泵房模板工程专项方案

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1、某引水工程(取水泵站、加压泵站)模板高大支撑体系专项方案二0一四年二月二十五日- 45 -一、工程概况:本工程从 取水,取水泵站设在黄塘溪左岸,加压泵站设在张青路与张经十三路路口西南侧。本工程建设单位为 ,设计单位为 ,监理单位为 ,施工单位为 。取水泵站位于城西大道云庄村段,紧邻 自来水的城南引水泵站,设计日供水流量为9万吨,三台500KW的水泵,两用一备,泵房及配电房建筑面积约为700 m2。其中泵房结构架空层高为11m(地上部分建筑高为7.4 m),配电房结构层高为4.7m,电缆层高为3.9m。泵房柱网尺寸为(52005700)9800mm,框架柱的尺寸为400800mm,超高支撑部分建

2、筑面积约为160m2。取水泵房布置图取水泵房剖视图加压泵站泵房及配电房建筑面积约为600m2。其中泵房结构架空层高设计为11m(地上部分建筑高为7.4 m),配电房结构架空层高设计为4.7m,电缆层高设计为3.9m。泵房柱网尺寸为(52006600)9800mm,框架柱的尺寸为400800mm,超高支撑部分建筑面积约为138m2。加压泵房布置图加压泵房剖视图本方案主要针对泵房架空层的模板支撑体系进行设计及验算,由于玖龙泵的柱间距较大,而架空层建筑面积较小,架空层高度相同的情况下,以玖龙泵站的模板支撑体系进行设计和验算,庄兜提升泵站的模板高支撑体系参照玖龙泵站的支撑体系设计进行施工。二、方案编制

3、依据:1、工程施工图纸。2、相关的技术规范、规程、规定:建筑结构荷载规范(GB50009)、钢结构设计规范(GB50017)、混凝土结构设计规范(GB50010)、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130)、建筑施工安全检查标准(JGJ59)、编制建筑施工脚手架安全技术标准统一规定及福建省高大模板扣件式钢管支撑体系施工安全管理规定等。3、施工组织总设计、模板专项方案及砼浇筑方案。三、模板工程支撑体系使用材料:1、钢管采用现行国家标准直缝电焊钢管(GB/T13793)或低压流体输送用焊接钢管(GB/T3092)中规定的3号普通钢管,其质量应符合现行国家标准炭素结构钢(GB/T700)中

4、Q235-A钢的规定。每批钢管进场时,应有材质检验合格证。2、钢管选用外径48mm,壁厚3.5mm的焊接钢管,考虑到本地区目前建筑市场钢管壁厚普遍不足,设计计算中壁厚取值3.0mm。立杆、大横杆和斜杆的最大长度为6.0m。3、扣件应采用可锻铸铁制作的扣件,其材质应符合现行国家标准钢管脚手架扣件(GB15831-1995)的规定,扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65NM时不发生破坏。铸件不得有裂纹、气孔,不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余披缝,毛刺、氧化皮等消除干净。4、扣件与钢管的贴合面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好,当扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离应不小于5mm。5、扣件活动部位应能灵活转动,

5、旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。6、扣件表面应进行防锈处理。7、钢管及扣件报费标准:钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀;扣件有脆裂、变形、滑扣应报废和禁止使用。8、模板为1830mm915mm18mm的胶合板,木龙尺寸为50mm100mm2000mm的松木。四、模板计算条件:1、本工程模板的支撑系统采用扣件式满堂脚手架结构,采用483.5mm普通焊接钢管进行搭设。2、设计中拟采用泵房地下部分的底板(底板厚度为1000 mm,已浇筑完成一个多月)作为模板支撑系统的受力面,模板支架搭设高度为11m。3、支撑体系搭设尺寸初步确定如下:1) 搭设尺寸初步确定为:板底立杆的最大纵距b=1000mm,立

6、杆的最大横距l=1000mm,主次梁梁底横均增设两根立杆,立杆的最大纵距b=500mm;立杆的最大步距h=1500mm,在每一步距处纵横向应各设置一道水平拉杆;立杆顶部应采用可调顶托受力,且顶托距离最上面一道水平杆不超过300mm。次楞采用50100方木,主楞采用100100方木。主梁梁底方木间距为500mm,次梁与板底方木间距为250mm,侧模方木间距为300mm,设两道穿梁螺栓,第一道间距为离底模250 mm,第二道离底模350 mm。柱模立档采用钢管,间距不大于200mm,柱箍采用钢管,间距400mm。2) 架体必须连续设置纵、横向扫地杆和水平杆,纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮

