崇义县职业中等专业学校图书综合楼、食堂、宿舍A栋、宿舍B栋工程模板专项施工方案

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崇义县职业中等专业学校图书综合楼、食堂、宿舍A栋、宿舍B栋工程模板专项施工方案

[f]=1.2×16.000=19.200N/mm2;

木顶支撑斜撑受压应力计算值为3.385N/mm2,小于木顶支撑斜撑抗压强度设计值19.2N/mm2,满足要求!

梁模板(扣件钢管架)计算书

因本工程梁支架高度大于4米,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了《施工技术》2002(3):《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。

此部位梁截面有240×600、300×1500、500×500、240×400、240×1000、400×1000、240×800、600×1500、400×1500等水利工程竣工验收资料目录.pdf,现取梁段:KL1-/轴600×1500梁为计算代表。

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B(m):0.60;梁截面高度D(m):1.50;

混凝土板厚度(mm):100.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):0.70;

立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10;

立杆步距h(m):1.50;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.00;

梁支撑架搭设高度H(m):11.30;梁两侧立杆间距(m):0.80;

承重架支撑形式:梁底支撑小楞平行梁截面方向;

梁底增加承重立杆根数:0;

采用的钢管类型为Φ48×3.5;

立杆承重连接方式:双扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:0.80;

模板自重(kN/m2):0.35;钢筋自重(kN/m3):1.50;

施工均布荷载标准值(kN/m2):2.5;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):18.0;

倾倒混凝土侧压力(kN/m2):2.0;振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0;

木材品种:马尾松;木材弹性模量E(N/mm2):10000.0;

木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.5;

面板类型:胶合面板;面板弹性模量E(N/mm2):9500.0;

面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0;

梁底方木截面宽度b(mm):60.0;梁底方木截面高度h(mm):110.0;

梁底模板支撑的间距(mm):350.0;面板厚度(mm):18.0;

主楞间距(mm):500;次楞根数:4;

主楞竖向支撑点数量为:4;

支撑点竖向间距为:200mm,500mm,300mm;

穿梁螺栓水平间距(mm):500;

穿梁螺栓直径(mm):M12;

主楞龙骨材料:钢楞;截面类型为圆钢管48×3.5;

次楞龙骨材料:木楞,宽度60mm,高度80mm;

二、梁模板荷载标准值计算

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;

分别计算得50.994kN/m2、18.000kN/m2,取较小值18.000kN/m2作为本工程计算荷载。

三、梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

次楞(内龙骨)的根数为4根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

面板计算简图(单位:mm)

跨中弯矩计算公式如下:

按以下公式计算面板跨中弯矩:

新浇混凝土侧压力设计值:q1=1.2×0.5×18×0.9=9.72kN/m;

倾倒混凝土侧压力设计值:q2=1.4×0.5×2×0.9=1.26kN/m;

q=q1+q2=9.720+1.260=10.980kN/m;

计算跨度(内楞间距):l=466.67mm;

面板的最大弯距M=0.1×10.98×466.6672=2.39×105N·mm;

经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=2.39×105/2.70×104=8.856N/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=8.856N/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:ν=0.677×9×466.674/(100×9500×2.43×105)=1.252mm;

面板的最大容许挠度值:[ν]=l/250=466.667/250=1.867mm;

面板的最大挠度计算值ν=1.252mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.867mm,满足要求!

四、梁侧模板内外楞的计算

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,龙骨采用木楞,截面宽度60mm,截面高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=6×82×2/6=128cm3;

I=6×83×2/12=512cm4;

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=(1.2×18×0.9+1.4×2×0.9)×0.467=10.25kN/m;

内楞计算跨度(外楞间距):l=500mm;

内楞的最大弯距:M=0.1×10.25×500.002=2.56×105N·mm;

最大支座力:R=1.1×10.248×0.5=5.636kN;

经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=2.56×105/1.28×105=2.002N/mm2;

内楞的抗弯强度设计值:[f]=13N/mm2;

内楞最大受弯应力计算值σ=2.002N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!

(2).内楞的挠度验算

内楞的最大挠度计算值:ν=0.677×8.4×5004/(100×10000×5.12×106)=0.069mm;

内楞的最大容许挠度值:[ν]=500/250=2mm;

内楞的最大挠度计算值ν=0.069mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=2mm,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5.636kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中,外龙骨采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

截面类型为圆钢管48×3.5;

外钢楞截面抵抗矩W=10.16cm3;

外钢楞截面惯性矩I=24.38cm4;

外楞弯矩图(kN·m)

(1).外楞抗弯强度验算

根据连续梁程序求得最大的弯矩为M=0.564kN·m

外楞最大计算跨度:l=500mm;

经计算得到,外楞的受弯应力计算值:σ=5.64×105/1.02×104=55.476N/mm2;

外楞的抗弯强度设计值:[f]=205N/mm2;

外楞的受弯应力计算值σ=55.476N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

(2).外楞的挠度验算

根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.343mm

外楞的最大容许挠度值:[ν]=500/400=1.25mm;

外楞的最大挠度计算值ν=0.343mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=1.25mm,满足要求!

