施工组织设计下载简介
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杭州华领国际模板施工方案所处城市为杭州市,基本风压为W0=0.45kN/m2;风荷载高度变化系数为μz=0.74,风荷载体型系数为μs=0.355。
二、梁底模板强度和刚度验算
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,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
本工程中室内装饰Ⅰ标段装饰工程施工组织设计,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=240.00×20.00×20.00/6=1.60×104mm3;
I=240.00×20.00×20.00×20.00/12=1.60×105mm4;
模板自重标准值:x1=0.30×0.24=0.07kN/m;
新浇混凝土自重标准值:x2=0.60×24.00×0.24=3.46kN/m;
梁钢筋自重标准值:x3=0.60×1.50×0.24=0.22kN/m;
施工人员及设备活荷载标准值:x4=1.00×0.24=0.24kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=2.00×0.24=0.48kN/m。
以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35;4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:
q=1.35×(x1+x2+x3)+1.4×(x4+x5)=1.35×(0.07+3.46+0.22)+1.4×(0.24+0.48)=6.06kN/m;
qk=x1+x2+x3+x4+x5=0.07+3.46+0.22+0.24+0.48=4.46kN/m;
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
梁底模板承受的最大弯矩计算公式如下:M=-0.1qlc2
Mmax=0.1×6.06×0.20×0.20=0.024kN·m;
最大支座反力R=1.1ql=1.334kN;
σ=2.42×104/1.60×104=1.516N/mm2;
面板计算应力σ=1.52N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值fm=15N/mm2,满足要求!
面板承受的剪力为Q=0.727kN,抗剪强度按照下面的公式计算:
τ=3×0.727×1000/(2×240×20)=0.227N/mm2;
面板受剪应力计算值τ=0.23小于fv=1.40N/mm2,满足要求。
根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用荷载标准值,根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此梁底模板的变形计算如下:最大挠度计算公式如下:
面板的最大挠度计算值:
ν=0.677×4.464×200.004/(100×6000.00×1.60×105)=0.050mm;
面板的最大挠度计算值ν=0.05mm小于面板的最大允许挠度值[v]=min(200.00/150,10)mm,满足要求!
三、梁底横向支撑小楞的强度和刚度验算
本工程中,支撑小楞采用方木,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=60.00×80.00×80.00/6=6.40×104mm3;
I=60.00×80.00×80.00×80.00/12=2.56×106mm4;
q=1.33/0.24=5.557kN/m。
梁底横向支撑小楞按照受局部线荷载的简支梁进行计算,该线荷载是梁底面板传递的均布线荷载。
最大弯矩考虑为连续梁均布荷载作用下的弯矩,计算简图及内力、变形图如下:
梁底横向支撑小楞的边支座力N1=N2=0.667kN,中间支座的最大支座力N=0.667kN;
梁底横向支撑小楞的最大弯矩为Mmax=0.360kN·m,最大剪力为Q=0.667kN,最大变形为ν=1.533mm。
最大受弯应力σ=M/W=3.60×105/6.40×104=5.627N/mm2;
支撑小楞的最大应力计算值σ=5.627N/mm2小于支撑小楞的抗弯强度设计值fm=13.000N/mm2,满足要求!
支撑小楞的受剪应力值计算:
τ=3×6.67×102/(2×60.00×80.00)=0.208N/mm2;
支撑小楞的抗剪强度设计值fv=1.300N/mm2;
支撑小楞的受剪应力计算值τ=0.208N/mm2小于支撑小楞的抗剪强度设计值fv=1.30N/mm2,满足要求!
梁底横向支撑小楞的最大挠度:ν=1.533mm;
支撑小楞的最大挠度计算值ν=1.533mm小于支撑小楞的最大允许挠度[v]=min(1200.00/150,10)mm,满足要求!