7、不大于200mm处的立杆上,横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。3) 满堂架与框架柱抱柱加固的第一道连接位置为走道第一道水平杆上部,最后一道为顶部水平杆上部,中间按每两步距设置,且四根抱柱钢管均与水平杆拉接。4) 走道板作为上部钢管架的支撑,其下部的钢管支撑体系的搭设参照如上要求进行。4、鉴于以下三点原因,本工程模板支撑体系设计中对于风荷载可不予计算:搭设高度未超过20m,参考有关文献资料可不予计算;风荷载组合系数为0.85,若计入风荷载,实际计算结果将比不计入风荷载值更低;本支撑体系与外脚手架无任何联系,受风面积小,风荷载的影响可以不予考虑。5、搭设要求:主梁钢管与砼接

8、触处应采用200*50*3000mm通长垫板垫底,其余钢管与砼接触处采用2层胶合板垫底。具体安装工艺必须符合有关规范、标准的要求。支撑体系布置图详后附图。本工程其余板块支撑体系的布置参照该图,最大间距不得大于图示最大间距。高大模板支撑平面图(示意图)1-立杆,其间距根据上述的搭设尺寸要求进行布置;2-竖向剪刀撑,架体外侧周边及内部纵、横向每隔3m5m由底至顶设置宽度3m5m连续竖向剪刀撑;(每隔四排立杆)3-水平剪刀撑,在竖向剪刀撑交点平面设置宽度3m5m连续水平剪刀撑。(每隔四排立杆)高大模板支撑剖面图(示意图)1-地下墙钢筋砼底板;2-垫木;3-纵横向扫地杆;4-水平剪刀撑;5-立杆,6-

9、竖向剪刀撑;7-纵横向水平拉杆;8-U型顶托;9-对拉螺栓;10-通长托木;11-立档;12-斜撑高大模板架体与框架柱、梁板连接大样图高大模板架体与框架柱连接大样 高大模板架体与梁板连接大样注:1、满堂架与框架柱抱柱加固的第一道连接位置为第一道水平杆上部, 注:预埋钢管连墙件在梁板面按两步三跨设置 最后一道为顶部水平杆上部,中间按每两步距设置;2、四根抱柱钢管均与水平杆拉接。五、模板验算(一)屋面板模板验算A、参数信息: 1.模板支架参数横向间距或排距(m):1.00;纵距(m):1.00;步距(m):1.50;立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;模板支架搭设高度(m):11.90(

10、板支撑高度介于11米至12米之间);采用的钢管(mm):483.5(按483.0计);钢材弹性模量E=2.06105N/mm2钢管的截面积A=450mm2钢管的抵抗矩W=4730mm3钢管的惯性矩I=1.13510105 mm4钢管的回转半径i=159mm扣件连接方式:双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:0.80;板底支撑连接方式:方木支撑;2.荷载参数模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000;施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500;3.材料参数面板采用胶合面板,厚度为18mm。面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度

11、设计值(N/mm2):13;板底支撑采用方木(次楞);木方(次楞)弹性模量E(N/mm2):9500.000;木方(次楞)抗弯强度设计值(N/mm2): 13.000;木方(次楞)抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方(次楞)的间隔距离(mm):250.000;木方的截面宽度(mm):50.00;木方(次楞)的截面高度(mm):100.00(按90计);木方的截面积A=4500mm2木方的抵抗矩W=6.75104mm3;木方的惯性矩I=3.0375106 mm4方木(主楞):主楞(托梁) 方木截面宽度(mm)100主楞(托梁) 方木截面高度(mm)100主楞截面惯性矩IX (Cm4)8

12、33.33主楞截面最小抵抗矩WX(Cm3)166.67主楞杉木抗弯强度设计值(N/mm2)11主楞杉木抗剪强度设计值(N/mm2)1.4主楞杉木的弹性模量E(N/mm2)90001000 楼板支撑架荷载计算单元B、模板面板计算:面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度,取单位宽度0.92m的面板作为计算单元 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W = 921.82/6 = 49.68cm3;I = 921.83/12 = 44.71 cm4;模板面板的按照三跨连续梁计算。 面板计算简图1、荷载计算(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):q1 = 250.110.92+0.

