超高模板支撑专项施工方案

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超高模板支撑专项施工方案

跨中弯矩计算公式如下:

按以下公式计算面板跨中弯矩:

施工组织设计-水厂净水厂工程新浇混凝土侧压力设计值:q1=1.2×0.6×24×0.9=15.55kN/m;

倾倒混凝土侧压力设计值:q2=1.4×0.6×4×0.9=3.02kN/m;

q=q1+q2=15.552+3.024=18.576kN/m;

计算跨度(内楞间距):l=293.33mm;

面板的最大弯距M=0.1×18.576×293.3332=1.60×105N.mm;

经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=1.60×105/1.44×104=11.1N/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=11.1N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!

面板的最大挠度计算值:ω=0.677×14.4×293.334/(100×9500×8.64×104)=0.879mm;

面板的最大容许挠度值:[ω]=l/250=293.333/250=1.173mm;

面板的最大挠度计算值ω=0.879mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=1.173mm,满足要求!

设计使用50×100木方,考虑材料市场情况,按45×85折减进行计算

模型:均布荷载下的三跨连续梁,l=600

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1根木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=50×1002×1/6=83.33cm3;

I=50×1003×1/12=416.67cm4;

②内楞强度验算:强度验算计算公式如下:

按以下公式计算内楞跨中弯矩:

其中,作用在内楞的荷载,q=(1.2×24×0.9+1.4×4×0.9)×0.293=9.08kN/m;

内楞计算跨度(外楞间距):l=600mm;

内楞的最大弯距:M=0.1×9.08×600.002=3.27×105N.mm;

最大支座力:R=1.1×9.082×0.6=5.994kN;

经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=3.27×105/8.33×104=3.923N/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=3.923N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求!

内楞的最大挠度计算值:ω=0.677×7.04×6004/(100×10000×8.33×106)=0.074mm;

内楞的最大容许挠度值:[ω]=600/250=2.4mm;

内楞的最大挠度计算值ω=0.074mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=2.4mm,满足要求!

外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力,取内楞的最大支座力5.994kN,按照集中荷载作用下的连续梁计算。

本工程中,外龙骨采用2根木楞,截面宽度100mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=100×1002×2/6=333.33cm3;

 外楞弯矩图(kN.m)

     外楞变形图(mm)

根据连续梁程序求得最大的弯矩为M=1.498kN.m;外楞最大计算跨度:l=450mm;

经计算得到,外楞的受弯应力计算值:σ=1.50×106/3.33×105=4.495N/mm2;外楞的抗弯强度设计值:[f]=17N/mm2;

外楞的受弯应力计算值σ=4.495N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求!

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:[ω]=450/250=1.8mm;

外楞的最大挠度计算值ω=0.524mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=1.8mm,满足要求!

⑦穿梁螺栓的计算:验算公式如下:

穿梁螺栓的直径:14mm;穿梁螺栓有效直径:11.55mm;穿梁螺栓有效面积:A=105mm2;

穿梁螺栓所受的最大拉力:N=24×0.6×0.475=6.84kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值:[N]=170×105/1000=17.85kN;

穿梁螺栓所受的最大拉力N=6.84kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=17.85kN,满足要求!

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的两跨连续梁计算。

强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=900×12×12/6=2.16×104mm3;

I=900×12×12×12/12=1.30×105mm4;

①抗弯强度验算:按以下公式进行面板抗弯强度验算:

新浇混凝土及钢筋荷载设计值:

q1:1.2×(36.00+3.00)×0.90×1.00×0.90=37.91kN/m;

q2:1.2×0.35×0.90×0.90=0.34kN/m;

振捣混凝土时产生的荷载设计值:

q3:1.4×4.00×0.90×0.90=4.54kN/m;

q=q1+q2+q3=37.91+0.34+4.54=42.78kN/m;

跨中弯矩计算公式如下:

Mmax=0.125×42.784×0.22=0.214kN.m;

σ=0.214×106/2.16×104=9.904N/mm2;

梁底模面板计算应力σ=9.904N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!

