某建筑工程超高模板施工方案

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某建筑工程超高模板施工方案

均布荷载q=q1=1.025kN/m;

最大挠度计算值ν=0.677×1.025×10004/(100×9000×2560000)=0.301mm;

最大允许挠度[ν]=1000/250=4mm;

DB4212/T 43-2021 特种设备安全事故上报规范(试行).pdf方木的最大挠度计算值0.301mm小于方木的最大允许挠度4mm,满足要求!

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):Ф48×3.25;

集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=2.105kN;

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=0.79kN·m;

最大变形Vmax=1.175mm;

最大支座力Qmax=9.21kN;

最大应力σ=789501.287/9580=82.411N/mm2;

托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;

托梁的最大应力计算值82.411N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

托梁的最大挠度为1.175mm小于1000/150与10mm,满足要求!

五、模板支架立杆荷载设计值(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:

(1)脚手架的自重(kN):

NG1=0.138×22.9=3.169kN;

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。

(2)模板的自重(kN):

NG2=0.35×1×1=0.35kN;

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):

NG3=25×0.15×1×1=3.75kN;

经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.269kN;

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)×1×1=4.5kN;

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=15.023kN;

六、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式:

σ=N/(φA)≤[f]

l0=h+2a=1.5+0.4×2=2.3m;

l0/i=2300/15.9=145;

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=0.328;

钢管立杆的最大应力计算值;σ=15023.232/(0.328×457)=100.224N/mm2;

钢管立杆的最大应力计算值σ=100.224N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算

l0=k1k2(h+2a)=1.167×1.05×(1.5+0.4×2)=2.818m;

Lo/i=2818.305/15.9=177;

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=0.227;

钢管立杆的最大应力计算值;σ=15023.232/(0.227×457)=144.818N/mm2;

钢管立杆的最大应力计算值σ=144.818N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/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。

以上表参照杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。

宽度范围内配置Ⅲ级钢筋,每单位长度(m)楼板截面的钢筋面积As=524mm2,fy=360N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=8500mm×150mm,楼板的跨度取4M,取混凝土保护层厚度20mm,截面有效高度ho=130mm。

按照楼板每6天浇筑一层,所以需要验算6天、12天、18天...的

承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:

2.验算楼板混凝土6天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边8.5m,短边为4m;

q=2×1.2×(0.35+25×0.15)+

1×1.2×(3.169×9×5/8.5/4)+

1.4×(2.5+2)=21.17kN/m2;

单元板带所承受均布荷载q=1×21.174=21.174kN/m;

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0829×21.17×42=28.085kN.m;

因平均气温为20℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线

得到6天龄期混凝土强度达到53.77%,C40混凝土强度在6天龄期近似等效为C21.51。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=10.295N/mm2;

则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=As×fy/(αl×b×ho×fcm)=523.6×360/(1×1000×130×10.295)=0.141

此时楼板所能承受的最大弯矩为:

结论:由于∑M1=M1=22.802<=Mmax=28.085

所以第6天楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。

第2层以下的模板支撑必须保留。

3.验算楼板混凝土12天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边8.5m,短边为4m;

q=3×1.2×(0.35+25×0.15)+

2×1.2×(3.169×9×5/8.5/4)+

1.4×(2.5+2)=31.13kN/m2;

单元板带所承受均布荷载q=1×31.127=31.127kN/m;

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0829×31.13×42=41.287kN.m;

因平均气温为20℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线

得到12天龄期混凝土强度达到74.57%,C40混凝土强度在12天龄期近似等效为C29.83。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=14.218N/mm2;

则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=As×fy/(αl×b×ho×fcm)=523.6×360/(1×1000×130×14.218)=0.102

此时楼板所能承受的最大弯矩为:

结论:由于∑M2=∑M1+M2=46.061>Mmax=41.287

所以第12天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。

附录5:9.6米层高250厚板模板(扣件钢管架)计算书

因本工程模板支架高度大于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》2002(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。

横向间距或排距(m):0.80;纵距(m):0.80;步距(m):1.50;

立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.40;模板支架搭设高度(m):9.60;

采用的钢管(mm):Φ48×3.25;板底支撑连接方式:方木支撑;

立杆承重连接方式:可调托座;

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;

面板采用胶合面板,厚度为12mm;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):9000.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000;

木方的截面宽度(mm):60.00;木方的截面高度(mm):80.00;

托梁材料为:钢管(双钢管):Ф48×3.25;

钢筋级别:三级钢HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi);楼板混凝土强度等级:C40;

每层标准施工天数:6;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):523.600;

楼板的计算长度(m):8.50;施工平均温度(℃):20.000;

楼板的计算宽度(m):4.00;

楼板的计算厚度(mm):250.00;