13、350.92 = 2.852 kN/m;(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN):q2 = 2.50.92= 2.3 kN/m;2、强度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: 其中:q=1.22.852+1.42.3=6.64kN/m最大弯矩M=0.16.640.252=0.0415 kNm;面板最大应力计算值 =41500/49680 = 0.835 N/mm2;面板的抗弯强度设计值 f=13 N/mm2;面板的最大应力计算值为 0.835 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!3、挠度计算挠度计算公式为400 面板最大挠度计算

14、值 v = 0.6772.8522504/(1009500447100)=0.018mm; 面板最大允许挠度 V=250/ 400=0.625mm;面板的最大挠度计算值 0.018 mm 小于 面板的最大允许挠度0.625mm,满足要求!C、模板支撑方木(次楞)的计算:方木按照简支梁计算,其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=599/6 = 67.5 cm3;I=5999/12 = 303.75 cm4; 方木楞计算简图1.荷载的计算:(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):q1= 250.250.11 = 0.688 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m):q2= 0.350.25 = 0

15、.088 kN/m ; (3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):p1 = (2.5+2)1.00.25 = 1.125 kN;2.方木(次楞)抗弯强度验算: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 = 1.2(0.688 + 0.088) = 0.93 kN/m;集中荷载 p = 1.41.125=1.575 kN;最大弯矩 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.5751.00 /4 + 0.931.002/8 = 0.51kN.m;最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.654/2 + 0.931.00/2 =

16、1.2525 kN ;方木的最大应力值 = M / w = 0.51106/(67.5103)= 7.56N/mm2;方木抗弯强度设计值 f=13.0 N/mm2;方木的最大应力计算值为7.56 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!3.方木(次楞)抗剪验算:最大剪力的计算公式如下: Q = ql/2 + P/2截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh T其中最大剪力: V = 1.000.93/2+1.575/2 = 1.2525 kN;方木受剪应力计算值 T = 3 1252.5/(2 50 90) = 0.418 N/mm2;方木抗剪强度设计值 T =

17、 1.4 N/mm2;方木受剪应力计算值为 0.418 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2,满足要求!4.方木(次楞)挠度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下: 均布荷载 q = q1 + q2 = 0.688+0.088=0.775 kN/m;集中荷载 p = 1.125 kN;方木最大挠度计算值 V= 50.77510004 /(38495003037500) +1181.2510003 / ( 4895003037500) = 1.202 mm;方木最大允许挠度值 V= 1000/400=4.0 mm;方木的最大挠度计算值 1

18、.202 mm 小于方木的最大允许挠度值 4mm,满足要求!D、木方支撑主楞(方木100100)计算:支撑主楞按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P = 0.931.00 + 1.654 = 2.584 kN; 主楞计算简图 计算弯矩图(kN.m) 0.95 计算变形图(mm) 计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.987 kN.m ;最大变形 Vmax = 1.15 mm ;最大支座力 Qmax = 8.877 kN ;主楞最大应力 = 0.987106/166670=5.92 N/mm2 ;主楞杉木抗弯强度设计值 f=11 N/mm2 ;主楞计算最

19、大应力计算值 5.92 N/mm2 小于主楞杉木抗弯强度设计值 11 N/mm2,满足要求!主楞最大允许挠度值 V= 1000/400=2.5mm;主楞最大挠度为 0.95 mm 小于2.5 mm,满足要求!E、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): R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN; R - 纵向或横向水平杆传给立杆的

20、竖向作用力设计值;计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到 R=8.877kN;R 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! F、模板支架立杆荷载标准值(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 = 0.0384(11.9+82.05+32.2)+120.0132+40.0184+30.0146= 1.62 kN;钢管架的自重包含实际使用的钢管与扣件的重量。(2)模板及主次楞撑板的自重(kN):NG2 = (0.35+0.6)11.00 =0.9975kN;(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):N

21、G3 = 250.1111.00 =2.888kN;经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 =5.506kN;2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。经计算得到,活荷载标准值 NQ = (2.5+2 ) 11.00 = 4.725 kN;3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算N = 1.2NG + 1.4NQ = 13.222 kN;G、立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计算公式: 其中 N - 立杆的轴心压力设计值(kN) :N =13.222 kN; - 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到; i - 计算立杆的截面回转半径(cm) :i

22、= 1.59 cm; A - 立杆净截面面积(cm2):A = 4.5 cm2; W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=4.73 cm3; - 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2); f- 钢管立杆抗压强度设计值 :f =205 N/mm2; L0- 计算长度 (m),考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算:l0 = k1k2(h+2a) k1 - 计算长度附加系数按照表1取值1.167;k2 - 计算长度附加系数,h+2a = 1.7 按照表2取值1.021 ;上式的计算结果:立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.1671.021(1.5+0.12) = 2.0