四、梁跨度纵向支撑钢管计算
作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。
1、梁两侧支撑钢管的强度计算
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P=0.667kN。
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.467kN·m;
最大变形νmax=1.972mm;
最大支座力Rmax=4.39kN;
最大应力σ=0.467×106/(4.79×103)=97.462N/mm2;
支撑钢管的抗弯强度设计值fm=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值σ=97.462N/mm2小于支撑钢管的抗弯强度设计值fm=205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度ν=1.972mm小于最大允许挠度[v]=min(1200/150,10)mm,满足要求!
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(规范5.2.5):
计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到R=4.39kN;
R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
六、不组合风荷载时,立杆的稳定性计算
根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值Nut指每根立杆受到荷载单元传递来的最不利的荷载值。其中包括上部模板传递下来的荷载及支架自重,显然,最底部立杆所受的轴压力最大。上部模板所传竖向荷载包括以下部分:
通过支撑梁的顶部扣件的滑移力(或可调托座传力)。根据前面的计算,此值为F1=4.39kN;
除此之外,根据《规程》条文说明4.2.1条,支架自重可以按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。故支架自重部分荷载可取为
F2=1.35×0.15×2.80=0.57kN;
通过相邻的承受板的荷载的扣件传递的荷载,此值包括模板自重和钢筋混凝土自重:
立杆受压荷载总设计值为:N=4.39+0.567+5.564=10.521kN;
计算长度l0按下式计算的结果取大值:
l0=h+2a=1.80+2×0.20=2.200m;
l0=kμh=1.163×1.539×1.800=3.222m;
故l0取3.222m;
λ=l0/i=3221.743/15.9=203;
查《规程》附录C得φ=0.175;
σ=1.05×N/(φAKH)=1.05×10.521×103/(0.175×457.000×1.000)=138.131N/mm2;
立杆的受压强度计算值σ=138.131N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205.000N/mm2,满足要求。
七、组合风荷载时,立杆稳定性计算
根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。由前面的计算可知:
Nut=10.521kN;
风荷载标准值按照以下公式计算
经计算得到,风荷载标准值
wk=0.7μzμsWo=0.7×0.45×0.74×0.355=0.083kN/m2;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为
Mw=0.85×1.4wklah2/10=0.850×1.4×0.083×1.2×1.82/10=0.038kN·m;
σ=1.05×N/(φAKH)=1.05×10.521×103/(0.175×457.000×1.00)+38286.339/4790.000=146.124N/mm2;
立杆的受压强度计算值σ=146.124N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205.000N/mm2,满足要求。
八、模板支架整体侧向力计算
1、根据《规程》4.2.10条,风荷载引起的计算单元立杆的附加轴力按线性分布确定,最大轴力N1表达式为:
综合以上参数,计算得N1=3×142.657×2800.000/((0+1)×1200.000)=998.600N。
2、考虑风荷载产生的附加轴力,验算边梁和中间梁下立杆的稳定性,当考虑叠合效应时,按照下式重新计算:
计算得:σ=(1.05×10520.949+998.600)/(0.175×457.000×1.000)=150.617N/mm2。
σ=150.617N/mm2小于205.000N/mm2,模板支架整体侧向力满足要求。
计算书10标准层板模板支架计算书
由于其中模板支撑架高2.8米,为确保施工安全,编制本专项施工方案。设计范围包括:楼板,长×宽=4m×4m,厚0.12m。
根据本工程实际情况,结合施工单位现有施工条件,经过综合技术经济比较,选择扣件式钢管脚手架作为模板支架的搭设材料,进行相应的设计计算。
1、中华人民共和国行业标准,《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
4、本工程相关图纸,设计文件。
