高空大悬挑模板工程施工方案
工程名称:沈阳雅居乐花园27#楼工程
建设单位:辽宁雅居乐房地产开发有限公司
监理单位:中辽国际工程建设项目管理有限公司
施工单位:广厦建设集团辽宁分公司
编制人:宝磊
审核人:吴锡忠
编制日期:2013年3月16日
专项方案审批表
工程名称: 沈阳雅居乐花园27#楼 建设单位: 宁雅居乐房地产开发有限公司 施工单位: 广厦建设集团辽宁分公司 监理单位:中辽国际工程建设项目管理有限公司 审批名目:高空大悬挑模板工程施工方案审批编号: 编制说明: 项目部报批意见 为保证27#楼北侧七层、二十八层、屋面层悬挑梁、板悬挑跨度大,模板支设难度大,为保证此悬挑梁、板工程安全的施工,并保证悬挑梁、板的工程质量,特此编制此方案作为技术指导. 编制人: 宝 磊 2013 年 3 月 16 日 项目经理:吴锡忠 项目部(章): 2013 年 3 月 17 日 分公司审批意见 审批说明: 审批人: 分公司(章): 年 月 日 备注:分公司审批用表
高空大悬挑模板工程施工方案
一、工程概况
沈阳雅居乐花园27#楼工程位于辽宁大学北侧,蒲南路1号。27#楼总建筑面积约为14178.5㎡,檐口高度为97。3m,剪力墙结构,基础形式为高强混凝土管桩加构造板基础,在七层(19.4m)、二十八层(82.3m)北侧设计有一大悬挑圆弧梁,屋面层(97。3m)设计有一大悬挑圆弧梁及板。连廊混凝土强度等级为C25,梁跨总长为12m,梁截面尺寸为200mm*500mm,屋面层悬挑板厚为120mm。 二、编制依据
1、 2、 3、 4、 5、
根据本工程的全部施工图纸及有关标准图;
根据国家有关规范、标准和地区的有关规程;
《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ 80—91); 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001); 《建筑施工安全检查标准》(JGJ 59-99);
6、 《建筑施工计算手册》(第2 版-2007。7); 7、 《简明施工计算手册》(1999。7); 8、 《实用建筑施工安全手册》(1999.7); 9、 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130—2001); 10、 《悬挑式脚手架安全技术规程》(DG/TJ08-2002—2006); 11、《钢管脚手架扣件》(GB15831—2006); 12、《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)。 三、高空大悬挑梁模板体系设计
1、本工程七层(19.4m)北侧设计有一12m跨悬挑梁,梁截面尺寸为200*500,梁模板无支撑点,该梁模板支撑采用48×3.5mm钢管排架,排架搭设高度为14.25m.该排架搭设在一层顶板上,在一层顶板下搭设满堂红承重架,作为一层顶板加固之用。排架立杆横距为900mm,纵距为900mm,步距1800mm,距地200mm设扫地杆,沿满堂红支撑架纵向设置连续剪刀撑,横向每5。4m设置一道剪刀撑。立杆接头要错开,在同一断面内接头率不大于50%,搭设时立杆下要设木跳板。
2、二十八层(82。3m)及屋面层(97。3m)大跨度悬挑梁模板支撑体系采用18#工字钢悬挑,在18#工字钢上搭设排架,作为梁、板模板支撑之用,18#工字钢钢梁平面布置见下图(1)。该梁在⑥~⑩轴之间,⑥~⑦轴和⑨~⑩轴间悬梁模板支撑采用18#工字钢钢梁悬挑,工字钢挑梁设置在悬梁标高下一楼层的楼梯休息平台上,在工字钢钢梁上搭设排架,工字钢钢梁下用18#槽钢斜撑,18#槽钢下支点支撑在楼梯梁上(见下图2);⑦~⑨轴间梁、板模板支撑体系采用在下一楼层内⑦、⑨轴的剪力墙上预埋18#工字钢,工字钢中心线距M轴上剪力墙内边250mm开始设置工字钢,每900mm设置一根,共设置三根,在平行于M轴的工字钢上设置18#工字钢,两方向工字钢互相垂直,该工字钢距墙面210mm,工字钢间距为1000mm,在此工字钢上搭设排架.排架立杆横距为850mm,梁下支撑架立杆横距为800mm,
立杆纵距为1000mm,步距为1500,距地200mm设置扫地杆,排架横向每5000mm设置一道剪刀撑(见下图3)。
97.3m82.3m48*3.5钢管18#工字钢94.3m79.3m
18#工字钢钢梁平面布置图(图1)
18#工字钢95.85m80.85m18#槽钢200*350楼梯梁92.85m77.85m
⑥~⑦(⑨~⑩)轴间工字钢悬挑梁剖面图(图2)
97.3m82.3m48*3.5钢管18#工字钢94.3m79.3m
⑦~⑨轴间工字钢悬挑梁剖面图(图3)
3、为了使排架及脚手架立杆与工字钢钢梁有可靠的定位连接措施,以确保上部架体的稳定。故在工字钢上焊接长度为150-200mm、直径为25mm的钢筋,将立杆套座其外.
4、悬梁两侧施工脚手架横距0.85m,距梁0。3m,纵距1。0m,步距1。5m;脚手板采用木板封闭,上部脚手板高出悬梁顶面0。2m;脚手架防护栏杆高度为1。2m。
5、悬梁模板支设材料采用40*80mm木方,模板采用18mm厚的多层胶合板,脚手管采用48×3。5mm钢管,模板加固采用镰刀卡具、14#钢丝。 四、高空大宽度悬梁模板支架力学计算:
屋面层设有悬挑梁、板,悬挑梁大小同二十八层,屋面层能够满足要求,二十八层即可满足要求,因此只对屋面层模板支架进行验算。
4.1计算(按最不利工况梁的截面200mm×500mm计算)
梁模板支架剖面图(单位:mm) 梁模板支架平面图(单位:mm)
A、参数信息
1、 模板支撑及构造参数
(1) 梁截面宽度 B(m):0.20;梁截面高度 D(m):0.50;
混凝土板厚度(mm):120.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):1.0; 立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0。05;
立杆步距h(m):1.50;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.0; 梁支撑架搭设高度H(m):2。55;梁两侧立杆间距(m):0。80; 承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向; 采用的钢管类型为Φ48×3.5;
立杆承重连接方式: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:0.85;
2、 荷载参数
(1) 新浇混凝土重力密度(kN/m3):24。00; (2) 模板自重(kN/m):0。35; (3) 钢筋自重(kN/m3):1.50;
(4) 施工均布荷载标准值(kN/m2):3。0; (5) 新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):14.4; (6) 振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):2.0; (7) 振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):4。0; 3、 材料参数
(1) 木材品种:杉木;木材弹性模量E(N/mm2):9000。0;
2
(2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
(2) 木材抗压强度设计值fc(N/mm):10.0;
(3) 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; (4) 面板材质:胶合面板;面板厚度(mm):18。00;
(5) 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
(1) 梁底方木截面宽度b(mm):40。0;梁底方木截面高度h(mm):80。0; (2) 梁底纵向支撑根数:2; 5、 梁侧模板参数
(1) 主楞间距(mm):700;次楞根数:3; (2) 主楞竖向支撑点数量:2;
(3) 固定支撑水平间距(mm):800; (4) 竖向支撑点到梁底距离依次是:0mm,245mm; (5) 主楞材料:圆钢管;
(6) 直径(mm):48.00;壁厚(mm):3。50; (7) 主楞合并根数:2; (8) 次楞材料:木方;
(9) 宽度(mm):40。00;高度(mm):80.00; B、梁侧模板荷载计算
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 F=γH
其中 γ -— 混凝土的重力密度,取24.000kN/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1.500m/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0.600m; β1-- 外加剂影响修正系数,取1.000; β2—- 混凝土坍落度影响修正系数,取1。150。
分别计算得 37。183 kN/m2、14.400 kN/m2,取较小值14。400 kN/m2作为本工程计算荷载。
C、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3根。面板按照均布荷载作用下的两跨连续梁计算.