23、26 m;Lo/i = 2026 / 15.9 = 127 ;由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.412 ;钢管立杆的最大应力计算值 ;=13222/(0.412450) = 71.32N/mm2;钢管立杆的最大应力计算值 = 71.32N/mm2 小于钢管立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2,满足要求! 以上表参照 扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全。H、立杆的地基承载力计算: 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg 本工程中钢管与地面接触处为1000厚的C25钢筋砼,其承载力远大于地基的承载力150 kpa,此处的基础承载力按 150 k

24、pa 进行校核; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ; 立杆基础底面的平均压力:p = N/A =132.22kpa ;其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 13.222kN;基础底面面积 :A = 0.1 m2 。p=132.22 fg=150 kpa 。地基承载力满足要求!(二)主梁模板验算A、参数信息1.模板支撑及构造参数梁截面宽度 B(m):0.35;梁截面高度(最高处) D(m):1.06混凝土板厚度(mm):100.00;立杆梁跨度方向间距La(m):1.00;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;梁支撑架搭设高度H(m):

25、10.90;梁两侧立柱间距(m):1.00;承重架支设:无承重立杆,方木支撑平行梁截面;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):0.7;采用的钢管类型为483.0;钢管截面特性值同上节;扣件连接方式: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;2.荷载参数模板自重(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):19.2;倾倒混凝土侧压力(kN/m2):4.0;振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.03.材料参数木材品种:南方松;木材弹性模量E(N/mm2):10000.0;木材抗

26、弯强度设计值fm(N/mm2):15.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.6;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;4.梁底模板参数板底支撑采用方木(次楞);木方弹性模量E(N/mm2):9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2): 13.000;木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方的间隔距离(mm):250.000;木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):100(按90计);木方的截面积A=4200mm2木方的抵抗矩W=4.9104mm3;木方的惯性矩I=1.7151

27、06 mm4梁底模板支撑的间距(mm):250.0;面板厚度(mm):18.0;5.梁侧模板参数主楞(双钢管)间距(mm):第一道距底模250,第二道间距350;次楞间距(mm):300;穿梁螺栓水平间距(mm):600;穿梁螺栓竖向根数:1;穿梁螺栓竖向距板底的距离为:第一道距底模250,第二道间距350;穿梁螺栓直径(mm):M12;主楞龙骨材料:双钢管;截面类型为圆钢管483.0;次楞龙骨材料:木楞,宽度50mm,高度90(100按90计)mm;B、梁模板荷载标准值计算1.梁侧模板荷载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。按施工手册,新浇

28、混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值: 其中 - 混凝土的重力密度,取25.000kN/m3; t - 新浇混凝土的初凝时间,取5.000h; T - 混凝土的入模温度,取25.000; V - 混凝土的浇筑速度,取2.000m/h; H - 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取1.06m; 1- 外加剂影响修正系数,取1.200; 2- 混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。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;分别为 51.523 kN/m2、26.5kN/m2,取较小值26.5 kN/m2作为本工程计算荷载。C、梁侧模板面板的计算

29、 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。1、强度计算均布荷载q=(1.226.5+1.44.0)(1.06-0.110)=35.53KN/m按三等跨连续梁计算最大弯矩M=0.100ql2=0.10035.530.3002=0.320KN.m最大剪力Q=0.600ql=0.60035.530.300=6.40KN截面应力=M/W=31977/(960182/6)=0.617N/mm2fm=13N/mm2 剪应力 T=3Q/2A=36395/(296018)=0.555N/mm2fv=1.4N/mm2 强度

30、验算符合要求。(3)变形验算q=(1.226.5)0.95=30.21KN/mV=0.677ql4/(100EI) =0.67730.213004/(1009500960181818/12) 0.374mm300/400=0.75mm满足要求。3、侧模立档验算(1)荷载计算立档均布荷载设计值:q=35.530.3=10.66KN/m (2)强度计算由于梁中部设置了二道对拉螺杆,立档可以看作三跨连续梁。最大弯矩M=0.100ql2=0.10010.660.3502=0.131KN.m最大剪力Q=0.600ql=0.60010.660.350=2.24KN截面应力=M/W=13059/(67500

31、)=0.193N/mm2fm=13N/mm2 剪应力 T=3Q/2A=310002.24/(25090)=0.747N/mm2fv=1.4N/mm2 强度验算符合要求。(3)变形验算V=0.677ql4/(100EI) =0.67710.663504/(100950050909090/12) 0.038mm350/400=0.875mm满足要求。4、对拉螺栓用钢管计算(a=0.60m)(1)荷载计算钢管受到立档的集中荷载设计值:P=10.660.35=3.731KN 梁侧钢管计算简图(2)强度计算双钢管可以看作三等跨连续梁。为简化计算,可视为集中荷载三等分每跨。最大弯矩M=0.267Pl=0.

