镇江新城核心地区地块商务楼高大模板支架工程施工方案

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镇江新城核心地区地块商务楼高大模板支架工程施工方案

抗弯计算强度f=0.412×106/4491.0=91.81N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

建筑节能施工组织设计方案支撑钢管的最大挠度小于500.0/150与10mm,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:

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN;

  R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;

计算中R取最大支座反力,R=8.91kN

单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!

五、模板支架荷载标准值(立杆轴力)

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=0.100×10.600=1.055kN

(2)模板的自重(kN):

NG2=0.500×0.580×0.500=0.145kN

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):

NG3=25.000×0.600×0.580×0.500=4.350kN

经计算得到,静荷载标准值NG=(NG1+NG2+NG3)=5.550kN。

2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。

经计算得到,活荷载标准值NQ=(3.000+2.000)×0.580×0.500=1.450kN

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

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中N——立杆的轴心压力设计值,N=8.69kN

  ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;

i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60

  A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24

  W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49

  ——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);

  [f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;

  l0——计算长度(m);

如果完全参照《扣件式规范》,由公式(1)或(2)计算

l0=(h+2a)(2)

k1——计算长度附加系数,按照表1取值为1.155;

u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.700

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;

公式(1)的计算结果:l0=1.155×1.700×1.80=3.534m=3534/16.0=221.586=0.149

=8690/(0.149×424)=137.787N/mm2,立杆的稳定性计算<[f],满足要求!

公式(2)的计算结果:l0=1.800+2×0.300=2.400m=2400/16.0=150.470=0.308

=8690/(0.308×424)=66.557N/mm2,立杆的稳定性计算<[f],满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算

l0=k1k2(h+2a)(3)

k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.020;

公式(3)的计算结果:l0=1.155×1.020×(1.800+2×0.300)=2.827m=2827/16.0=177.269=0.228

=8690/(0.228×424)=89.955N/mm2,立杆的稳定性计算<[f],满足要求!

验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取16.40m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。

宽度范围内配筋3级钢筋,配筋面积As=112668.0mm2,fy=360.0N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=8200mm×600mm,截面有效高度h0=580mm。

按照楼板每10天浇筑一层,所以需要验算10天、20天、30天...的

承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:

2.计算楼板混凝土10天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边16.40m,短边16.40×0.50=8.20m,

楼板计算范围内摆放29×17排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。

第2层楼板所需承受的荷载为

q=1×1.20×(0.50+25.00×0.60)+

1×1.20×(1.06×29×17/16.40/8.20)+

1.40×(2.00+3.00)=30.24kN/m2

计算单元板带所承受均布荷载q=8.20×30.24=247.97kN/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×ql2=0.0829×247.97×8.202=1382.24kN.m

得到10天后混凝土强度达到69.10%,C30.0混凝土强度近似等效为C20.7。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=9.94N/mm2

则可以得到矩形截面相对受压区高度:

=Asfy/bh0fcm=112668.00×360.00/(8200.00×580.00×9.94)=0.86

查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为

此层楼板所能承受的最大弯矩为:

结论:由于Mi=11511.39=11511.39>Mmax=1382.24

所以第10天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。

第2层以下的模板支撑可以拆除。

计算依据2《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》(杜荣军)。

模板支架搭设高度为10.6m,

立杆的纵距b=0.58m,立杆的横距l=0.55m,立杆的步距h=1.80m。

面板厚度18mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm2。

木方50×100mm,间距150mm,剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。

模板自重0.50kN/m2,混凝土钢筋自重25.00kN/m3,施工活荷载5.00kN/m2。

扣件计算折减系数取0.80。

图1楼板支撑架立面简图

图2楼板支撑架荷载计算单元

采用的钢管类型为48×3.0。

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。

静荷载标准值q1=25.000×0.350×0.580+0.500×0.580=5.365kN/m

活荷载标准值q2=(2.000+3.000)×0.580=2.900kN/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=58.00×1.80×1.80/6=31.32cm3;

I=58.00×1.80×1.80×1.80/12=28.19cm4;

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;

其中q——荷载设计值(kN/m);

经计算得到M=0.100×(1.20×5.365+1.40×2.900)×0.150×0.150=0.024kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.024×1000×1000/31320=0.754N/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×(1.20×5.365+1.4×2.900)×0.150=0.945kN

  截面抗剪强度计算值T=3×945.0/(2×580.000×18.000)=0.136N/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!

v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250

面板最大挠度计算值v=0.677×5.365×1504/(100×6000×281880)=0.011mm

面板的最大挠度小于150.0/250,满足要求!