q 面板计算简图(单位:mm)
1、 强度计算
材料抗弯强度验算公式如下:
σ = M/W < [f]
其中,W —— 面板的净截面抵抗矩,W = 70×1。8×1.8/6=37。8cm3; M —- 面板的最大弯矩(N·mm); σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2) [f] -— 面板的抗弯强度设计值(N/mm2); 按照均布活荷载最不利布置下的两跨连续梁计算: M = 0。125ql2
其中 ,q -- 作用在模板上的侧压力,包括:
新浇混凝土侧压力设计值: q1= 1。2×0。7×14.4=12。096kN/m; 振捣混凝土荷载设计值: q2= 1.4×0.7×4=3。92kN/m; 计算跨度: l = (500-120)/(3—1)= 190mm;
面板的最大弯矩 M= 0。125×(12.096+3.92)×[(500-120)/(3—1)]2 = 7.23×104N·mm;
面板的最大支座反力为: N=1.25ql=1。25×(12。096+3.920)×[(500-120)/(3-1)]/1000=3.804 kN;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=7.23×104/3。78×104=1。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 =1。9N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
2、 挠度验算
ν = 0.521ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
q—-作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值: q = q1= 12。096N/mm;
l—-计算跨度: l = [(500-120)/(3—1)]=190mm; E——面板材质的弹性模量: E = 9500N/mm2;
I—-面板的截面惯性矩: I = 70×1.8×1.8×1。8/12=34.02cm4; 面板的最大挠度计算值: ν= 0。521×12。096×[(500-120)/(3—1)]4/(100×9500×3。40×105) = 0。025 mm;
面板的最大容许挠度值:[ν] = l/250 =[(500—120)/(3-1)]/250 = 0.76mm; 面板的最大挠度计算值 ν=0。025mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ν]=0。76mm,满足要求!
D、梁侧模板支撑的计算 1、 次楞计算
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 = 3。804/0。700= 5。434kN/m
本工程中,次楞采用木方,宽度40mm,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 = 1×4×8×8/6 = 42.67cm3; I = 1×4×8×8×8/12 = 170.67cm4; E = 9000。00 N/mm2;
计算简图 剪力图(kN)
弯矩图(kN·m) 变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩 M = 0.266 kN·m,最大支座反力 R= 4.184 kN,最大变形 ν= 0.585 mm
(1)次楞强度验算
强度验算计算公式如下: σ = M/W<[f]
经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值 σ = 2。66×105/4。27×104 = 6.2 N/mm2; 次楞的抗弯强度设计值: [f] = 13N/mm2;
次楞最大受弯应力计算值 σ = 6.2 N/mm2 小于次楞的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
(2)次楞的挠度验算
次楞的最大容许挠度值: [ν] = 700/400=1。75mm;
次楞的最大挠度计算值 ν=0.585mm 小于 次楞的最大容许挠度值 [ν]=1.75mm,满足要求! 2、 主楞计算
主楞承受次楞传递的集中力,取次楞的最大支座力4.184kN,按照集中荷载作用下的简支梁计算。
本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚3。5mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 2×5.078=10。16cm3;
I = 2×12.187=24.37cm4; E = 206000.00 N/mm2;
主楞计算简图
主楞弯矩图(kN·m) 主楞变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩 M= 0.282 kN·m,最大支座反力 R= 6.4 kN,最大变形 ν= 0.061 mm
(1)主楞抗弯强度验算
σ = M/W〈[f]
经计算得到,主楞的受弯应力计算值: σ = 2。82×105/1.02×104 = 27.8 N/mm2;主楞的抗弯强度设计值: [f] =0。85×205=174。25N/mm2(0.85为钢管强度折减系数);
主楞的受弯应力计算值 σ =27。8N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=174。25N/mm2,满足要求! (2)主楞的挠度验算
根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为 0.061 mm 主楞的最大容许挠度值: [ν] = 245/400=0。612mm;
主楞的最大挠度计算值 ν=0。061mm 小于 主楞的最大容许挠度值 [ν]=0。612mm,满足要求! E、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 = 900×18×18/6 = 4。86×104mm3; I = 900×18×18×18/12 = 4。37×105mm4;
底模面板计算简图
1、 抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算: σ = M/W<[f]
钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m):
q1=1.2×[(24.00+1.50)×0.50+0。35]×1。0=15.72kN/m; 施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m): q2=1。0×(2。00+3.00)×1.0=5.0kN/m; q=15.72+5。0=20.72kN/m; 最大弯矩及支座反力计算公式如下:
Mmax=ql2/8 = 1/8×20.72×2002=1。036×105N·mm; RA=RB=0。5ql=0.5×20.72×0。2=2。072kN σ =Mmax/W=1。036×105/5.4×104=1.92N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =1。92 N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[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,同时不考虑振动荷载作用。 最大挠度计算公式如下:ν= 5ql4/(384EI)≤[ν]=l/250
其中,q—-作用在模板上的压力线荷载:q =q1/1.2=13.10kN/m; l-—计算跨度(梁底支撑间距): l =200。00mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2;
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= 5×15.72×2004/(384×9500×4.86×105)=0.071mm; 面板的最大挠度计算值: ν=0。071mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ν] =0。8mm,满足要求! F、梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木。
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。 1、 荷载的计算:
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=1.59/0.8=2.272kN/m 2、 方木的支撑力验算
方木计算简图
方木按照三跨连续梁计算。
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=4×8×8/6 = 42。67 cm3; I=4×8×8×8/12 = 170.67 cm4; (1) 方木强度验算:
计算公式如下:
最大弯矩 M =0。1ql2= 0.1×2。272×1.02 = 0。227 kN·m; 最大应力 σ= M / W = 0.227×106/42666.7 = 5.32 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f] =13 N/mm2;
方木的最大应力计算值 5.32N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求! (2) 方木抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足: τ = 3V/(2bh0)
其中最大剪力: V =0。6×2。272×1.0 = 1。363 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3×1.363×1000/(2×40×80) = 0。639 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.5 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0。639 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.5 N/mm2,满足要求!
