高支模专项施工方案

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高支模专项施工方案

1.模板支撑及构造参数

梁截面宽度B(m):0.40;梁截面高度D(m):1.50;

混凝土板厚度(mm):120.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):0.80;

SY/T 7496-2020 套管磨损试验方法.pdf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):11.57;梁两侧立杆间距(m):0.60;

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:1;

采用的钢管类型为Φ48×3;

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:1.00;

新浇混凝土重力密度(kN/m3):24.00;模板自重(kN/m2):0.30;钢筋自重(kN/m3):1.50;

施工均布荷载标准值(kN/m2):2.0;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):17.8;

振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):2.0;振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):4.0;

木材品种:柏木;木材弹性模量E(N/mm2):9000.0;

木材抗压强度设计值fc(N/mm):16.0;

木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):17.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.7;

面板材质:胶合面板;面板厚度(mm):18.00;

面板弹性模量E(N/mm2):6000.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0;

梁底方木截面宽度b(mm):50.0;梁底方木截面高度h(mm):80.0;

梁底模板支撑的间距(mm):200.0;

主楞间距(mm):200;次楞根数:8;

主楞竖向支撑点数量:9;

固定支撑水平间距(mm):500;

竖向支撑点到梁底距离依次是:150mm,300mm,450mm,600mm,750mm,900mm,1050mm,1200mm,1350mm;

直径(mm):48.00;壁厚(mm):3.00;

宽度(mm):50.00;高度(mm):80.00;

按《施工手册》,新浇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:

F=0.22γtβ1β2V1/2

分别计算得17.848kN/m2、18.000kN/m2,取较小值17.848kN/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振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

次楞的根数为8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)

材料抗弯强度验算公式如下:

按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算:

M=0.1q1l2+0.117q2l2

新浇混凝土侧压力设计值:q1=1.2×0.2×17.85=4.284kN/m;

振捣混凝土荷载设计值:q2=1.4×0.2×4=1.12kN/m;

经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=2.17×104/1.08×104=2N/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=2N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

面板的最大挠度计算值ν=0.075mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=0.789mm,满足要求!

四、梁侧模板支撑的计算

次楞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。

次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:

q=1.194/0.200=5.969kN/m

本工程中,次楞采用木方,宽度50mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:

W=1×5×8×8/6=53.33cm3;

I=1×5×8×8×8/12=213.33cm4;

E=9000.00N/mm2;

经过计算得到最大弯矩M=0.024kN·m,最大支座反力R=1.313kN,最大变形ν=0.003mm

强度验算计算公式如下:

经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值σ=2.39×104/5.33×104=0.4N/mm2;

次楞的抗弯强度设计值:[f]=17N/mm2;

次楞最大受弯应力计算值σ=0.4N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求!

次楞的最大容许挠度值:[ν]=200/400=0.5mm;

次楞的最大挠度计算值ν=0.003mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=0.5mm,满足要求!

主楞承受次楞传递的集中力,取次楞的最大支座力1.313kN,按照集中荷载作用下的多跨连续梁计算。

本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚3mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=2×4.493=8.99cm3;

I=2×10.783=21.57cm4;

E=206000.00N/mm2;

主楞弯矩图(kN·m)

经过计算得到最大弯矩M=0.098kN·m,最大支座反力R=2.217kN,最大变形ν=0.027mm

(1)主楞抗弯强度验算

经计算得到,主楞的受弯应力计算值:σ=9.85×104/8.99×103=11N/mm2;主楞的抗弯强度设计值:[f]=205N/mm2;

主楞的受弯应力计算值σ=11N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.027mm

主楞的最大容许挠度值:[ν]=150/400=0.375mm;

主楞的最大挠度计算值ν=0.027mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.375mm,满足要求!

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。

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=400×18×18/6=2.16×104mm3;

I=400×18×18×18/12=1.94×105mm4;

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)×0.40×1.50=18.360kN/m;

模板结构自重荷载设计值:

q2:1.2×0.30×0.40=0.144kN/m;

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值:

q3:1.4×(2.00+2.00)×0.40=2.240kN/m;

最大弯矩计算公式如下:

Mmax=0.1(q1+q2)l2+0.117q3l2=0.1×(18.36+0.144)×2002+0.117×2.24×2002=8.45×104N·mm;

σ=Mmax/W=8.45×104/2.16×104=3.9N/mm2;

梁底模面板计算应力σ=3.9N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[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:ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

面板的最大允许挠度值:[ν]=200.00/250=0.800mm;

面板的最大挠度计算值:ν=0.677×18.504×2004/(100×6000×1.94×105)=0.172mm;

面板的最大挠度计算值:ν=0.172mm小于面板的最大允许挠度值:[ν]=0.8mm,满足要求!