二、模板支撑木方的计算

木方按照均布荷载计算。

(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):

q11=25.000×0.350×0.150=1.313kN/m

(2)模板的自重线荷载(kN/m):

q12=0.500×0.150=0.075kN/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=(3.000+2.000)×0.150=0.750kN/m

静荷载q1=1.20×1.313+1.20×0.075=1.665kN/m

活荷载q2=1.40×0.750=1.050kN/m

计算单元内的木方集中力为(1.050+1.665)×0.580=1.575kN

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=1.575/0.580=2.715kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.72×0.58×0.58=0.091kN.m

最大剪力Q=0.6×0.580×2.715=0.945kN

最大支座力N=1.1×0.580×2.715=1.732kN

本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3;

I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4;

(1)木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.091×106/83333.3=1.10N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

(2)木方抗剪计算[可以不计算]

最大剪力的计算公式如下:

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×945/(2×50×100)=0.283N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求!

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1.388kN/m

木方的最大挠度小于580.0/250,满足要求!

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。

支撑钢管弯矩图(kN.m)

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:

支撑钢管变形计算受力图

支撑钢管变形图(mm)

最大弯矩Mmax=0.352kN.m

最大变形vmax=0.160mm

最大支座力Qmax=6.939kN

抗弯计算强度f=0.352×106/4491.0=78.42N/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550.0/150与10mm,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:

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN;

  R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;

计算中R取最大支座反力,R=6.94kN

单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!

五、模板支架荷载标准值(立杆轴力)

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=0.100×10.600=1.055kN

(2)模板的自重(kN):

NG2=0.500×0.580×0.550=0.160kN

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):

NG3=25.000×0.350×0.580×0.550=2.791kN

经计算得到,静荷载标准值NG=(NG1+NG2+NG3)=4.006kN。

2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。

经计算得到,活荷载标准值NQ=(3.000+2.000)×0.580×0.550=1.595kN

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

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中N——立杆的轴心压力设计值,N=7.04kN

  ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;

i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60

  A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24

  W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49

  ——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);

  [f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;

  l0——计算长度(m);

如果完全参照《扣件式规范》,由公式(1)或(2)计算

l0=(h+2a)(2)

k1——计算长度附加系数,按照表1取值为1.155;

u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.700

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;

公式(1)的计算结果:l0=1.155×1.700×1.80=3.534m=3534/16.0=221.586=0.149

=7040/(0.149×424)=111.623N/mm2,立杆的稳定性计算<[f],满足要求!

公式(2)的计算结果:l0=1.800+2×0.300=2.400m=2400/16.0=150.470=0.308

=7040/(0.308×424)=53.919N/mm2,立杆的稳定性计算<[f],满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算

l0=k1k2(h+2a)(3)

k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.020;

公式(3)的计算结果:l0=1.155×1.020×(1.800+2×0.300)=2.827m=2827/16.0=177.269=0.228

=7040/(0.228×424)=72.873N/mm2,立杆的稳定性计算<[f],满足要求!

验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取16.40m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。

宽度范围内配筋3级钢筋,配筋面积As=65723.0mm2,fy=360.0N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=8200mm×350mm,截面有效高度h0=330mm。

按照楼板每10天浇筑一层,所以需要验算10天、20天、30天...的

承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:

2.计算楼板混凝土10天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边16.40m,短边16.40×0.50=8.20m,

楼板计算范围内摆放29×15排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。

第2层楼板所需承受的荷载为

q=1×1.20×(0.50+25.00×0.35)+

1×1.20×(1.06×29×15/16.40/8.20)+

1.40×(2.00+3.00)=22.20kN/m2

计算单元板带所承受均布荷载q=8.20×22.20=182.00kN/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×ql2=0.0829×182.00×8.202=1014.48kN.m

得到10天后混凝土强度达到69.10%建筑设计防火规范.pdf,C30.0混凝土强度近似等效为C20.7。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=9.94N/mm2

则可以得到矩形截面相对受压区高度:

=Asfy/bh0fcm=65723.00×360.00/(8200.00×330.00×9.94)=0.88

查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为

此层楼板所能承受的最大弯矩为:

结论:由于Mi=3726.49=3726.49>Mmax=1014.48

TBT2048-2016 机车车辆车钩缓冲装置计量器具13型车钩检修量具所以第10天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。

第2层以下的模板支撑可以拆除。

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