(3) 方木挠度验算:
计算公式如下:
ν = 0。677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
方木最大挠度计算值 ν= 0.677×2.272×10004 /(100×9000×170。667×104)=0.73mm;
方木的最大允许挠度 [ν]=1.0×1000/250=4.0 mm;
方木的最大挠度计算值 ν= 0.73 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ν]=4 mm,满足要求!
3、 支撑小横杆的强度验算
梁底模板边支撑传递的集中力: P1=RA=2。272kN
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:
P2=(0。800-0.200)/4×1.0×(1.2×0.120×24。000+1.0×3.000)+1。2×2×1。0×(0。500—0。120)×0.350 =1.288kN
3.1933.193kN3.193kN12341(1)2(2)3(3)4
-3.193-3.193
简图(kN·m) 剪力图(kN)
1234-0.798-0.798
弯矩图(kN·m) 变形图(mm) 经过连续梁的计算得到: 支座力:
N1=N2=3。193kN;
最大弯矩 Mmax=0。798 kN·m; 最大挠度计算值 Vmax=1.616 mm;
最大应力 σ=0.798×106/5080=210。2 N/mm2;
支撑抗弯设计强度:[f] =0。85×205=174。25N/mm2(0.85为钢管强度折减系数);
支撑小横杆的最大应力计算值 157。1 N/mm2 小于 支撑小横杆的抗弯设计强度174.25 N/mm2,满足要求! G、扣件抗滑移的计算:
按规范表5.1。7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,扣件抗滑承载力系数0.85,该工程实际的单扣件承载力取值为6.80kN。
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6。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=3.193 kN; R < 6。80 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! H、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA)≤[f] 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: 横向支撑钢管的最大支座反力: N1 =3.193 kN ;
脚手架钢管的自重: N2 = 1。2×0。149×2.55=0。456kN; 楼板混凝土、模板及钢筋的自重:
N3=1。2×[(1。0/2+(0。80—0。20)/4)×1.0×0.35+(1。0/2+(0。8-0.20)/4)×1.0×0。120×(1.50+24.00)] =2.66kN;
施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值:
N4=1.4×(3.000+2.000)×[1.00/2+(0。800-0。200)/4]×1。00=4.55 kN; N =N1+N2+N3+N4=3。193+0。456+2。66+4。55=10.859 kN; φ—— 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 = 1。58; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.; W -— 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 5。08; σ -- 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] =0。85×205=174.25N/mm2(0。85为钢管强度折减系数);
lo -- 计算长度 (m);
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。155×1。7×1.2,1。2+2×0.05]= 2.356 m; k —- 计算长度附加系数,取值为:1.155 ;
μ —— 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3。3,μ=1.7; a -— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.05m; 得到计算结果: 立杆的计算长度 lo/i = 2356.2 / 15。8 = 149 ;
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= 0.312 ;
钢管立杆受压应力计算值 ;σ=9390。531/(0.312×4) = 61.5 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 43。5 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 174.25 N/mm2,满足要求!
4。2板模板支撑架计算
A、参数信息: 1、 模板支架参数
横向间距或排距(m):0.70;纵距(m):0。90;步距(m):1.20;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.05;模板支架搭设高度(m):2。42; 采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ;板底支撑连接方式:方木支撑; 立杆承重连接方式:单扣件,取扣件抗滑承载力系数:0.85; 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;(对于普通楼板钢筋密度未超过规范要求) 施工均布荷载标准值(kN/m2):3.000; 3、 材料参数
面板采用胶合面板,厚度为18mm;板底支撑采用方木;
面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;
木方弹性模量E(N/mm2):9000。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):1.500;木方的间隔距离(mm):300。000; 木方的截面宽度(mm):40.00;木方的截面高度(mm):80。00;
板模板支架立面图 板支架荷载计算单元
B、模板面板计算:
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度 模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W = 90×1.82/6 = 48。6 cm3; I = 90×1.83/12 = 43。74 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 = 25×0.12×0。9+0.35×0.9 = 3。015 kN/m; (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2 = 3×0。9= 2.7 kN/m; 2、强度计算
计算公式如下: M=0。1ql2
其中:q=1.2×3.015+1。4×2。7= 7。398kN/m 最大弯矩M=0。1×7.398×3002= 66582 N·mm;
面板最大应力计算值 σ =M/W= 66582/48600 = 1。37 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 1.37 N/mm2 ﹤[f]=13 N/mm2,满足要求! 3、挠度计算
挠度计算公式为:
ν=0。677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 其中q =q1= 3。015kN/m
面板最大挠度计算值 ν= 0。677×3。015×3004/(100×9500×43。74×104)=0。04 mm;
面板最大允许挠度 [ν]=300/ 250=1.2 mm;
面板的最大挠度计算值 0。04 mm 小于 面板的最大允许挠度 1.2 mm,满足要求! C、模板支撑方木的计算:
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=b×h2/6=4×8×8/6 = 42.67 cm3; I=b×h3/12=4×8×8×8/12 = 170。67 cm4;
方木楞计算简图(mm)
1、荷载的计算:
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m): q1= 25×0.3×0。12+0.35×0.3 = 1.005 kN/m ; (2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m): q2 = 3×0。3 = 0.9 kN/m; 2、强度验算:
计算公式如下: M=0。1ql2
均布荷载 q = 1。2 × q1+ 1。4 ×q2 = 1.2×1.005+1.4×1.0 = 2。606 kN/m; 最大弯矩 M = 0.1ql2 = 0。1×2。606×1。02 = 0。26 kN·m;
方木最大应力计算值 σ= M /W = 0。26×106/42666。67 = 6。094 N/mm2; 方木的抗弯强度设计值 [f]=13。000 N/mm2;
方木的最大应力计算值为 6。094 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
3、抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足: τ = 3V/2bhn < [τ]
其中最大剪力: V = 0.6×2.606×1。0 = 1.5 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3 ×1.5×103/(2 ×40×80) = 0。733 N/mm2;
方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.5 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.733 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1。5 N/mm2,满足要求! 4、挠度验算:
计算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250 均布荷载 q = q1 = 1.005 kN/m;
最大挠度计算值 ν= 0。677×1.005×10004 /(100×9000×1706666.667)= 0.443 mm;
最大允许挠度 [ν]=1000/ 250=4mm;
方木的最大挠度计算值 0。443 mm 小于 方木的最大允许挠度 4 mm,满足要求! D、板底支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算; 集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.726kN;
支撑钢管计算简图 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。37 kN·m ;
最大变形 Vmax = 0.432 mm ; 最大支座力 Qmax = 5。601 kN ;
最大应力 σ= 369657。225/5080 = 72。767 N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值:[f] =0。85×205=174。25N/mm2(0.85为钢管强度折减系数);
