国家知识产权局专利业务用房模板安全专项施工方案

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国家知识产权局专利业务用房模板安全专项施工方案

各支点的支撑力RCi=RUisinθi

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为

RU1=22.218kN

拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算金鼎国际广场项目工程施工组织设计方案(天元九建),为RU=22.218kN

如果上面采用钢丝绳,钢丝绳的容许拉力按照下式计算:

其中[Fg]——钢丝绳的容许拉力(kN);

Fg——钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN);

α——钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8;

K——钢丝绳使用安全系数。

选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.000×22.218/0.850=209.113kN。

选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,直径20.0mm。

钢丝拉绳的吊环强度计算:

钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N,为

N=RU=22.218kN

钢丝拉绳的吊环强度计算公式为

其中[f]为吊环抗拉强度,取[f]=65N/mm2,每个吊环按照两个截面计算;

所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径D=[22218×4/(3.1416×65×2)]1/2=15mm

五、锚固段与楼板连接的计算

1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=14.222kN

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》9.7.6[f]=65N/mm2;

压点处采用1个U形钢筋拉环连接;

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[14222×4/(3.1416×65.00×2)]1/2=12mm

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。

2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下:

其中N——锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=14.22kN;

d——楼板螺栓的直径,d=20mm;

[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.5N/mm2;

h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度。

经过计算得到h要大于14222.32/(3.1416×20×1.5)=150.9mm。

3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下:

混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式

其中N——锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=14.22kN;

d——楼板螺栓的直径,d=20mm;

b——楼板内的螺栓锚板边长,b=5d=100mm;

fcc——混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=13.59N/mm2;

经过计算得到公式右边等于131.6kN

楼板混凝土局部承压计算满足要求!

4.水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板负弯矩配筋计算如下:

锚固压点处楼板负弯矩数值为M=14.22×3.50/2=24.89kN.m

其中α1──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,

α1取为0.94,期间按线性内插法确定;

fc──混凝土抗压强度设计值;

h0──截面有效高度;

fy──钢筋受拉强度设计值。

αs=24.89×106/(1.000×14.300×1.5×1000×105.02)=0.1050

As=24.89×10^6/(0.9440×105.0×210.0)=1195.4mm2

悬挑脚手架计算满足要求!

布料机下布距加密模板支架计算书

钢管强度为205.0N/mm2,钢管强度折减系数取1.00。

模板支架搭设高度为3.9m,

立杆的纵距b=0.90m,立杆的横距l=0.90m,立杆的步距h=0.60m。

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。

内龙骨采用方钢管40×40×3mm,间距250mm,

梁顶托采用方钢管50×70×3mm。

模板自重0.20kN/m2,混凝土钢筋自重25.10kN/m3。

倾倒混凝土荷载标准值4.00kN/m2,施工均布荷载标准值4.00kN/m2。

扣件计算折减系数取1.00。

图1楼板支撑架立面简图

图2楼板支撑架荷载计算单元

按照扣件新规范中规定并参照模板规范,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×(25.10×0.20+0.20)+1.40×4.00=11.864kN/m2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.10×0.20+0.7×1.40×4.00=10.697kN/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φ48×2.8。

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=25.100×0.200×0.900+0.200×0.900=4.698kN/m

活荷载标准值q2=(4.000+4.000)×0.900=7.200kN/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:

截面抵抗矩W=33.75cm3;

截面惯性矩I=25.31cm4;

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×(1.20×4.698+1.40×7.200)×0.250×0.250=0.098kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.098×1000×1000/33750=2.911N/mm2

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.600×(1.20×4.698+1.40×7.200)×0.250=2.358kN

  截面抗剪强度计算值T=3×2358.0/(2×900.000×15.000)=0.262N/mm2

  截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

面板抗剪强度验算T<[T],满足要求!

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

面板最大挠度计算值v=0.677×4.698×2504/(100×6000×253125)=0.082mm

面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!

二、模板支撑龙骨的计算

龙骨按照均布荷载计算。

(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):

q11=25.100×0.200×0.250=1.255kN/m

(2)模板的自重线荷载(kN/m):

q12=0.200×0.250=0.050kN/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=(4.000+4.000)×0.250=2.000kN/m

静荷载q1=1.20×1.255+1.20×0.050=1.566kN/m

活荷载q2=1.40×2.000=2.800kN/m

计算单元内的龙骨集中力为(2.800+1.566)×0.900=3.929kN

按照三跨连续梁计算,计算公式如下:

均布荷载q=P/l=3.929/0.900=4.366kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×4.37×0.90×0.90=0.354kN.m

最大剪力Q=0.6ql=0.6×0.900×4.366=2.358kN

最大支座力N=1.1ql=1.1×0.900×4.366=4.322kN

本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

截面抵抗矩W=5.10cm3;

截面惯性矩I=10.20cm4;

(1)龙骨抗弯强度计算

抗弯计算强度f=M/W=0.354×106/5098.6=69.36N/mm2

龙骨的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

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=3×2358/(2×40×40)=2.210N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=125.00N/mm2

龙骨的抗剪强度计算满足要求!

挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值,

均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以龙骨计算跨度(即龙骨下小横杆间距)

得到q=1.305kN/m

最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×1.305×900.04/(100×206000.00×101972.0)=0.276mm

龙骨的最大挠度小于900.0/400(木方时取250),满足要求!

托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。

集中荷载取次龙骨的支座力P=4.322kN

均布荷载取托梁的自重q=0.064kN/m。

托梁弯矩图(kN.m)

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:

经过计算得到最大弯矩M=1.410kN.m

经过计算得到最大支座F=17.233kN

经过计算得到最大变形V=0.251mm

顶托梁的截面力学参数为

截面抵抗矩W=13.37cm3;

截面惯性矩I=46.80cm4;

(1)顶托梁抗弯强度计算

抗弯计算强度f=M/W=1.410×106/1.05/13370.6=100.43N/mm2

顶托梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

最大变形v=0.251mm

顶托梁的最大挠度小于900.0/400,满足要求!

四、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=0.203×3.900=0.792kN

(2)模板的自重(kN):

NG2=0.200×0.900×0.900=0.162kN

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):

NG3=25.100×0.200×0.900×0.900=4.066kN

经计算得到,静荷载标准值NG=(NG1+NG2+NG3)=5.020kN。

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=(4.000+4.000)×0.900×0.900=6.480kN

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=15.096kN

φ——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=3.97

W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.25

σ——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);

参照《扣件式规范》2011,由公式计算

顶部立杆段:l0=ku1(h+2a)(1)

非顶部立杆段:l0=ku2h(2)

k——计算长度附加系数,按照表5.4.6取值为1.155,当允许长细比验算时k取1;

u1,u2——计算长度系数,参照《扣件式规范》附录C表;

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.50m;

顶部立杆段:a=0.2m时,u1=2.622,l0=3.028m;

λ=3028/16.0=189.039

允许长细比(k取1)λ0=189.039/1.155=163.670<210长细比验算满足要求!

σ=14414/(0.201×397.4)=180.450N/mm2

a=0.5m时,u1=1.699,l0=3.140m;

λ=3140/16.0=195.990

允许长细比(k取1)λ0=195.990/1.155=169.688<210长细比验算满足要求!

σ=14414/(0.190×397.4)=191.345N/mm2

依据规范做承载力插值计算a=0.500时,σ=191.345N/mm2,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

非顶部立杆段:u2=4.371,l0=3.029m;

λ=3029/16.0=189.083

允许长细比(k取1)λ0=189.083/1.155=163.708<210长细比验算满足要求!

σ=15096/(0.201×397.4)=188.991N/mm2,立杆的稳定性计算σ<[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=0.9×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);

Wk=0.300×1.000×0.127=0.038kN/m2

h——立杆的步距,0.60m;

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=0.9×1.4×0.038×0.900×0.600×0.600/10=0.002kN.m;

Nw——考虑风荷载时,立杆的轴心压力最大值;

顶部立杆Nw=1.200×4.452+1.400×6.480+0.9×1.400×0.002/0.900=14.416kN

非顶部立杆Nw=1.200×5.020+1.400×6.480+0.9×1.400×0.002/0.900=15.098kN

顶部立杆段:a=0.2m时,u1=2.622,l0=3.028m;

λ=3028/16.0=189.039

允许长细比(k取1)λ0=189.039/1.155=163.670<210长细比验算满足要求!

σ=14416/(0.201×397.4)+2000/4248=180.843N/mm2

a=0.5m时,u1=1.699,l0=3.140m;

λ=3140/16.0=195.990

允许长细比(k取1)λ0=195.990/1.155=169.688<210长细比验算满足要求!

σ=14416/(0.190×397.4)+2000/4248=191.740N/mm2

依据规范做承载力插值计算a=0.500时,σ=191.740N/mm2,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

非顶部立杆段:u2=4.371,l0=3.029m;

λ=3029/16.0=189.083

允许长细比(k取1)λ0=189.083/1.155=163.708<210长细比验算满足要求!

σ=15098/(0.201×397.4)+2000/4248=189.385N/mm2,立杆的稳定性计算σ<[f],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。

验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取4.50m,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=2700.0mm2,fy=360.0N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=4500mm×200mm,截面有效高度h0=180mm。

按照楼板每5天浇筑一层,所以需要验算5天、10天、15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5天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边4.50m,短边4.50×1.00=4.50m,

楼板计算范围内摆放6×6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×(0.20+25.10×0.20)+

1×1.20×(0.79×6×6/4.50/4.50)+

1.40×(4.00+4.00)=19.15kN/m2

计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×19.15=86.19kN/m

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算

Mmax=0.0513×ql2=0.0513×86.19×4.502=89.54kN.m

得到5天后混凝土强度达到48.30%,C40.0混凝土强度近似等效为C19.3。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=9.27N/mm2

基坑支护专项施工方案的主要内容和审查要点.doc则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=Asfy/bh0fcm=2700.00×360.00/(4500.00×180.00×9.27)=0.13

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=163.60=163.60>Mmax=89.54

所以第5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。

房屋工程模板工程的施工方案钢管楼板模板支架计算满足要求!

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