穿梁螺栓的直径:12mm;

穿梁螺栓有效直径:9.85mm;

穿梁螺栓有效面积:A=76mm2;

穿梁螺栓所受的最大拉力:N=(1.2×18+1.4×2)×0.5×0.5=6.1kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值:[N]=170×76/1000=12.92kN;

穿梁螺栓所受的最大拉力N=6.1kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN,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,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。

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=600×18×18/6=3.24×104mm3;

I=600×18×18×18/12=2.92×105mm4;

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×(24.00+1.50)×0.60×1.50×0.90=24.79kN/m;

q2:1.2×0.35×0.60×0.90=0.23kN/m;

振捣混凝土时产生的荷载设计值:

q3:1.4×2.00×0.60×0.90=1.51kN/m;

q=q1+q2+q3=24.79+0.23+1.51=26.52kN/m;

跨中弯矩计算公式如下:

Mmax=0.10×26.525×0.352=0.325kN·m;

σ=0.325×106/3.24×104=10.029N/mm2;

梁底模面板计算应力σ=10.029N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!

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=((24.0+1.50)×1.500+0.35)×0.60=23.16KN/m;

面板的最大允许挠度值:[ν]=350.00/250=1.400mm;

面板的最大挠度计算值:ν=0.677×23.16×3504/(100×9500×2.92×105)=0.849mm;

面板的最大挠度计算值:ν=0.849mm小于面板的最大允许挠度值:[ν]=350/250=1.4mm,满足要求!

七、梁底支撑木方的计算

(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):

q1=(24+1.5)×1.5×0.35=13.387kN/m;

(2)模板的自重荷载(kN/m):

q2=0.35×0.35×(2×1.5+0.6)/0.6=0.735kN/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P1=(2.5+2)×0.35=1.575kN/m;

2.木方的传递集中力验算:

静荷载设计值q=1.2×13.388+1.2×0.735=16.947kN/m;

活荷载设计值P=1.4×1.575=2.205kN/m;

荷载设计值q=16.947+2.205=19.152kN/m。

本工程梁底支撑采用方木,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=6×11×11/6=1.21×102cm3;

I=6×11×11×11/12=6.66×102cm4;

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:

方木的支座力N1=N3=5.746KN;

方木最大应力计算值:σ=1.436×106/121000=11.871N/mm2;

方木最大剪力计算值:T=3×5.746×1000/(2×60×110)=1.306N/mm2;

方木的最大挠度:ω=1.421mm;

方木的允许挠度:[ν]=0.800×1000/250=3.200mm;

方木最大应力计算值11.871N/mm2小于方木抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2,满足要求!

方木受剪应力计算值1.306N/mm2小于方木抗剪强度设计值[T]=1.500N/mm2,满足要求!

方木的最大挠度ν=1.421mm小于方木的最大允许挠度[ν]=3.200mm,满足要求!

八、梁跨度方向钢管的计算

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=5.746KN.

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=0.704kN·m;

最大变形Vmax=0.901mm;

最大支座力Rmax=12.354kN;

最大应力σ=0.704×106/(5.08×103)=138.573N/mm2;

支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;

支撑钢管的最大应力计算值138.573N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度Vmax=0.901mm小于700/150与10mm,满足要求!

九、扣件抗滑移的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

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=12.354kN;

R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

十、立杆的稳定性计算:

1.梁两侧立杆稳定性验算:

纵向钢管的最大支座反力:N1=12.354kN;

脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×11.3=1.751kN;

楼板钢筋混凝土自重荷载:

N=12.354+1.751+0.176+1.285=15.566kN;

参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算

立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.7×1.5=2.945m;

Lo/i=2945.25/15.8=186;

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=0.207;

钢管立杆受压应力计算值;σ=15565.728/(0.207×489)=153.777N/mm2;

钢管立杆稳定性计算σ=153.777N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

十一、梁模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]:

除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外,还要考虑以下内容

1.模板支架的构造要求:

a.梁板模板高支撑架根据设计荷载采用单立杆;

b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向足够的设计刚度;

3.整体性构造层的设计:

a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时,需要设置整体性单或双水平加强层;

斜杆层数要大于水平框格总数的1/3;

c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔15m设置,四周和中部每15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层;

d.在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。

a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑;

b.中部根据需要并依构架框格的大小,每隔15m设置。

5.顶部支撑点的设计:

a.在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不大于400mm;

b.顶部支撑点位于顶层横杆时住宅板式高层吊篮施工方案,应靠近立杆,且不大于200mm;

6.支撑架搭设的要求:

a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置;

b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求;

a.精心设计混凝土浇筑方案DB21/T 3197-2019标准下载,确保模板支架施工过程中均衡受载,最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式;

b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施,钢筋等材料不能在支架上方堆放;

c.浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决。

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