支撑钢管的最大应力计算值 72.767 N/mm2﹤ 174.25N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度为 0。432mm 小于 700/150与10 mm,满足要求! E、扣件抗滑移的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8。00kN,扣件抗滑承载力系数0.85,该工程实际的单扣件承载力取值为6。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6.80 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,R= 4。357 kN;
R < 6.80 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! F、模板支架立杆荷载设计值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。 1、 静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN): NG1 = 0.149×2。55= 0。38kN; (2)模板的自重(kN):
NG2 = 0。35×1。0×0.8 = 0.28 kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3 = 25×0。12×1。0×0.8 = 2。4 kN; 静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.06 kN; 2、 活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
活荷载标准值 NQ = (3+2 ) ×0。8×1。0 = 4 kN; 3、 立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1。4NQ = 9.272 kN; G、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式 σ =N/(φA)≤[f]
其中 N -——- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 7.375kN; φ———— 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 = 1。58 cm; A --—- 立杆净截面面积(cm2):A = 4. cm2;
W —-—— 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5。08 cm3; σ—-—--—-- 钢管立杆受压应力计算值 (N/mm2);
[f]—--- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =0。85×205=174.25N/mm2(0。85为钢管强度折减系数);
L0——-- 计算长度 (m);
根据《扣件式规范》,立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即L0=max[1。155×1。7×1。2,1.2+2×0。05]=2。356;
k ———— 计算长度附加系数,取1.155;
μ -——- 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,取1.7;
a ——-- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.05 m; 得到计算结果:
立杆计算长度 L0=2。356; L0 / i = 2356.2 / 15.8=149 ;
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。312 ; 钢管立杆受压应力计算值;σ=7375.006/(0。312×4) = 48。339 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ= 48。339 N/mm2 ﹤[f]= 174.25 N/mm2,满足要求!
4。3施工脚手架计算
A、参数信息: 1、 脚手架参数
(1) 双排脚手架搭设高度为 4.2 m,立杆采用单立杆;
(2) 搭设尺寸为:立杆的纵距为 1.0m,立杆的横距为0.85m,立杆的步距为1.5 m; (3) 内排架距离墙长度为2。95 m;
(4) 大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根; (5) 采用的钢管类型为 Φ48×3。5; (6) 横杆与立杆连接方式为单扣件;
(7) 连墙件布置取两步两跨,竖向间距 3。6 m,水平间距2。8 m,采用焊缝连接; 2、 活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):3。000;脚手架用途:结构脚手架; 3、 风荷载参数
(1) 本工程地处沈阳市,基本风压0.55 kN/m2;
(2) 风荷载高度变化系数μz,计算连墙件强度时取1.25,计算立杆稳定性时取1.25; (3) 风荷载体型系数μs 为0.78; 4、 静荷载参数
(1) 每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248;
(2) 脚手板自重标准值(kN/m2):0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0。140; (3) 安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005; (4) 脚手板类别:木脚手板;栏杆挡板类别:木脚手板挡板; B、大横杆的计算:
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2。4条规定,大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。 1、 均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ;
脚手板的自重标准值:P2=0.35×0.85/(2+1)=0.099 kN/m ; 活荷载标准值: Q=3×0。85/(2+1)=0。85 kN/m;
静荷载的设计值: q1=1。2×0。038+1.2×0。099=0。1 kN/m; 活荷载的设计值: q2=1.0×0。85=0。85 kN/m;
图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩) 2、 强度验算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。 跨中最大弯距计算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2
跨中最大弯距为 M1max=0.08×0。1×1。02+0.10×0。85×1。02 =0。098 kN·m; 支座最大弯距计算公式如下: M2max = -0.10q1l2 — 0.117q2l2
支座最大弯距为 M2max= —0.10×0.1×1.02-0.117×0。85×1。02 =-0。116 kN·m; 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算: σ =Max(0。2×106,0。116×106)/5080=56。N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力为 σ = 56. N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=174.25 N/mm2,满足要求! 3、 挠度验算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度. 计算公式如下:
νmax = (0。677q1l4 + 0。990q2l4)/100EI
其中:静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.099=0.137 kN/m; 活荷载标准值: q2= Q =0。85 kN/m;
最大挠度计算值为:ν = 0。677×0.137×10004/(100×2。06×105×121900)+0。990×0.85×10004/(100×2。06×105×121900) = 0.375 mm;
大横杆的最大挠度 0.375 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1000/150 mm与10 mm,满足要求!
C、小横杆的计算:
根据JGJ130—2001第5.2.4条规定,小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面.用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。 1、 荷载值计算
大横杆的自重标准值:p1= 0。038×1.0 = 0.038 kN;
脚手板的自重标准值:P2=0.35×0。85×1。0/(2+1)=0。099 kN; 活荷载标准值:Q=3×0。85×1。0/(2+1) =0。85 kN;
集中荷载的设计值: P=1.2×(0.038+0.099)+1.4 ×0.85 = 1。354 kN;
小横杆计算简图
2、 强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和;
均布荷载最大弯矩计算公式如下: Mqmax = ql2/8
Mqmax = 1.2×0。038×0。852/8 = 0。004 kN·m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = Pl/3
Mpmax = 2。113×0。85/3 = 0.287 kN·m ; 最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.291 kN·m;
最大应力计算值 σ = M / W = 0.291×106/5080=57.28 N/mm2 ; 小横杆的最大弯曲应力 σ =57.28 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值174.25N/mm2,满足要求! 3、 挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和;
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下: νqmax = 5ql4/384EI
νqmax=5×0。038×8504/(384×2。06×105×121900) = 0.01 mm ; 大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0。038+0.099+0.85 = 0。987 kN; 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下: νpmax = Pl(3l2 — 4l2/9)/72EI
νpmax = 987×850×(3×8502-4×8502/9 ) /(72×2。06×105×121900) = 0.857 mm; 最大挠度和 ν = νqmax + νpmax = 0。01+0.857 = 0.867 mm;
小横杆的最大挠度为0。867 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 850/150=5。667与10 mm,满足要求! D、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1。7,直角、旋转单扣件承载力取值为8。00kN,扣件抗滑承载力系数0。85,该工程实际的单扣件承载力取值为6.80kN.