5、国家、省有关模板支撑架设计、施工的其它规范、规程和文件。
模板支架高H为2.8m,立杆步距h(上下水平杆轴线间的距离)取1.8m,立杆纵距la取1m,横距lb取1m。立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的自由长度a取0.2m。整个支架的简图如下所示。
模板底部的方木,截面宽60mm,高80mm,布设间距0.2m。
(二)材料及荷载取值说明
本支撑架使用Ф48×3.25钢管,钢管壁厚不得小于3mm,钢管上严禁打孔;采用的扣件,应经试验,在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,不得发生破坏。
按荷载规范和扣件式钢管模板支架规程,模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重,以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。
三、板模板支架的强度、刚度及稳定性验算
荷载首先作用在板底模板上,按照"底模→底模方木/钢管→横向水平钢管→扣件/可调托座→立杆→基础"的传力顺序,分别进行强度、刚度和稳定性验算。其中,取与底模方木平行的方向为纵向。
(一)板底模板的强度和刚度验算
模板按三跨连续梁计算,如图所示:
(1)荷载计算,按单位宽度折算为线荷载。此时,
模板的截面抵抗矩为:w=1000×182/6=5.40×104mm3;
模板自重标准值:x1=0.3×1=0.3kN/m;
新浇混凝土自重标准值:x2=0.12×24×1=2.88kN/m;
板中钢筋自重标准值:x3=0.12×1.1×1=0.132kN/m;
施工人员及设备活荷载标准值:x4=1×1=1kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=2×1=2kN/m。
以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.2,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:
g1=(x1+x2+x3)×1.2=(0.3+2.88+0.132)×1.2=3.974kN/m;
q1=(x4+x5)×1.4=(1+2)×1.4=4.2kN/m;
对荷载分布进行最不利布置,最大弯矩取跨中弯矩和支座弯矩的较大值。
跨中最大弯矩计算公式如下:
M1max=0.08g1lc2+0.1q1lc2=0.08×3.974×0.22+0.1×4.2×0.22=0.03kN·m
支座最大弯矩计算公式如下:
经比较可知,荷载按照图2进行组合,产生的支座弯矩最大。Mmax=0.036kN·m;
(2)底模抗弯强度验算
取Max(M1max,M2max)进行底模抗弯验算,即
σ=0.036×106/(5.40×104)=0.658N/mm2
底模面板的受弯强度计算值σ=0.658N/mm2小于抗弯强度设计值fm=15N/mm2,满足要求。
(3)底模抗剪强度计算。
荷载对模板产生的剪力为Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.6×3.974×0.2+0.617×4.2×0.2=0.995kN;
按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算:
τ=3×995.208/(2×1000×18)=0.083N/mm2;
所以,底模的抗剪强度τ=0.083N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.4N/mm2满足要求。
模板弹性模量E=6000N/mm2;
模板惯性矩I=1000×183/12=4.86×105mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,底模的总的变形按照下面的公式计算:
底模面板的挠度计算值ν=0.029mm小于挠度设计值[v]=Min(200/150,10)mm,满足要求。
(二)底模方木的强度和刚度验算
模板自重标准值:x1=0.3×0.2=0.06kN/m;
新浇混凝土自重标准值:x2=0.12×24×0.2=0.576kN/m;
板中钢筋自重标准值:x3=0.12×1.1×0.2=0.026kN/m;
施工人员及设备活荷载标准值:x4=1×0.2=0.2kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=2×0.2=0.4kN/m;
以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.2,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:
g2=(x1+x2+x3)×1.2=(0.06+0.576+0.026)×1.2=0.795kN/m;
q2=(x4+x5)×1.4=(0.2+0.4)×1.4=0.84kN/m;
支座最大弯矩计算公式如下:
(2)方木抗弯强度验算
方木截面抵抗矩W=bh2/6=60×802/6=6.4×104mm3;
σ=0.178×106/(6.4×104)=2.778N/mm2;
底模方木的受弯强度计算值σ=2.778N/mm2小于抗弯强度设计值fm=13N/mm2,满足要求。
(3)底模方木抗剪强度计算
