鲁宝钢管循环水泵房建筑工程泵房高支模专项施工方案

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鲁宝钢管循环水泵房建筑工程泵房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;

某挖孔桩施工组织设计梁截面高度D(m):1.70

混凝土板厚度(mm):0.10;

立杆纵距(沿梁跨度方向间距)La(m):0.60;

立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10;

脚手架步距(m):1.50;

梁支撑架搭设高度H(m):11.00;

梁两侧立柱间距(m):0.60;

承重架支设:木方支撑平行梁截面B;

立杆横向间距或排距Lb(m):0.60;

采用的钢管类型为Φ48×3.50;

扣件连接方式:单扣件,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

木材弹性模量E(N/mm2):10000.0;

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;

钢材弹性模量E(N/mm2):210000.0;

钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):205.0;

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;

梁底模板支撑的间距(mm):200.0;

面板厚度(mm):18.0;

主楞间距(mm):500;

次楞间距(mm):300;

穿梁螺栓水平间距(mm):500;

穿梁螺栓竖向间距(mm):300;

穿梁螺栓直径(mm):M12;

主楞龙骨材料:木楞,,宽度50mm,高度100mm;

截面类型为圆钢管48×3.5;

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:

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44.620kN/m2、18.000kN/m2,取较小值18.000kN/m2作为本工程计算荷载。

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。计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

按以下公式计算面板跨中弯矩:

计算跨度(内楞间距):l=300.00mm;

面板的最大弯距M=0.1×10.98×300.002=9.88×104N.mm;

经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=9.88×104/2.70×104=3.660N/mm2;

面板的抗弯强度设计值:[f]=13.000N/mm2;

面板的受弯应力计算值σ=3.660N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2,满足要求!

面板的最大挠度计算值:ω=0.677×9.00×300.004/(100×9500.00×2.43×105)=0.214mm;

面板的最大容许挠度值:[ω]=l/250=300.000/250=1.200mm;

面板的最大挠度计算值ω=0.214mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=1.200mm,满足要求!

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,内龙骨采用钢楞,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;

内钢楞截面抵抗矩W=5.08cm3;

内钢楞截面惯性矩I=12.19cm4;

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=(1.2×18.000×0.90+1.4×2.000×0.90)×0.300/2=3.29kN/m;

内楞计算跨度(外楞间距):l=500mm;

内楞的最大弯距:M=0.1×3.29×500.002=8.24×104N.mm;

经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=8.24×104/5.08×103=16.211N/mm2;

内楞的抗弯强度设计值:[f]=205.000N/mm2;

内楞最大受弯应力计算值σ=16.211N/mm2内楞的抗弯强度设计值小于[f]=205.000N/mm2,满足要求!

(2).内楞的挠度验算

内楞的最大挠度计算值:ω=0.677×2.70×500.004/(100×210000.00×1.22×105)=0.045mm;

内楞的最大容许挠度值:[ω]=2.000mm;

内楞的最大挠度计算值ω=0.045mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=2.000mm,满足要求!

外楞承受内楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中,外龙骨采用木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=50×100×100/6=83.33cm3;

I=50×100×100×100/12=416.67cm4;

(1).外楞抗弯强度验算

最大弯矩M按下式计算:

其中,作用在外楞的荷载:P=(1.2×18.00×0.90+1.4×2.00×0.90)×0.50×0.30/2=1.65kN;

外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距):l=300mm;

外楞的最大弯距:M=0.175×1647.000×300.000=8.65×104N.mm

经计算得到,外楞的受弯应力计算值:σ=8.65×104/8.33×104=1.038N/mm2;

外楞的抗弯强度设计值:[f]=17.000N/mm2;

外楞的受弯应力计算值σ=1.038N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=17.000N/mm2,满足要求!

(2).外楞的挠度验算

外楞的最大挠度计算值:ω=1.146×1.35×103×300.003/(100×10000.00×4.17×106)=0.010mm;

外楞的最大容许挠度值:[ω]=1.200mm;

外楞的最大挠度计算值ω=0.010mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=1.200mm,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=18.000×0.500×0.300×2=5.400kN。

穿梁螺栓最大容许拉力值:[N]=170.000×76/1000=12.920kN;

穿梁螺栓所受的最大拉力N=5.400kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.920kN,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=400.00×18.00×18.00/6=2.16×104mm3;

I=400.00×18.00×18.00×18.00/12=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)×0.40×1.70×0.90=18.73kN/m;

q2:1.2×0.35×0.40×0.90=0.15kN/m;

振捣混凝土时产生的荷载设计值:

q3:1.4×2.00×0.40×0.90=1.01kN/m;

q=q1+q2+q3=18.73+0.15+1.01=19.89kN/m;

跨中弯矩计算公式如下:

Mmax=0.10×19.886×0.2002=0.080kN.m;

σ=0.080×106/2.16×104=3.683N/mm2;

梁底模面板计算应力σ=3.683N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=13.000N/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)×1.700+0.35)×0.40=17.48N/mm;

面板的最大允许挠度值:[ω]=200.00/250=0.800mm;

面板的最大挠度计算值:ω=0.677×17.480×200.04/(100×9500.0×1.94×105)=0.103mm;

面板的最大挠度计算值:ω=0.103mm小于面板的最大允许挠度值:[ω]=200.0/250=0.800mm,满足要求!

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)钢筋混凝土梁自重(kN):

q1=(24.000+1.500)×0.400×1.700×0.200=3.468kN;

(2)模板的自重荷载(kN):

q2=0.350×0.200×(2×1.700+0.400)=0.266kN;

(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):

经计算得到,活荷载标准值P1=(2.500+2.000)×0.400×0.200=0.360kN;

2.木方楞的传递均布荷载验算:

P=(1.2×(3.468×0.266)+1.4×0.360)/0.400=12.462kN/m;

3.支撑钢管的强度验算:

按照均布荷载作用下的简支梁计算

均布荷载,q=12.462kN/m;

支撑钢管按照简支梁的计算公式

经过简支梁的计算得到:

钢管最大应力σ=498480.000/5080.000=98.126N/mm2;

钢管的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2;

水平钢管的最大应力计算值98.126N/mm2小于水平钢管的抗压强度设计值205.0N/mm2,满足要求!

钢管支座反力RA=RB=0.5×12.462×0.400=2.492kN;

纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。

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=2.49kN;

R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

横杆的最大支座反力:N1=2.492kN;

脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×11.000=1.704kN;

N=2.492+1.704=4.197kN;

如果完全参照《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=1.155×1.700×1.500=2.945m;

Lo/i=2945.250/15.800=186.000;

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=4196.520/(0.207×489.000)=41.458N/mm2;

钢管立杆稳定性计算σ=41.458N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205.00N/mm2接长涵洞施工工艺,满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算

lo=k1k2(h+2a)(2)

立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.167×1.024×(1.500+0.100×2)=2.032m;

Lo/i=2031.514/15.800=129.000;

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=0.401;

南京市海绵城市规划建设鸡翅基础图 集 通用海绵设施(中国市政工程华北设计研究总院有限公司2018年6月).pdf钢管立杆受压应力计算值;σ=4196.520/(0.401×489.000)=21.401N/mm2;

钢管立杆稳定性计算σ=21.401N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205.00N/mm2,满足要求!

以上表参照杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》

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