32、2673.7310.35=0.349KN.m最大剪力Q=1.267P=1.2673.731=4.727KN截面应力=M/W=349000/(24730)=36.89N/mm2=205N/mm2 剪应力 T=2Q/3A=24727/(32450)=3.50N/mm2=205N/mm2 强度验算符合要求。(3)变形验算V=1.883Pl3/(2100EI) =1.8833.7313503/(21002.061051.1351105) 6.4410-5mm350/400=0.875mm满足要求。5、穿梁螺栓的计算 验算公式如下: 其中 N - 穿梁螺栓所受的拉力; A - 穿梁螺栓有效面积 (mm2

33、); f - 穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2;查表得: 穿梁螺栓的直径: 12 mm; 穿梁螺栓有效直径: 9.85 mm; 穿梁螺栓有效面积: A= 76 mm2;穿梁螺栓所受的最大拉力: N =2P=23.731=7.46kN。穿梁螺栓最大容许拉力值: N = 17076/1000 = 12.92 kN;穿梁螺栓所受的最大拉力 N=7.46kN 小于穿梁螺栓最大容许拉力值 N=12.92kN,满足要求!F、梁底模板计算面板为受弯结构,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。强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇

34、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 =3501818/6 = 1.89104mm3; I = 350181818/12 = 1.701105mm4; 1.抗弯强度验算按以下公式进行面板抗弯强度验算: 其中, - 梁底模板的弯曲应力计算值(N/mm2); M - 计算的最大弯矩 (kN.m); l-计算跨度(梁底支撑间距): l =250.00mm; q - 作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN/m);新浇混凝土及钢筋荷载设计值:q1: 1.2(25.00+1.50

35、)0.351.06=11.35kN/m;模板及方木自重荷载:q2:1.20.5(0.35+0.962) 0.25=0.3405kN/m;振捣混凝土时产生的荷载设计值:q3: 1.42.000.351.06=1.0388kN/m;q = q1 + q2 + q3=12.73kN/m;跨中弯矩计算公式如下: Mmax = 0.1012.730.252=0.08kN.m; =0.08106/1.62104=4.94N/mm2;梁底模面板计算应力 =4.94 N/mm2 小于梁底模面板的抗压强度设计值 f=13N/mm2,满足要求!2.挠度验算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

36、载作用。最大挠度计算公式如下:400 其中,q-作用在模板上的压力线荷载: q =((25.0+1.50)1.06+0.5)0.35= 10KN/m; l-计算跨度(梁底支撑间距): l =250.00mm; E-面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2;面板的最大允许挠度值: =250.00/400 =0.625mm;面板的最大挠度计算值: = 0.677102504/(10095001.701105)=0.164mm;面板的最大挠度计算值: =0.164mm 小于 面板的最大允许挠度值: = 250 / 400 =0.625mm,满足要求!G、梁底支撑木方的计算计算简图如下: 1.

37、荷载的计算:(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m): q1= (25+1.5)1.060.25=7.02kN/m; (2)模板的自重荷载(kN/m): q2 =0.25(21.06+0.35) =0.6175 kN/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)0.25=1.125 kN/m;2.木方的传递集中力验算:静荷载设计值 q=1.27.02+1.20.6175=9.165 kN/m;活荷载设计值 P=1.41.125=1.575 kN/m;荷载设计值 q =9.165+1.575 =10.74 kN/m。本工程

38、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=67.5 cm3;I=303.75 cm4;3.支撑方木抗弯强度验算:最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩,跨中最大弯距计算公式如下: 其中 a=(1.000-0.350)/2=0.325 m; c=0.350 m;跨中最大弯距 M=0.12510.740.350.35+0.510.740.350.075=0.305 kN.m;方木最大应力计算值 =30500.000/(6.75104)=0.452 N/mm2;方木抗弯强度设计值 f=15.000 N/mm2; 方木最大应力计算值0.452 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值

39、 f=15.000 N/mm2,满足要求!4.支撑方木抗剪验算:最大剪力的计算公式如下: 截面抗剪强度必须满足: 其中最大剪力 V =10.740.35/2=1.88 kN;方木受剪应力计算值 T=31880/(25090)=0.627N/mm2;方木抗剪强度设计值 T=1.600 N/mm2;方木受剪应力计算值 0.627 N/mm2 小于方木抗剪强度设计值 T=1.600 N/mm2,满足要求!5.支撑方木挠度验算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下: 线荷载 q =7.02+ 0.6175 = 7.64kN/m;方木最大挠度=7.64350(85003-

