水电站厂房满堂架施工方案

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水电站厂房满堂架施工方案

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):1.50;

梁支撑架搭设高度H(m):20.20;梁两侧立杆间距(m):0.60;

承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向;

CECS348-2013 平板太阳能热水系统与建筑一体化技术规程.pdf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:可调托座;

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):20.00;

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;

梁底纵向支撑根数:2;

主楞间距(mm):600;次楞根数:4;

直径(mm):100.00;壁厚(mm):5.00;

直径(mm):100.00;壁厚(mm):5.00;

斜撑类型:设主楞,设次楞,不设穿梁螺栓;

斜撑截面宽度b1(mm):60;斜撑截面高度h1(mm):80;

斜撑脚点与顶点的水平距离(m):0.15;斜撑脚点与顶点的竖向距离(m):0.30;

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)

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=1.2×0.6×17.85=12.851kN/m;

振捣混凝土荷载设计值:q2=1.4×0.6×4=3.36kN/m;

经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=3.78×104/4.00×104=0.9N/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=0.9N/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=0.018mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=0.6mm,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=2.725/0.600=4.542kN/m

本工程中,次楞采用圆钢管,直径100mm,壁厚5mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=1×33.762=33.76cm3;

I=1×168.812=168.81cm4;

E=206000.00N/mm2;

经过计算得到最大弯矩M=0.164kN·m,最大支座反力R=2.998kN,最大变形ν=0.012mm

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=1.64×105/3.38×104=4.8N/mm2;

次楞的抗弯强度设计值:[f]=205N/mm2;

次楞最大受弯应力计算值σ=4.8N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

次楞的最大容许挠度值:[ν]=600/400=1.5mm;

次楞的最大挠度计算值ν=0.012mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.5mm,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2.998kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中,主楞采用圆钢管,直径100mm,壁厚5mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=2×33.762=67.52cm3;

I=2×168.812=337.62cm4;

E=206000.00N/mm2;

主楞计算剪力图(kN)

主楞计算弯矩图(kN·m)

主楞计算变形图(mm)

经过计算得到最大弯矩M=0.169kN·m,斜撑作用处支座反力R=5.622kN,最大变形ν=0.002mm

(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=1.69×105/6.75×104=2.5N/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=2.5N/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0.002mm

主楞的最大容许挠度值:[ν]=300/400=0.75mm;

主楞的最大挠度计算值ν=0.002mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.75mm,满足要求!

(1)斜撑(轴力)计算

斜撑的轴力Rx按下式计算:

sinα=sin{arctan[0.15/0.3]}=0.447;

斜撑的轴力:Rx=R/sinα=5.622/0.447=12.57kN

σ=Rx/(φA0)≤fc

轴心受压构件稳定系数按下式计算:

φ=1/(1+(λ/80)2)

λ=l0/i=14.51;

φ=1/(1+(λ/80)2)=0.97

σ=N/(φ×A)=12.57×103/(0.97×4800)=2.7N/mm2;

根据规范规定,用于施工和维修时木材的强度设计值应乘1.2调整系数;

[f]=1.2×16=19.2N/mm2;

斜撑受压应力计算值为2.7N/mm2,小于斜撑抗压强度设计值19.2N/mm2,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,按支撑在底撑上的简支梁计算。

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=600×20×20/6=4.00×104mm3;

I=600×20×20×20/12=4.00×105mm4;

按以下公式进行面板抗弯强度验算:

钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m):

q1=1.2×[(24.00+1.50)×0.60+0.30]×0.60=11.232kN/m;

施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m):

q2=1.4×(2.00+2.00)×0.60=3.360kN/m;

q=11.232+3.360=14.592kN/m;

最大弯矩及支座反力计算公式如下:

Mmax=ql2/8=1/8×14.592×3002=1.64×105N·mm;

RA=RB=0.5ql=0.5×14.592×0.3=2.189kN

σ=Mmax/W=1.64×105/4.00×104=4.1N/mm2;

梁底模面板计算应力σ=4.1N/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=5ql4/(384EI)≤[ν]=l/250

面板的最大允许挠度值:[ν]=300.00/250=1.200mm;

面板的最大挠度计算值:ν=5×11.232×3004/(384×6000×4.00×105)=0.494mm;

面板的最大挠度计算值:ν=0.494mm小于面板的最大允许挠度值:[ν]=1.2mm,满足要求!

本工程梁底支撑采用钢管。

强度及抗剪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。

梁底支撑小楞的均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:

q=2.189/0.6=3.648kN/m

钢管按照三跨连续梁计算。

本算例中,钢管的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×3.648×0.62=0.131kN·m;

最大应力σ=M/W=0.131×106/5080=25.9N/mm2;

抗弯强度设计值[f]=205N/mm2;

钢管的最大应力计算值25.9N/mm2小于钢管抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!

截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力:V=0.6×5.94×0.6=1.313kN;

钢管受剪应力计算值τ=2×1.313×1000/489.000=5.371N/mm2;

钢管抗剪强度设计值[τ]=120N/mm2;

钢管的受剪应力计算值5.371N/mm2小于钢管抗剪强度设计值120N/mm2,满足要求!

ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250

钢管最大挠度计算值ν=0.677×3.648×6004/(100×206000×12.19×104)=0.127mm;

钢管的最大允许挠度[ν]=0.600×1000/250=2.400mm;

钢管的最大挠度计算值ν=0.127mm小于钢管的最大允许挠度[ν]=2.4mm,满足要求!

3.支撑托梁的强度验算

梁底模板边支撑传递的集中力:

P1=RA=2.189kN

梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力:

N=5.622×0.300/0.150=11.243kN

经过连续梁的计算得到:

N1=N2=13.947kN;

最大弯矩Mmax=0.406kN·m;

最大应力σ=0.406×106/5080=79.9N/mm2;

支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2;

支撑托梁的最大应力计算值79.9N/mm2小于支撑托梁的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!

七、梁跨度方向钢管的计算

梁底支撑纵向钢管只起构造作用,无需要计算

八、立杆的稳定性计算:

σ=N/(φA)≤[f]

1.梁两侧立杆稳定性验算:

横向支撑钢管的最大支座反力:N1=13.947kN;

脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×20.2=3.129kN;

N=13.947+3.129=17.076kN;

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=2975.85/15.8=188;

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=0.203;

钢管立杆受压应力计算值;σ=17076.385/(0.203×489)=172N/mm2;

钢管立杆稳定性计算σ=172N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

九、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.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆;

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;

c.梁和楼板荷载相差较大时,可以采用不同的立杆间距,但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。

a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时,可以采用等步距设置;

b.当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置,但变化不要过多;

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;

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;

5.顶部支撑点的设计:

a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm;

b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm;

c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载N≤12kN时,可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。

6.支撑架搭设的要求:

a.严格按照设计尺寸搭设吊车数据2.pdf,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;

d.地基支座的设计要满足承载力的要求。

a.精心设计混凝土浇筑方案,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DB21/T 3114-2019标准下载,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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