②挠度验算:根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。最大挠度计算公式如下:

q=((36.0+3.00)×1.000+0.35)×0.90=35.42KN/m;

面板的最大允许挠度值:[ω]=200.00/250=0.800mm;

面板的最大挠度计算值:ω=0.521×35.415×2004/(100×9500×1.30×105)=0.24mm;

面板的最大挠度计算值:ω=0.24mm小于面板的最大允许挠度值:[ω]=200/250=0.8mm,满足要求!

6)梁底支撑的计算:本工程梁底支撑采用钢管。强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):

q1=(36+3)×1×0.2=7.8kN/m;

(2)模板的自重线荷载(kN/m):

q2=0.35×0.2×(2×1+0.4)/0.4=0.42kN/m;

(3)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P1=(2.5+4)×0.2=1.3kN/m;

静荷载设计值q=1.2×7.8+1.2×0.42=9.864kN/m;

活荷载设计值P=1.4×1.3=1.82kN/m;

钢管按照三跨连续梁计算。

本算例中,钢管的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5.08cm3;I=12.19cm4

③钢管强度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:

线荷载设计值q=9.864+1.82=11.684kN/m;

最大弯距M=0.1ql2=0.1×11.684×0.9×0.9=0.946kN.m;

最大应力σ=M/W=0.946×106/5080=186.3N/mm2;

抗弯强度设计值[f]=205N/mm2;

钢管的最大应力计算值186.3N/mm2小于钢管抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!

④钢管抗剪验算:最大剪力的计算公式如下:

截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力:V=0.6×9.864×0.9=5.327kN;钢管的截面面积矩查表得A=489.000mm2;钢管受剪应力计算值τ=2×5326.560/489.000=21.786N/mm2;钢管抗剪强度设计值[τ]=120N/mm2;

钢管的受剪应力计算值21.786N/mm2小于钢管抗剪强度设计值120N/mm2,满足要求!

⑤钢管挠度验算: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:

q=7.800+0.420=8.220kN/m;

钢管最大挠度计算值ω=0.677×8.22×9004/(100×206000×12.19×104)=1.454mm;

钢管的最大允许挠度[ω]=0.900×1000/250=3.600mm;

钢管的最大挠度计算值ω=1.454mm小于钢管的最大允许挠度[ω]=3.6mm,满足要求!

7)立杆的稳定性计算:

 ①梁内侧立杆稳定性验算:

lo=k1k2(h+2a)

立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.163×1.015×(1.8+0.1×2)=2.361m;

Lo/i=2360.89/15.8=149;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=0.312;钢管立杆受压应力计算值;σ=7498.066/(0.312×489)=49.146N/mm2;钢管立杆稳定性计算σ=49.146N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

②梁外侧立杆稳定性验算:

lo=k1k2(h+2a)

立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.163×1.015×(1.8+0.1×2)=2.361m;

Lo/i=2360.89/15.8=149;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=0.312;钢管立杆受压应力计算值;σ=20531.897/(0.312×489)=134.575N/mm2;

钢管立杆稳定性计算σ=134.575N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

1.模板支架参数:横向间距或排距(m):1.50;纵距(m):1.50;步距(m):1.80;立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.20;模板支架搭设高度(m):9.00;采用的钢管(mm):Φ48×3.5;板底支撑连接方式:钢管支撑;板底钢管的间隔距离(mm):300.00;

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。面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;板底支撑采用钢管;托梁材料为:12.6号槽钢;

4.楼板参数:钢筋级别:三级钢HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi);楼板混凝土强度等级:C30;每层标准施工天数:7;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):360.000;楼板的计算宽度(m):3.30;楼板的计算厚度(mm):120.00;楼板的计算长度(m):6.20。

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=54cm3;

I=100×1.83/12=48.6cm4;

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=25×0.12×1+0.35×1=3.35kN/m;

(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN):

q2=2.5×1=2.5kN/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=0.1×7.52×0.32=0.068kN·m;面板最大应力计算值σ=67680/54000=1.253N/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1.253N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/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=0.677×3.35×3004/(100×9500×121900)=0.159mm;面板最大允许挠度[V]=300/250=1.2mm;

面板的最大挠度计算值0.159mm小于面板的最大允许挠度1.2mm,满足要求!