40、43502500+3503)/(384100003.0375106)=0.183mm方木的挠度设计值 =500/400=1.25 mm;方木的最大挠度 =0.183mm 小于方木的最大允许挠度 =1.25mm,满足要求!H、梁跨度方向主楞的计算作用于支撑主楞的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等,通过次楞方木的集中荷载传递。1.梁两侧支撑主楞的强度计算:支撑主楞按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P=1.88 KN.100010001000计算简图0.6880.8280.791计算弯矩图(kN.m)1.372计算变形图(mm) 计算剪力图(kN)最大弯矩 Mmax = 0.828 kN

41、.m ;最大变形 Vmax = 0.825mm ;最大支座力 Rmax = 5.749 kN ;最大应力 = 0.828106 /(4.73103 )=120.354 N/mm2;抗弯强度设计值 f=205 N/mm2;支撑主楞的最大应力计算值 120.354 N/mm2 小于支撑钢管的抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!主楞最大允许挠度值 V= 1000/400=2.5mm;支撑钢管的最大挠度Vmax=0.825mm小于2.5 mm,满足要求!I、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

42、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): R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN; 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,根据前面计算结果得到 R=5.749 kN;R 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! J、立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计算公式 1.梁两侧立杆稳定性验算:其中 N - 立杆的轴心压力设计值,它包括: 横杆的最大支座反力: N1 =5.749 kN ; 脚手架钢管的自重: NG1 =

43、 1.20.0384(10.09+82.05+32.2)+90.0132+40.0184+30.0146= 1.808kN;钢管架的自重包含实际使用的钢管与扣件的重量 楼板的混凝土模板的自重:N3=1.2(1.00/2+(1.00-0.35)/2)1.050.35=0.364 kN; 楼板钢筋混凝土自重荷载:N4=1.2(1.00/2+(1.00-0.35)/2)1.050.110(1.50+25.00)=3.03 kN; N =5.749+1.808+0.364+3.03=10.951kN; - 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到; i - 计算立杆的截面回转半径 (cm)

44、:i = 1.59; A - 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.5; W - 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 4.73; - 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/mm2); f - 钢管立杆抗压强度设计值:f =205 N/mm2; lo - 计算长度 (m);考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算:lo = k1k2(h+2a)k1 - 计算长度附加系数按照表1取值1.167;k2 - 计算长度附加系数,h+2a = 1.7 按照表2取值1.021 ;上式的计算结果:立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.1671.021(1.5+0.12) = 2.026 m;

45、Lo/i = 2025.562 / 15.9 = 127 ;由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.412 ;钢管立杆受压应力计算值 ;=10951/(0.412450) = 59.07N/mm2;钢管立杆稳定性计算 = 59.07N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 f = 205 N/mm2,满足要求!K、立杆的地基承载力计算: 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg 地基承载力设计值:fg = fgkkc = 150 kpa; 本工程中钢管与地面接触处为1000厚的C25钢筋砼,其承载力远大于地基的承载力150 kpa,此处的基础承载力按 150

46、kpa 进行校核; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ; 立杆基础底面的平均压力:p = N/A =109.51 kpa ;其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 10.951kN;基础底面面积 :A = 0.1 m2 。p=109.51 fg=150 kpa 。地基承载力满足要求!(三)柱模板验算 由于本工程柱的最大尺寸为400800mm,尽管层高较大,但由于只是局部涉及面积较小,且周边每层都设置梁板,在柱的砼浇筑过程中可分别按楼层进行,第一次浇至配电间底板处,浇筑高度为4m,第二次浇至配电间屋面梁板处,浇筑高度为4.7m,第三次浇至屋面梁板处,浇筑高度3.2m。 柱模板采

47、用胶合板,立档采用钢管,间距不大于200mm,柱箍采用钢管,间距400mm。由于柱截面较小,不设对拉螺栓。柱模板安装过程中均应留置清扫口。七、钢管支撑体系搭设1、支撑架搭设工艺流程:立杆定位摆放扫地杆竖立杆并与扫地杆扣紧安装扫地水平剪刀撑安装第一步横杆与各立杆扣紧安装第一步纵杆安装第二步横杆安装第二步纵杆安装第三步纵横杆安装第四步纵横杆安装纵横向剪刀撑,剪刀撑与地面成4560度夹角安装第二道水平剪刀撑环梁模板安装。上部支撑架的搭设工艺流程相同。2、支撑架搭设技术措施:(1)严格按照搭设方案设计的材料、立杆间距、水平杆步距以及构造要求施工。(2)钢管支撑体系搭设工人应持操作证上岗,高度在2m及其