荷载对方木产生的剪力为Q=0.6g2la+0.617q2la=0.6×0.795×1+0.617×0.84×1=0.995kN;
按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算:
τ=0.311N/mm2;
所以,底模方木的抗剪强度τ=0.311N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.3N/mm2满足要求。
(4)底模方木挠度验算
方木弹性模量E=9000N/mm2;
方木惯性矩I=60×803/12=2.56×106mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,方木的总的变形按照下面的公式计算:
ν=0.521×(x1+x2+x3)×la4/(100×E×I)+0.192×(x4+x5)×la4/(100×E×I)=0.2mm;
底模方木的挠度计算值ν=0.2mm小于挠度设计值[v]=Min(1000/150,10)mm,满足要求。
(三)板底横向水平钢管的强度与刚度验算
根据JGJ130-2001,板底水平钢管按三跨连续梁验算,承受本身自重及上部方木小楞传来的双重荷载,如图所示。
材料自重:0.036kN/m;
方木所传集中荷载:取(二)中方木内力计算的中间支座反力值,即
p=1.1g2la+1.2q2la=1.1×0.795×1+1.2×0.84×1=1.882kN;
按叠加原理简化计算,钢管的内力和挠度为上述两荷载分别作用之和。
横向水平钢管计算简图、内力图、变形图如下:
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
中间支座的最大支座力Rmax=10.359kN;
钢管的最大应力计算值σ=0.908×106/4.79×103=189.488N/mm2;
钢管的最大挠度νmax=2.525mm;
支撑钢管的抗弯强度设计值fm=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值σ=189.488N/mm2小于钢管抗弯强度设计值fm=205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度计算值ν=2.525小于最大允许挠度[v]=min(1000/150,10)mm,满足要求!
板底横向水平钢管的最大支座反力,即为扣件受到的最大滑移力,扣件连接方式采用双扣件,扣件抗滑力按下式验算
N=10.359kN;
双扣件抗滑移力N=10.359kN小于Rc=12kN,满足要求。
1、不组合风荷载时,立杆稳定性计算
(1)立杆荷载。根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值N应按下式计算:
N=1.35∑NGK+1.4∑NQK
其中NGK为模板及支架自重,显然,最底部立杆所受的轴压力最大。将其分成模板(通过顶部扣件)传来的荷载和下部钢管自重两部分,分别计算后相加而得。模板所传荷载就是顶部扣件的滑移力(或可调托座传力),根据3.1.4节,此值为F1=10.359kN。
除此之外,根据《规程》条文说明4.2.1条,支架自重按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。故支架自重部分荷载可取为
F2=0.15×2.8=0.42kN;
立杆受压荷载总设计值为:
Nut=F1+F2×1.35=10.359+0.42×1.35=10.926kN;
其中1.35为下部钢管、扣件自重荷载的分项系数,F1因为已经是设计值,不再乘分项系数。
(2)立杆稳定性验算。按下式验算
计算长度l0按下式计算的结果取大值:
l0=h+2a=1.8+2×0.2=2.2m;
l0=kμh=1.163×1.368×1.8=2.864m;
故l0取2.864m;
λ=l0/i=2.864×103/15.9=181;
查《规程》附录C得φ=0.218;
σ=1.05×N/(φAKH)=1.05×10.926×103/(0.218×4.57×102×1)=115.159N/mm2;
立杆的受压强度计算值σ=115.159N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2,满足要求。
2、组合风荷载时DB33/T 2310-2021标准下载,立杆稳定性计算
(1)立杆荷载。根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。由前面的计算可知:
Nut=10.926kN;
风荷载标准值按下式计算:
Wk=0.7μzμsWo=0.7×0.74×0.273×0.45=0.064kN/m2;
Mw=0.85×1.4×Mwk=0.85×1.4×Wk×la×h2/10=0.85×1.4×0.064×1×1.82/10=0.025kN·m;
渝建消防[2020]6号:重庆市《关于进一步加强建设工程消防设计审查验收管理工作的意见》(重庆市住房和城乡建设委员会2020年10月).pdfσ=1.05×N/(φAKH)+Mw/W=1.05×10.926×103/(0.218×4.57×102×1)+0.025×106/(4.79×103)=120.281N/mm2;
立杆的受压强度计算值σ=120.281N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2,满足要求。