脚手架、模板支架拆除准备工作应符合下列要求: (1) 应全面检查架体的连接件、支撑体系、连墙件等是否符合构造要求; (2) 应根据检查结果补充完善施工组织设计文件中的拆除顺序和措施,并经主管部门批准后方可实施; (3) 应有项目技术负责人进行拆除安全技术交底; (4) 应清除脚手架、模板支架上的杂物及地面障碍物。 7.5.2拆除应符合下列规定: (1) 拆除作业必须由上而下逐层进行,严禁上下同时作业; 40
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