48、以上时,应遵守高处作业安全技术规范的有关规定。无防护或操作平台时应使用安全带。(3)立杆垂直度偏差不得大于架高的1/500(且最大偏差不大于+50 mm。(4)立杆接头必须采取对接扣件,对接应符合以下要求:立杆上的对接扣件应交错布置,两相邻立杆接头不应设在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不应小于500mm,各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3,同一步内不允许许有二个接头。若层高与钢管接长不符,必须增设U型顶托调整长度并向竖向钢管传递荷载,立杆必须采用对接,严禁搭接。可调顶托螺栓插入立杆深度不小于150 mm,伸出立杆长度不大于200 mm。(5)脚手架地步必须

49、满设纵、横向扫地杆与水平拉杆,杆件与立杆采用直角扣件扣紧。(6)架子水平拉杆之间的水平高差不超过50mm,同一排横杆的水平偏差不得大于1/300。(7)因层高较高搭设中要及时架设监时支撑进行加固,以保证搭设过程中的安全,要随搭随校正杆件的的垂直度和水平偏差,适度拧紧扣件。扣件最终拧紧力矩不得小于40KN.m。(8)剪刀撑的接头采用搭接,搭接长度不小于1m,使用旋转扣件,数量不少于3个。(9)剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的纵横杆或立杆上,旋转扣件中心线距主节点的中心的距离不应大于150mm。(10)用于水平杆对接的扣件开口,应朝架子内侧,螺栓向上,避免开口朝上,以防雨水进入,导致扣件锈蚀、锈

50、腐后强度减弱,直角扣件不得朝上。八、模板安装与拆除(一)一般要求:1、安装模板时,高度在2m及其以上时,应遵守高处作业安全技术规范的有关规定。2、具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受浇捣砼的重量和侧压力及施工中所产生的荷载。3、构造简单,装拆方便,并便于钢筋的绑扎与安装和砼的浇筑及养护等工艺要求。4、模板接缝应严密,不得漏浆。5、遇有恶劣天气,如降雨、大雾及六级以上大风时,应停止露天的高处作业。雨停止后,应及时清除积水。6、层高度超过4米及其以上的建筑物安装模板时,外脚手架应随同搭设,并满铺脚踏板、张挂安全网和防护栏杆。脚手架应设置上人斜道。在监街及交通要道地区,应设警示牌,并设专人监护

51、,严防伤及行人。7、施工人员上下班应走安全通道,严禁攀登模板、支撑杆件等上下,也不得在墙顶独立梁或在其模板上行走。8、模板的预留孔洞等处,应加盖或设防护栏杆,防止操作人员或物体坠落伤人。9、不得将模板支撑架支承在外脚手架上,也不得将脚手板支搭在模板上,应将模板及支承架与脚手架分开。10、在高处支模时,脚手架或工作台上临时堆放的模板不宜超过三层,所堆放和施工操作人员的总荷载,不得超过脚手架或工作台的规定荷载值。(二)、模板的安装(1)柱模板的下端应预留清扫口并采取防止模板位移的固定措施,9.80m以下的柱浇筑高度较高,应予留混凝土浇捣口。(2)模板及其支撑等的排列布置应按设计图进行,柱箍或紧固木

52、楞的规格,间距应按模板设计计算确定。(3)安装预拼装大块模板,应同时安设临时支撑支稳,严禁将大片模板系于柱子钢筋上,待四周侧板全部就位后,应随时进行校正,并紧固四个角步,按规定设柱,箍或紧固木楞,安设支撑永久固定。(3)楼上下层模板的支柱,应安装在同一垂直中心线上,在已拆模板的楼面上支模时,必须验算该楼层结构的负荷能力。(三)模板的拆除跨度超过8m的模板拆除时,砼的强度必须达到设计强度值100,拆模前砼试块经试压确认其强度满足要求后才能拆除。1、拆模的顺序采取先支的后拆,后支的先拆,先拆非承重模板,后拆承重模板的方法,严格遵守从上而下的原则进行拆除。2、现浇楼板模板拆除(1)现浇楼板或框架结构