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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2。5):
R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取6.80 kN; R -— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 大横杆的自重标准值: P1 = 0.038×1。0×2/2=0。038 kN; 小横杆的自重标准值: P2 = 0.038×0.85/2=0.016 kN; 脚手板的自重标准值: P3 = 0.35×0.85×1。0/2=0.149 kN; 活荷载标准值: Q = 3×0.85×1.0 /2 = 1。275 kN;
荷载的设计值: R=1。2×(0。038+0.016+0.149)+1。4×1.275=2。029 kN; R 〈 6.80 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! E、脚手架立杆荷载的计算:
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容: (1)每米立杆承受的结构自重标准值,为0。1248kN/m NG1 = 0.1248×4。20 = 0。524kN;
(2)脚手板的自重标准值;采用木脚手板,标准值为0。35kN/m2 NG2= 0。35×2×1.0×(0.85+2。95)/2 = 1.33 kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用木脚手板挡板,标准值为0。14kN/m NG3 = 0。14×2×1.0/2 = 0。14 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.005×1。0×4.2 = 0.021 kN; 经计算得到,静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 2。015 kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到,活荷载标准值
NQ = 3×0。85×1.0×2/2 = 2。55 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1。4NQ = 1。2×2.015+ 0。85×1.4×2。55= 5。453 kN; 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N’=1.2NG+1。4NQ=1。2×2.015+1。4×2.55=5。988kN; F、立杆的稳定性计算:
风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7μz·μs·ω0
其中 ω0 -— 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)的规定采用:ω0 = 0。55 kN/m2;
μz -— 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:μz= 1。25;
μs —- 风荷载体型系数:取值为0.78; 经计算得到,风荷载标准值为:
Wk = 0。7 ×0。55×1.25×0.78 = 0.375 kN/m2; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw = 0.85 ×1。4WkLah2/10 = 0。85 ×1。4×0。375×1。4×1。82/10 = 0。203 kN·m;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = 7.909 kN; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ = N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = N’= 8。747kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1。58 cm;
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2001)表5。3.3得 : k = 1.155 ;
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3。3得 :μ = 1.5 ;
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.118 m; 长细比: L0/i = 197 ;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 :φ= 0。186 立杆净截面面积 : A = 4。 cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5。08 cm3;
钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =0。85×205=174。25N/mm2(0.85为钢管强度折减系数);
考虑风荷载时
σ = 7909/(0.186×4)+203000/5080 = 126.92 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 126。92 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值[f] =174.25N/mm2,满足要求!
不考虑风荷载时
σ = 8747/(0。186×4)=96。17 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 96.17 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] =174.25N/mm2,满足要求!
4。4悬挑架主梁、横梁及支撑杆受力计算
A、参数信息:
1。主梁及横梁构造参数
(1) 主梁平铺在建筑物楼面上,平面间距1.4m。
(2) 主梁建筑物外悬挑长度:4m;建筑物内锚固长度:2m。 (3) 主梁锚固压点方式:压环钢筋,钢筋直径(mm):16。 (4) 横梁垂直搁置在主梁上,间距0.9m,与主梁电焊连接。 (5) 楼板混凝土强度等级:C30 2.主梁及横梁材料及性能参数
(1) 主梁截面类型:工字钢,主梁规格:18号工字钢. (2) 横梁截面类型:槽钢,横梁规格:12。6号槽钢。 3.立杆作用主梁上的力