三、纵向支撑钢管的计算:

纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面力学参数为;截面抵抗矩w=5.08cm3;截面惯性矩I=12.19cm4

(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):q11=25×0.25×0.12=0.75kN/m;

(2)模板的自重线荷载(kN/m):q12=0.35×0.25=0.088kN/m;

(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):

q2=(2.5+2)×0.25=1.125kN/m;

2.钢管强度验算:最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。

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:

静荷载:q1=1.2×(q1+q2)=1.2×0.75+1.2×0.088=1.005kN/m;

活荷载:q2=1.4×1.125=1.575kN/m;

最大弯距Mmax=(0.1×1.005+0.117×1.575)×1.52=0.641kN.M;

最大支座力计算公式如下:

最大支座力N=(1.1×1.005+1.2×1.575)×1.5=4.493kN;

钢管的最大应力计算值σ=M/W=0.641×106/5080=126.131N/mm2;

钢管的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2;

纵向钢最大应力计算值为126.131N/mm2小于纵向钢管的抗压强度设计值205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算:最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度,计算公式如下:

静荷载q1=q11+q12=0.75+0.088=0.838kN/m;

活荷载q2=1.125kN/m;

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=(0.677×0.838+0.990×1.125)×15004/(100×20.6×105×121900)=3.388mm;

支撑钢管的最大挠度小于1500/150与10mm,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:12.6号槽钢;W=62.137cm3;I=391.466cm4;

托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;

集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P取最大支座反力4.493kN

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=3.235kN.m;最大变形Vmax=0.63mm;最大支座力Qmax=24.623kN;托梁最大应力σ=3.235×106/62137=52.069N/mm2;托梁抗压强度设计值[f]=205N/mm2;

托梁的计算最大应力计算值52.069N/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0.63mm小于1500/150与10mm,满足要求!

五、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、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容:

(1)脚手架的自重(kN):NG1=0.136×9=1.224kN;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=0.35×1.5×1.5=0.787kN;

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):NG3=25×0.12×1.5×1.5=6.75kN;经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=8.762kN;

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)×1.5×1.5=10.125kN;

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=24.689kN;

六、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式:

考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算:l0=k1k2(h+2a)

立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.167×1.013×(1.8+0.2×2)=2.601m;

Lo/i=2600.776/15.8=165;

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=0.259;钢管立杆的最大应力计算值;σ=24688.8/(0.259×489)=194.936N/mm2;

钢管立杆的最大应力计算值σ=194.936N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

1.楼板强度计算说明: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=360mm2,fy=360N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=6200mm×120mm,楼板的跨度取3.3M,取混凝土保护层厚度20mm,截面有效高度ho=100mm。

按照楼板每7天浇筑一层,所以需要验算7天、14天、21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7天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边6.2m,短边为3.3m;

q=2×1.2×(0.35+25×0.12)+

1×1.2×(1.224×5×3/6.2/3.3)+

1.4×(2.5+2)=15.42kN/m2;

单元板带所承受均布荷载q=1×15.417=15.417kN/m;板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0819×15.42×3.32=13.75kN.m;

因平均气温为22℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线,得到7天龄期混凝土强度达到58.4%,C30混凝土强度在7天龄期近似等效C17.52。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=8.41N/mm2;则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=As×fy/(αl×b×ho×fcm)=360×360/(1×1000×100×8.41)=0.154

结论:由于∑M1=M1=11.954<=Mmax=13.75

所以第7天楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。第6层以下的模板支撑必须保留。

3.验算楼板混凝土14天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边6.2m,短边为3.3m;

 q=3×1.2×(0.35+25×0.12)+

2×1.2×(1.224×5×3/6.2/3.3)+

1.4×(2.5+2)=20.51kN/m2;

TCHES 49-2020 冷却水工程水力、热力模拟技术规程.pdf单元板带所承受均布荷载q=1×20.514=20.514kN/m;

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0819×20.51×3.32=18.296kN.m;

因平均气温为25℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线

得到14天龄期混凝土强度达到79.2%,C30混凝土强度在14天龄期近似等效为C23.76。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=11.33N/mm2;则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=As×fy/(αl×b×ho×fcm)=360×360/(1×1000×100×11.33)=0.114

GBT11969-2020标准下载结论:由于∑M2=∑M1+M2=24.134>Mmax=18.296

所以第14天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。5层以下模板支持可以拆除。但考虑上层为超高模板在混凝土浇筑前必需保留。

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