六、梁底支撑木方的计算

(1)钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m):

q1=1.2×[(24+1.5)×1.5×0.2+0.3×0.2×(2×1.38+0.4)/0.4]=9.749kN/m;

(2)施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m):

q2=1.4×(2+2)×0.2=1.12kN/m;

均布荷载设计值q=9.749+1.120=10.869kN/m;

梁两侧楼板荷载以集中荷载的形式传递,其设计值:

本工程梁底支撑采用方木,方木的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:

W=5×8×8/6=5.33×101cm3;

I=5×8×8×8/12=2.13×102cm4;

E=9000N/mm2;

计算简图及内力、变形图如下:

N1=N3=0.45kN;

最大弯矩:M=0.101kN·m

最大剪力:V=1.815kN

方木最大正应力计算值:σ=M/W=0.101×106/5.33×104=1.9N/mm2;

方木最大剪应力计算值:τ=3V/(2bh0)=3×1.815×1000/(2×50×80)=0.681N/mm2;

方木的最大挠度:ν=0.019mm;

方木的允许挠度:[ν]=0.6×103/2/250=1.2mm;

方木最大应力计算值1.887N/mm2小于方木抗弯强度设计值[f]=17.000N/mm2,满足要求!

方木受剪应力计算值0.681N/mm2小于方木抗剪强度设计值[fv]=1.700N/mm2,满足要求!

方木的最大挠度ν=0.019mm小于方木的最大允许挠度[ν]=1.200mm,满足要求!

七、梁跨度方向钢管的计算

作用于梁跨度方向钢管的集中荷载为梁底支撑方木的支座反力。

钢管的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:

I=10.78cm4;

E=206000N/mm2;

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=0.45kN

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=0.135kN·m;

最大变形νmax=0.274mm;

最大支座力Rmax=1.968kN;

最大应力σ=M/W=0.135×106/(4.49×103)=30.1N/mm2;

支撑钢管的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2;

支撑钢管的最大应力计算值30.1N/mm2小于支撑钢管的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度νmax=0.274mm小于800/150与10mm,满足要求!

2.梁底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=3.63kN

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=1.089kN·m;

最大变形νmax=2.211mm;

最大支座力Rmax=15.882kN;

最大应力σ=M/W=1.089×106/(4.49×103)=203.6N/mm2;

支撑钢管的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2;

支撑钢管的最大应力计算值203.6N/mm2小于支撑钢管的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度νmax=2.211mm小于800/150与10mm,满足要求!

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1.00,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN。

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=15.882kN;

R<16.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

σ=N/(φA)≤[f]

1.梁两侧立杆稳定性验算

纵向钢管的最大支座反力:N1=1.968kN;

脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×11.57=1.792kN;

楼板混凝土、模板及钢筋的自重:

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值:

N=N1+N2+N3+N4=1.968+1.792+1.774+2.464=7.998kN;

根据《扣件式规范》,立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a,

为安全计,取二者间的大值,即:

lo=Max[1.167×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.976m;

得到计算结果:立杆的计算长度

lo/i=2975.85/15.9=187;

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=0.205;

钢管立杆受压应力计算值;σ=7998.154/(0.205×424)=92N/mm2;

钢管立杆稳定性计算σ=92N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

2.梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算

纵向钢管的最大支座反力:N1=15.882kN;

N=N1+N2=15.882+1.56=17.442kN;

根据《扣件式规范》,立杆计算长度lo有两个计算公式lo=kμh和lo=h+2a,

为安全计,取二者间的大值,即:

lo=Max[1.167×1.7×1.5,1.5+2×0.1]=2.976m;

得到计算结果:立杆的计算长度

lo/i=2975.85/15.9=187;

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=0.205;

钢管立杆受压应力计算值;σ=17442.085/(0.205×424)=200.7N/mm2;

钢管立杆稳定性计算σ=200.7N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2HG/T 5777-2020标准下载,满足要求!

考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算

lo=k1k2(h+2a)=1.167×1.026×(1.5+0.1×2)=2.035m;

lo/i=2035.481/15.9=128;

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=0.406;

钢管立杆的最大应力计算值;σ=17442.085/(0.406×424)=101.3N/mm2;

钢管立杆稳定性计算σ=101.3N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,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DB34/T 3735.2-2020 河长制决策支持系统 第2部分:数据资源共享规范.pdf,否则存在安全隐患。

《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》

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