序号 主梁上的力大小(kN) 作用点离墙距离(m) 1 8。747 3。9 2 8。747 2。95 3 18。782 2。7 4 18.782 1.8 5 18。782 0.9 4.支撑杆参数
(1) 主梁下面采用支杆与建筑物联结,支杆采用18号槽钢。
(2) 支杆共点布置,与墙支点垂直距离为2。8m;支撑距离墙长度(m):2。55. B、12.6#槽钢横梁受力计算(以最不利工况计算): 取N=9.391KN
(1) 计算简图:
NBRB
(2) 支座反力:RARB(3) 弯矩:
MmaxNl9.3911.43.287kN•m 44N9.3914.696kN 22ARA
(4) 强度:
σMmax W式中:W-截面抵抗矩,查表得:62。1cm3
3.287106σ52.93N/mm2
362.110小于钢材抗弯强度设计值f205N/mm2满足要求. (5) 挠度:
wmaxNl3= 48EI式中:E-弹性模量,查表得:E =2.06×105N/mm2;
I-截面惯性矩,查表得:I =391cm4;
wmax9.391103140030.67mm 54482.061039110l5.6mm,满足要求。 250小于型钢支架受弯构件的允许挠度值vC、 18#工字钢主梁受力计算(按最不利工况计算):
排架传递在主梁上的力为:F3=F4=F5=9。391KN×2=18.782KN(立杆与横梁共同传递)
施工脚手架传递在主梁上的力为:F1=F2=8。747 KN(按最不利工况计算) 1、 计算简图
F1F2F3F4F5
主梁受力简图
主梁计算简图
主梁剪力图(kN)
主梁弯矩图(kN·m)
主梁变形图(mm)
2、 主梁支座反力及最大弯矩计算(按照悬臂连续梁计算):
(1) 主梁的截面惯性矩I=1660cm4,截面抵抗矩W=185cm3,截面积A=30.6cm2;
(2) 主梁重量m=24.1kg/m。
(3) 主梁自重荷载设计值 q=1.2×24。1×10/1000=0。2kN/m; (4) 各支座对主梁的支撑反力由左至右分别为:
R2=62。73kN;R3=14.4kN;R4=1。555kN; (5) 最大弯矩:Mmax=18。417kN·m; 3、 主梁抗弯强度:
计算公式如下:
σmax=Mmax/γW+N/A ≤f
式中 Mmax -- 截面承受最大弯矩值,Mmax=18。417kN·m; W -- 主梁净截面模量,W=185cm3; γ -- 截面塑性发展系数,γ=1。05; N —- 主梁的轴力,N=57.13kN; A —- 主梁截面积,A=30。6cm2;
f -— 钢材的抗弯强度设计值,f=205N/mm2; 经计算得出:
σmax=18.417×106/(1.05×185000)+57。13×103/3060=113。481N/mm2 4、 主梁整体稳定性: 主梁采用18号工字钢,计算公式如下: σ = M/φbWx ≤[f] 其中φb -— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数: 查表《钢结构设计规范》(GB50017—2003)得,φb=2 由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到 φb值为0。93。 经过计算得到最大应力 σ =18.417×106/(0。93×185000)=107.044N/mm2; 水平钢梁的稳定性计算σ =107.044N/mm2小于[f]=205N/mm2,满足要求! D、18#槽钢斜撑杆计算: 1、 斜撑杆受力计算 (1) 斜撑杆产生的支座力:R2=62.73; (2) 斜撑杆的轴力为:RD1=R2/sinβ1=62。73/sin47.68°=84.84kN; 2、 斜撑杆强度计算 斜撑杆最大轴力为:RDmax=84。84kN; 斜撑杆以 18号槽钢计算,支杆的容许正应力按照下式计算: σ = N/φA ≤ [f] 其中 σ —- 斜撑杆正应力计算值; N -- 斜撑杆轴力设计值,N = 84。84kN; φ—- 斜撑杆的稳定系数,由长细比l/i查表得到 φ= 0.836; i —- 斜撑杆的截面回转半径,i =6。84cm; l —- 斜撑杆的计算长度,l = 3。787m; A —- 斜撑杆的净截面面积,A =29。299cm2; [f] —— 斜撑杆的抗压强度设计值,f=205N/mm2; σ = N/φA=84。84×103/(0.836×29.299×102)=34。N/mm2<205N/mm2 斜撑杆强度性计算值σ = 34.65N/mm2小于[f]=205N/mm2,满足要求! 3、 斜撑杆稳定性计算: loλ= i式中:lo-计算长度,lo28003787mm sin47.68o i-槽钢截面回转半径,i λ378755.37; 68.4IA13706.84cm; 29.299小于型钢受压构件的允许长细比150,满足要求。 小于钢材抗压、抗弯强度设计值f205N/mm2,满足要求。 4、 斜撑杆焊缝强度计算 斜撑支杆采用焊接方式与墙体预埋件连接,对接焊缝强度计算公式如下 σ = N/lwt ≤ft 其中 N -— 斜撑支杆的轴向力,N=84。84kN; lwt —-取斜杆截面积,A=2929。9mm2 ft —— 对接焊缝的抗拉或抗压强度,取185N/mm2; 经过计算得到焊缝最大应力: σ = 84.84×103/2929。9=28。968N/mm2 主梁与楼板压点的压环强度计算公式为: σ = N/2A ≤ [f] 其中 N -- 主梁与楼板压点的压环受力:N=1。555kN; [f] —- 压环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8每个压环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2; d -- 压环钢筋的设计直径,d=16mm; A —— 压环钢筋截面积,A=πd2/4=3.142×162/4=201。062mm2; σ=N/2A=1.555×103/(201.062×2)=3。87N/mm2〈[f]=50N/mm2 压环所受应力σ=3。87N/mm2小于吊环最大应力[f]=50N/mm2,满足要求! 设置2道16圆钢压环,间距400mm,以增加安全保险系数。主梁楼板压点的压环一定要压在楼板下层钢筋下面与之焊接,并要保证两侧30cm以上搭接长度。 AΦ16П形套环Φ16锚环,放在板的下皮钢筋上,与之焊接18#工字钢楼板Φ16П形套环与工字钢和锚环满焊18#工字钢楼板AΦ16锚环,放在板的下皮钢筋上,与之焊接A-A 钢梁锚端详图 F、锚环处C30楼板混凝土局部承载力计算: f= 式中:R4-支座反力经计算得1.555 KN A—锚环承载区截面积,楼板厚度(按最不利工况)取90mm 则:A=184×(90-20)×2=25760mm2 f= 1555=0。06 N/mm2 25760R4 A小于C30混凝土抗拉强度设计值f=1。43 N/mm2,满足要求! G、19轴~22轴联接横梁计算: 取用2根12。6#槽钢双拼(按净跨2。