53、的模板拆除顺序:柱箍柱侧模梁侧模梁板底支撑系统板模板梁底模。(2)拆除模板时,要站在安全的地方。(3)拆除模板时,严禁用撬棍或铁锤乱砸,对拆下的大块胶合板要有人接应拿稳。应妥善传递放至地面,严禁抛掷。(4)拆下的支架,模板应及时拨钉,按规格堆放整齐,模板工程完成后应用吊篮降落到指定地点堆放并及时安排车辆运到仓库存放。模料严禁从高处抛掷。(5)拆除跨度较大的梁下支柱时,应先从跨中开始,分别向两端拆除。(6)对活动部件必须一次拆除,拆完后方可停歇,如中途停止,必须将动部分固定牢靠,以免发生事故。(7)水平拉撑,应道先拆除上拉撑,最后拆除后一道水平拉撑。3、现浇柱子模板拆除(1)拆除要从上到下,模板

54、及支撑不得向地面抛掷。(2)应轻轻撬动模板,严禁捶击,并应随拆随按指定地点堆放。4、拆除完的模板严禁堆入在外脚手架上九、模板的验收由于超高模板支撑体系具有较大的危险性,因此在模板搭设前应组织相关专家对专项方案进行论证,同时就存在超高超大模板施工的情况向质安站报备;施工中必须按照专项方案设计的参数实施,施工管理人员应对模板支撑架的立杆间距、纵横向扫地杆和拉结杆、剪刀撑的设置组织分段验收。模板搭设完成后,应按照要求组织方案论证专家即相关各方参加对模板进行验收。验收中应采用扭矩扳手检测扣件螺栓的紧固程度,力矩值不得低于40N.m。十、砼浇筑方案本工程梁板施工中拟采用汽车泵输送商品砼,屋面板模板除支撑

55、高度较高外,在结构上没有其他的特殊性,因此仅对砼浇筑方案作简单叙述。1、梁板以下砼施工对于梁板以下柱砼的施工,拟采用泵房上部楼板面作为施工操作层,拉杆上铺设竹制或木制跳板。柱砼浇筑过程中必须按照对称性的原则,禁止从一边连续向另一边浇筑(独立柱除外)。由于泵房施工层柱较高,向柱模注入砼时需采用串筒或利用开设在中部的浇筑口,柱的砼浇筑平分为两段进行,某柱第一段浇完后先浇其他柱,之后再回头浇筑该柱的余下部分,前后时间间隔以不形成事实上的施工缝为原则。2、梁板砼施工由于本工程模板支撑体系为高支撑,为确保受力均衡,又不在施工层板留置施工缝,拟采用2个砼浇筑小组有中部向两侧同时对称施工。十一、模板工程的安

56、全达标管理1、本工程模板分项安全管理目标:按照建筑施工安全检查标准(JGJ59-99)中模板工程安全检查评分表标准验收合格,施工中不发生任何安全事故。2、项目部委派专人负责次超高超大模板的施工管理工作。3、签订分包合同前必须组织对分包队伍的企业资质、安全生产许可证、以及作业人员的资格进行审查。4、检查进场的钢管扣件的出场检测报告、合格证书,随机抽取试样送检。检测合格后方可使用。5、正式施工前对操作工人进行专项技术交底。十二、模板施工中的危险源管理(一)危险源识别根据本工程施工的作业环境,在模板施工过程中可能存在的危险源较多,经过危险源识别、评价,主要危险源有:钢管、木工操作人员作业防护不到位造

57、成高处坠落,风险级别为较大;模板支撑体系搭设与砼浇筑不按照设计方案实施造成模板坍塌,风险级别为重大。(二)危险源的控制对于可能导致高处坠落与模板坍塌事故出现的因素,有针对性的进行预防控制:1、加强对施工现场操作层施工人员的岗前、班前安全教育,并针对各工种着重加强安全操作规程的学习,提高施工人员的安全意识与操作技能,并做好相关的教育、培训记录。2、严把材料与安全防护用品的进场质量关,杜绝一切不合格“三宝”防护用品与钢管、扣件、方木、胶合板进场。从使用方面严抓安全生产劳动纪律和安全防护用品的使用制度。进一步完善“三宝”用品的日常管理,对老化的,达不到要求的安全带,由项目部安全员进行及时的检查、更换;模板支撑体系使用的重要材料如钢管、扣件必须有生产厂家的合格证同时应按照质安站相关文件要求抽样送检。3、模板工程专项方案审批并经专家论证后,应严格按方案施工。施工前由编制人员下发针对性安全交底(搭设、拆除),并检查交底情况(检查方式:抽检、口头提问);施工中由安全员组织检查督促,严格按照方案划分的立杆间距与水平杆的步距搭设支撑架;模板搭设完成后应组织原论证专家进行验收。砼浇筑过程中应遵循既定的砼浇筑方案,不得中途更改。上述措施可以有效避免架体失稳,造成高空坠落与模板

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