图2楼板支撑架荷载计算单元

模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度

模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=80×1.22/6=19.2cm3;

I=80×1.23/12=11.52cm4;

模板面板的按照三跨连续梁计算。

(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):

q1=25×0.25×0.8+0.35×0.8=5.28kN/m;

(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):

q2=2.5×0.8=2kN/m;

其中:q=1.2×5.28+1.4×2=9.136kN/m

最大弯矩M=0.1×9.136×2502=57100kN·m;

面板最大应力计算值σ=M/W=57100/19200=2.974N/mm2;

面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;

面板的最大应力计算值为2.974N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

其中q=q1=5.28kN/m

面板最大挠度计算值ν=0.677×5.28×2504/(100×9500×11.52×104)=0.128mm;

面板最大允许挠度[ν]=250/250=1mm;

面板的最大挠度计算值0.128mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!

三、模板支撑方木的计算:

方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=b×h2/6=6×8×8/6=64cm3;

I=b×h3/12=6×8×8×8/12=256cm4;

(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):

q1=25×0.25×0.25+0.35×0.25=1.65kN/m;

(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):

q2=2.5×0.25=0.625kN/m;

均布荷载q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×1.65+1.4×0.625=2.855kN/m;

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.855×0.82=0.183kN·m;

方木最大应力计算值σ=M/W=0.183×106/64000=2.855N/mm2;

方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2;

方木的最大应力计算值为2.855N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

截面抗剪强度必须满足:

τ=3V/2bhn<[τ]

其中最大剪力:V=0.6×2.855×0.8=1.37kN;

方木受剪应力计算值τ=3×1.37×103/(2×60×80)=0.428N/mm2;

方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;

方木的受剪应力计算值0.428N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

均布荷载q=q1=1.65kN/m;

最大挠度计算值ν=0.677×1.65×8004/(100×9000×2560000)=0.199mm;

最大允许挠度[ν]=800/250=3.2mm;

方木的最大挠度计算值0.199mm小于方木的最大允许挠度3.2mm,满足要求!

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):Ф48×3.25;

集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=2.284kN;

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=0.614kN·m;

最大变形Vmax=0.556mm;

最大支座力Qmax=8.105kN;

最大应力σ=614271.094/9580=64.12N/mm2;

托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;

托梁的最大应力计算值64.12N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

托梁的最大挠度为0.556mm小于800/150与10mm,满足要求!

五、模板支架立杆荷载设计值(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:

(1)脚手架的自重(kN):

NG1=0.138×9.6=1.329kN;

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。

(2)模板的自重(kN):

NG2=0.35×0.8×0.8=0.224kN;

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):

NG3=25×0.25×0.8×0.8=4kN;

经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.553kN;

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)×0.8×0.8=2.88kN;

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=10.695kN;

六、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式:

σ=N/(φA)≤[f]

l0=h+2a=1.5+0.4×2=2.3m;

l0/i=2300/15.9=145;

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=0.328;

钢管立杆的最大应力计算值;σ=10695.168/(0.328×457)=71.351N/mm2;

钢管立杆的最大应力计算值σ=71.351N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算

l0=k1k2(h+2a)=1.167×1.015×(1.5+0.4×2)=2.724m;

Lo/i=2724.362/15.9=171;

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=0.243;

钢管立杆的最大应力计算值;σ=10695.168/(0.243×457)=96.309N/mm2;

钢管立杆的最大应力计算值σ=96.309N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/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。

以上表参照杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。

宽度范围内配置Ⅲ级钢筋,每单位长度(m)楼板截面的钢筋面积As=524mm2,fy=360N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=8500mm×250mm,楼板的跨度取4M,取混凝土保护层厚度20mm,截面有效高度ho=230mm。

按照楼板每6天浇筑一层,所以需要验算6天、12天、18天...的

承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:

2.验算楼板混凝土6天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边8.5m,短边为4m;

q=2×1.2×(0.35+25×0.25)+

1×1.2×(1.329×11×6/8.5/4)+

1.4×(2.5+2)=25.23kN/m2;

单元板带所承受均布荷载q=1×25.235=25.235kN/m;

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0829×25.23×42=33.472kN.m;

因平均气温为20℃某地产全龄社区景观产品标准,60页PDF.pdf,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线

得到6天龄期混凝土强度达到53.77%,C35混凝土强度在6天龄期近似等效为C18.82。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=9.034N/mm2;

则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=As×fy/(αl×b×ho×fcm)=523.6×360/(1×1000×230×9.034)=0.091

此时楼板所能承受的最大弯矩为:

结论:由于∑M1=M1=41.51>Mmax=33.472

GBT 18779.4-2020 产品几何技术规范(GPS) 工件与测量设备的测量检验 第4部分:判定规则中功能限与规范限的基础.pdf所以第6天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。

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