58m简支梁最不利工况) 12#槽钢双拼18#工字钢 支座反力:RE=RF=N=9.391KN 弯矩:M=Na=9.391×0.86=8。076KNm 强度:σ= M W截面抵抗矩查表得62.1cm3 W8.076106=65。024N/㎜2 σ=3262.110小于钢材抗弯强度设计值f=205 N/㎜2满足要求! 挠度:W= Na×(3l2-4a2) 24EI E:弹性模量查表得206×103 N/㎜2 I:截面惯性矩 I=391cm4 8.076106 W=×(3×25802-4×8602)=3。55mm 342242061039110型钢支架受弯构件的允许挠度值γ=H、预埋件抗剪计算: L=10。32mm,满足要求! 250支撑杆下支点采用10厚200×300钢板, 4根12mm抗剪锚筋,长度150 mm,锚筋总截面积: AsV0.3N aravfy式中:V -剪力设计值,经计算得:V62.73kN; N-法向压力设计值:N84.84cos47.68o57.12kN, fc-混凝土轴心抗压强度设计值,查表得:C30时为14.3N/mm2; A-锚板面积:200×300=60000mm2; 经计算得:0.5fcA0.514.360000429kN,N≤429kN,满足要求. fy-锚筋抗拉强度设计值,查表得:300 N/mm2 ar-锚筋层数的影响系数,两层锚筋等距布置,查表得:1.0 av-锚筋的受剪承载力系数:av4.00.08d14.3=0.7 300fc; fyav=(4.0-0.08×10)62.73103-0.357.12103217mm2 则,As1.00.7300π小于As= 1224452mm2,满足要求。 4φ12钢筋4根双面电焊l=80[18Φ12 斜撑杆预埋件 J、预埋件加工要求: 1) 锚板厚度要大于锚筋直径的0。6倍 2) 锚筋与锚板采用手工T型双面焊接 3) 采用E4303型焊条,焊缝高度不小于7.5mm及0.6d 4) 焊缝验算: σf 在各综合力作用下βfw2tf≤ff N helw2式中:σf—垂直于焊缝长度方向的应力:σf= tf—沿焊缝长度方向的剪应力:tf= N helw he—直角焊缝的有效厚度:0。7hf=0.7×7。5=5。25mm lw—角焊缝计算长度:实际长度减去10mm,双面焊80×2=160mm ffw—角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值(Q235号钢E4303型焊条): ffw=160 N/mm2 βf—正面角焊缝的强度设计值增大系数:对承受静荷载和间接承受动荷载的结构 βf=1。22;对直接承受动荷载的结构βf=1.0 σf= 62370N==74.25N/mm2 helw5.25160 小于βfffw=1。22×160=195.2 N/mm2 满足要求! tf= 57120N==68N/mm2 helw5.25160 小于βfffw=1.0×160=160N/mm2满足要求! σf βf 74.25222小于fw=160 N/mm2满足要求! 68==91.26 N/mmtff1.2222五、施工进度计划 本工程消防连廊施工,与其同一楼层板、梁、墙的施工同步进行。根据最新调整后的施工总进度计划,消防连廊处结构施工计划如下: (1) 28#楼12层结构计划施工日期为:2011年9月13日至2011年9月20日; (2) 29#楼12层结构计划施工日期为:2011年9月15日至2011年9月22日; (3) 29#楼15层结构计划施工日期为:2011年10月8日至2011年10月15日; (4) 30#楼12层结构计划施工日期为:2011年10月15日至2011年10月22日; (5) 30#楼15层结构计划施工日期为:2011年11月8日至2011年11月15日; 六、施工方法: 6.1悬挑钢梁支撑架的搭设: 1、 搭设顺序为:放线定位→安装悬挑钢梁→固定悬挑钢梁→斜撑杆焊接→架设横梁→安装 架体底部安全平网→搭设排架立杆. 2、 悬挑钢梁安放应按悬挑脚手架的立杆纵距和排距要求进行定位和放线。 3、 固定钢梁尾部的二道16锚环的布置根据主梁的位置确定;第一道Π形锚环设置在距内 侧端部0。20m的位置,第二道Π形锚环离第一道0.4m.Π形锚环要与楼板主筋牢固焊接,防止浇捣楼板混凝土时移位。 4、 将工字钢主梁置入Π形锚环内,采用Φ16Π形套环与工字钢和锚环焊接,锚环与套环双 面满焊长度为160mm,且套环与工字钢双面满焊,以确保钢梁不位移。 5、 主梁支撑杆下支点埋设200×300mm受剪预埋件,主梁支撑杆采用18#槽钢. 6、 支撑杆上、下支点在与主梁及预埋件焊接前计算好焊接斜面并用切割机切割,如焊接面 有偏差必须增加腹板焊接;每个部位的焊缝要严格按照设计要求执行,即焊缝的有效高度焊缝高度≮6mm,单侧有效长度不小于100mm(为确保安全,焊缝总长度不小于220mm),且不得有夹渣、气孔等不符合质量要求的现象发生。 7、 主梁及支撑杆安装完毕后,根据排架纵横间距在主梁上安装12。6#槽钢横梁,横梁与 主梁焊接牢靠,横梁上架设排架立杆,为了加强脚手架立杆底部横梁处槽钢的强度,在立杆位置焊接Φ25加强钢筋。(见图6—1) 8、 挑架全部安装完毕后,立即在架体底部安装安全平网。 9、 进行排架搭设时,将立杆底部套入横梁上焊接的25mm短钢筋内(见图6—1),同时在立 杆下部距底座上部不大于0.2m处设置扫地杆. 6。2连廊排架搭设 1、 连廊模板支撑排架搭设顺序为:放线定位→立杆→扫地杆→中部纵、横杆→顶板承重杆 →剪刀撑。 2、 立杆的底部设置纵横扫地杆,扫地杆距横梁高度为0。2m。 3、 小横竿挑出内外立杆的长度分别为0。3m和0.15m. 4、 立杆及纵向水平杆的接头要互相错开,错开距离不少于0.5m(见图6—2);立杆的接头 必须使用对接扣件;水平杆如使用旋转扣件搭接,则每个接头长度不小于1。0m,且不少于3个扣件固定。 5、 排架剪刀撑垂直连廊方向每间隔5.6m设置一道,在沿连廊中部位置设置一道连续剪刀 撑,剪刀撑不小于6。0m;斜杆与水平面的倾角应在45º~60º之间。 6、 剪刀撑斜杆的接头必须采用旋转扣件连接,搭接长度不小于1.0m(见图6-3),且不少于 3个扣件.固定斜杆的旋转扣件的中心线距主节点的距离不得大于0。15m。 图6—1 横梁安装断面 注:1、立杆上的对接扣件至主节点的距离a≦h/3 2、同步立杆上两个相隔对接扣件的高差b≧500mm 图6-2 立杆接头做法 图6—3 剪刀撑接长叠合部位图 6.3连廊模板安装 1、 本连廊模板采用18m厚防水九层夹板现场制作拼装;拼缝采用平缝,模板钉在木方 上,拼缝要齐整、紧密无间隙,经批嵌(清漆腻子)砂磨后,在拼装前满刷二度脱模剂;接槎转角处采用经平刨处理光滑的40×80mm木楞镶嵌收口;支撑系统48×3.5mm钢管支撑。 2、 模板接头要错开,主梁与次梁交接处要做安装的连接企口,并在显著地地方标出中心 线。配制各种类型的模板要标准化、定型化,模板的横档与框材的截面厚度要尽可能一致,这样有利于支模方便。 3、 排架顶部横杆上铺设40×80mm木方搁栅,间距为300mm(中~中)。