医科大学医疗综合楼工程高大模板专项施工方案

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医科大学医疗综合楼工程高大模板专项施工方案

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:

南昌某小区二期工程施工组织设计方案ξ=Asfy/bh0fcm=2025.00×300.00/(4500.00×130.00×9.94)=0.11

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=78.59=78.59>Mmax=63.21

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。

附录六:悬挑部位120mm扣件楼板模板支架计算书

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4.8m,

立杆的纵距b=0.80m,立杆的横距l=0.80m,立杆的步距h=1.20m。

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。

木方40×90mm,间距300mm,

木方剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm2。

模板自重0.20kN/m2,混凝土钢筋自重25.10kN/m3,施工活荷载2.50kN/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

按照模板规范4.3.1条规定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×(25.10×0.12+0.20)+1.40×2.50=7.354kN/m2

由永久荷载效应控制的组合S=1.35×25.10×0.12+0.7×1.40×2.50=6.516kN/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φ48×3.0。

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照简支梁计算。

考虑0.9的结构重要系数,静荷载标准值q1=0.9×(25.100×0.120×0.800+0.200×0.800)=2.313kN/m

考虑0.9的结构重要系数,活荷载标准值q2=0.9×(0.000+2.500)×0.800=1.800kN/m

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=30.000cm3I=22.500cm4

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=0.125×(1.20×2.313+1.40×1.800)×0.300×0.300=0.060kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.060×1000×1000/30000=1.986N/mm2

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

v=5ql4/384EI<[v]=l/400

面板最大挠度计算值v=5×2.313×3004/(384×6000×225000)=0.181mm

面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!

(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算

经过计算得到面板跨中最大弯矩计算公式为M=0.25Pl+0.125ql2

面板的计算宽度为1200.000mm

集中荷载P=2.5kN

考虑0.9的结构重要系数,静荷载标准值q=0.9×(25.100×0.120×1.200+0.200×1.200)=3.469kN/m

面板的计算跨度l=300.000mm

经计算得到M=0.250×0.9×1.40×2.5×0.300+0.125×1.20×3.469×0.300×0.300=0.283kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.283×1000×1000/30000=9.436N/mm2

面板的抗弯强度验算f<[f],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=25.100×0.120×0.300=0.904kN/m

(2)模板的自重线荷载(kN/m):

q12=0.200×0.300=0.060kN/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=(2.500+0.000)×0.300=0.750kN/m

考虑0.9的结构重要系数,静荷载q1=0.9×(1.20×0.904+1.20×0.060)=1.041kN/m

考虑0.9的结构重要系数,活荷载q2=0.9×1.40×0.750=0.945kN/m

计算单元内的木方集中力为(0.945+1.041)×0.800=1.589kN

按照三跨连续梁计算,计算公式如下:

均布荷载q=1.589/0.800=1.986kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×1.99×0.80×0.80=0.127kN.m

最大剪力Q=0.6×0.800×1.986=0.953kN

最大支座力N=1.1×0.800×1.986=1.747kN

本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=4.00×9.00×9.00/6=54.00cm3;

I=4.00×9.00×9.00×9.00/12=243.00cm4;

(1)木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=M/W=0.127×106/54000.0=2.35N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/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=3×953/(2×40×90)=0.397N/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!

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木方计算跨度(即木方下小横杆间距)

得到q=0.867kN/m

最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×0.867×800.04/(100×9000.00×2430000.0)=0.110mm

木方的最大挠度小于800.0/250,满足要求!

(4)2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算

经过计算得到跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2

考虑荷载重要性系数0.9,集中荷载P=0.9×2.5kN

经计算得到M=0.200×1.40×0.9×2.5×0.800+0.080×1.040×0.800×0.800=0.557kN.m

抗弯计算强度f=M/W=0.557×106/54000.0=10.32N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,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=0.378kN.m

最大变形vmax=0.295mm

最大支座力Qmax=5.060kN

抗弯计算强度f=M/W=0.378×106/4491.0=84.26N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于800.0/150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8.00kN;

  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=5.06kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

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=0.128×4.800=0.616kN

(2)模板的自重(kN):

NG2=0.200×0.800×0.800=0.128kN

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):

NG3=25.100×0.120×0.800×0.800=1.928kN

考虑0.9的结构重要系数,经计算得到静荷载标准值NG=0.9×(NG1+NG2+NG3)=2.405kN。

2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。

考虑0.9的结构重要系数,经计算得到活荷载标准值NQ=0.9×(2.500+0.000)×0.800×0.800=1.440kN

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为:

其中N——立杆的轴心压力设计值,N=4.90kN

  i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;

  A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;

  W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;

[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;

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;

h——最大步距,h=1.20m;

l0——计算长度,取1.200+2×0.300=1.800m;

λ——长细比,为1800/16.0=113<150满足要求!

φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.503;

经计算得到σ=4902/(0.503×424)=22.983N/mm2;

不考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:

MW=0.9×0.9×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);

Wk=uz×us×w0=0.250×1.130×0.138=0.039kN/m2

h——立杆的步距,1.20m;

la——立杆迎风面的间距,0.80m;

lb——与迎风面垂直方向的立杆间距,0.80m;

风荷载产生的弯矩Mw=0.9×0.9×1.4×0.039×0.800×1.200×1.200/10=0.005kN.m;

Nw=1.2×2.405+0.9×1.4×1.440+0.9×0.9×1.4×0.005/0.800=4.707kN

经计算得到σ=4707/(0.503×424)+5000/4491=23.206N/mm2;

考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ<[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4.50m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。

宽度范围内配筋2级钢筋,配筋面积As=1485.0mm2,fy=300.0N/mm2。

板的截面尺寸为b×h=4500mm×110mm,截面有效高度h0=90mm。

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+25.10×0.12)+

1×1.20×(0.62×6×6/4.50/4.50)+

1.40×(0.00+2.50)=8.67kN/m2

计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×8.67=39.01kN/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=0.0513×39.01×4.502=40.52kN.m

得到5天后混凝土强度达到48.30%,C30.0混凝土强度近似等效为C14.5。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=7.20N/mm2

则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=Asfy/bh0fcm=1485.00×300.00/(4500.00×90.00×7.20)=0.15

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=38.58=38.58

所以第5天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。

第2层以下的模板支撑必须保存。

3.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3层楼板所需承受的荷载为

q=1×1.20×(0.20+25.10×0.12)+

1×1.20×(0.20+25.10×0.11)+

2×1.20×(0.62×6×6/4.50/4.50)+

1.40×(0.00+2.50)=13.54kN/m2

计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×13.54=60.92kN/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=0.0513×60.91×4.502=63.28kN.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:

ξ=Asfy/bh0fcm=1485.00×300.00/(4500.00×90.00×9.94)=0.11

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=38.58+37.67=76.24>Mmax=63.28

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3层以下的模板支撑可以拆除。

钢管楼板模板支架计算满足要求!

附录七:900×1500钢骨梁安装碗扣钢管支撑架计算书

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18.8m,

钢骨梁截面B×D=600mm×1200mm,

立杆的纵距(跨度方向)l=4.20m(即两端间距4.20m各设一道支撑),立杆的步距h=1.20m,

梁底增加3道承重立杆。

梁底支撑顶托梁长度1.20m。

梁顶托采用双钢管48×3.0mm。

梁底按照设置1根承重杆计算。

钢骨梁自重40kN(按最大安装长度6m,制作单位提供自重为4T)。

施工活荷载1.00kN/m2(仅考虑焊接工人荷载)。

扣件计算折减系数取1.00。

采用的钢管类型为φ48×3.0。

(1)钢骨梁自重(kN/m):

(2)活荷载为焊接工人自重产生的荷载(kN):

经计算得到,活荷载标准值P1=(1.000+0.000)×0.600×4.200=2.520kN

自重荷载q=1.20×40=48kN

集中荷载P=1.40×2.520=3.528kN

立杆的稳定性计算公式为:

其中N——立杆的轴心压力最大值,它包括:

最大支座反力N1=48/2+3.528kN=27.528kN(已经包括组合系数)

脚手架钢管的自重N2=1.20×0.170×18.810=3.838kN

N=27.528+3.838=31.358kN

  i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;

  A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;

  W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;

[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;

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;

h——最大步距,h=1.20m;

l0——计算长度施工组织设计100例,取1.200+2×0.300=1.800m;

λ——由长细比,为1800/16=113;

φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到0.503;

经计算得到σ=31358/(0.503×424)=147.033N/mm2;

GB∕T 12777-2019金属波纹管膨胀节通用技术条件立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

最大支座反力N1=24kN+3.528kN=27.528kN,小于顶托设计承载力30kN,满足要求!

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