木方顶部铺设顶 板或梁底模。 4、模板安装前,必须在模板上涂刷隔离剂,以便混凝土成型后脱模方便。 5、模板应平整、完好无损,每次使用前要清除模板上的垃圾杂物,涂刷隔离剂;模板的底部 要留有清扫口,以便清除垃圾.模板安装完毕后,要将模板内的垃圾杂物清除干净,以利下道工序的进行。 6、模板的拼缝要密实,必要时在模板内侧采用胶带纸粘贴.特别是交角处要采用双面胶 7、 带密封,以防跑浆;模板底部同上次混凝土的接合处要处理平整,过大的缝隙可用砂浆 堵塞,防止混凝土浇筑时漏浆而造成根部“烂脚\"的现象。 8、 所有模板的支撑必须有足够的强度、刚度和稳定性,并做到横平竖直。上口标高用水 准 仪复测后弹上墨线,用以控制混凝土浇注时的水平高度。在 9、 连廊板底模制作时要确保截面尺寸及角度的准确性。接槎阳角处采用经平刨处理后光滑 的50×100mm木料镶嵌收口. 10、 为保证结构几何尺寸的准确性,模板支好后,必须检查模内尺寸、垂直度及标高、插筋 位置,并对模板内钢筋冲洗干净,经监理验收合格后才能进入下道工序。 11、 模板安装支撑完毕后,必须进行标高和轴线的复核,并经监理验收合格后方可进行下道 工序的施工。 七、主要施工机械、设备和劳动力用量情况 7.1主要施工机械配置 序号 1 2 3 4 5 机械设备名称 交流电焊机 砂轮切割机 氧-乙炔烘 手提圆盘锯 规格型号 BX—500 Ø400 数量 2台 3台 2套 3台 备注 28#房、29#房塔吊配合模板及支架安装的吊运工作 7。2主要劳动力计划表 工种 电焊工 模板支架安装 2人 模板安装 备注 架子工 木工 4人 4人 八、模板安装的质量保证措施 模板的安装必须符合《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB 50204-2002)及相关规范要求.即\"模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载\"。 主控项目 8.1主控项目 1. 安装消防连廊模板及其支架时,支架底部的钢梁应有承受连廊荷载的承载能力。 (1) 检查数量:全数检查。 (2) 检验方法:对照模板设计文件和施工技术方案观察. 2. 在涂刷模板隔离剂时,不得沾污钢筋和混凝土接槎处。 (1) 检查数量:全数检查。 (2) 检验方法:观察。 3. 底模及其支撑架拆除时的混凝土强度必须符合设计要求;当设计无具体要求时,混凝土 强度必须达到设计强度的100%。 检验方法:检查同条件养护试件强度试验报告。 8.2一般项目 1、模板安装应满足下列要求: 1) 模板的接缝不应漏浆;在浇筑混凝土前,木模板应浇水湿润,但模板内不应有积水; 2) 模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂; 3) 浇筑混凝土前,模板内的杂物应清理干净; (1) 检查数量:全数检查. (2) 检验方法:观察。 2、对跨度不小于4m 的现浇钢筋混凝土梁、板,其模板应按要求起拱。 (1) 检查数量:按规范要求的检验批(在同一检验批内,对梁,应抽查构件数量的10%,且 不应少于3 件;对板,应按有代表性的自然间抽查10%,且不得小于3 间.) (2) 检验方法:水准仪或拉线、钢尺检查。 3、固定在模板上的预埋件、预留孔洞均不得遗漏,且应安装牢固其偏差应符合表8。2-1的规定; (1) 检查数量:按规范要求的检验批(对梁、柱,应抽查构件数量的10%,且不应少于 3 件;对墙和板,应按有代表性的自然间抽查10%,且不得小于3间)。 (2) 检验方法:钢尺检查。 2、 现浇构件模板安装的允许偏差见表8.2—2 (1) 检查数量:在同一检验批内梁、柱抽查构件数量的10%,且不少于3件,板按有代 表性的自然间抽查10%,且不得小于3间;对大空间结构,墙可按相邻轴线间高度5m左右划分检验面,板可按纵横轴线划分检验面,抽查10%,且不少于3面。 (2) 检验方法:水准仪或拉线、钢尺检查. 表8。2—1预埋件和预埋孔洞的允许偏差 项 目 预埋钢板中心线位置 允许偏差(mm) 3 预埋管、预留孔中心线位置 中心线位置 预埋螺栓 外露长度 中心线位置 预留洞 尺寸 表8.2—2现浇构件模板安装的允许偏差 3 2 +10,0 10 +10,0 项 目 轴线位置 底模板上表面标高 梁截面内部尺寸 ≤5m 层高垂直度 >5m 相邻两板表面高低差 表面平整度(2.0m长度) 允许偏差(mm) 5 ±5 +4,-5 6 8 2 5 8.3排架搭设的技术要求与允许偏差 1、 悬挑钢梁固定坚实,与楼板连接牢固; 2、 立杆垂直度:≤ H = 90mm; 2003、 柱距:± 50mm; 4、 排距:± 20mm; 5、 步距:± 20mm; 6、 一根纵向水平杆的两端高差:± 20mm 7、 同一跨内、外两根纵向水平杆高差:±10mm; 8、 横向水平杆外伸长度:±50mm; 9、 各扣件距主节点距离:≤150mm; 10、 同步立杆上两个相邻对接扣件的高差:≥500mm; 111、 立杆上的对接扣件距离主节点:≤步距; 3112、 纵向水平杆上的对接扣件距离主节点:≤纵距; 313、 扣件螺丝拧紧力矩:40~65N•m; 14、 剪刀撑与地面的倾角:45º~60º; 九、安全、环保文明施工措施: 9。1模板及支架装拆安全技术措施 1. 模板、支架拆除时严禁随地抛掷,必须经受料平台吊至地面. 2. 模板应堆放整齐,堆放高度不得超过1。5m,堆放时必须有防倾倒措施。 3. 支模前必须搭好排架和脚手架(见前章节图示及相关安全操作规程等)。 4. 支模施工时,6级以上大风要停止施工。 5. 浇筑混凝土前必须检查支撑是否可靠、扣件是否松动。浇筑混凝土时必须由模板支设班 组设专人看模,随时检查支撑是否变形、松动,并组织及时恢复.经常检查支设模板吊钩、斜支撑及平台连接处螺栓是否松动,发现问题及时组织处理。 6. 钢管、模板严禁大量集中堆放在支架上,防止支架因集中受荷失稳。 7. 消防连廊为悬挑结构,结构混凝土强度必须达到设计及规范的要求,方可拆除模板及支 撑。 8. 拆模时操作人员必须挂好、系好安全带。 9. 模板拆除后要及时送至搂面或地面,严禁留有未拆除的悬空模板. 10. 拆除模板、支架时,区域范围内要设置警戒线,并有专人监护。 11. “临边”“四口”要按要求设置安全防护设施,施工未完不得随意拆除。 12. 在拆墙模前不准将脚手架拆除,用塔吊拆时与起重工配合;拆除顶板模板前划定安全区 域和安全通道,将非安全通道用钢管、安全网封闭,挂”禁止通行\"安全标志,操作人员不得在此区域,必须在铺好跳板的操作架上操作. 13. 木工机械必须严格使用倒顺开关和专用开关箱,一次线不得超过3m,外壳接保护零线, 且绝缘良好.电锯和电刨必须接用漏电保护器,锯片不得有裂纹(使用前检查,使用中随时检查);且电锯必须具备皮带防护罩、锯片防护罩、分料器和护手装置。使用木工多用机械时严禁电锯和电刨同时使用;使用木工机械严禁戴手套;长度小于50cm 或厚度大于锯片半径的木料严禁使用电锯;两人操作时相互配合,不得硬拉硬拽;机械停用时断电加锁。 14. 用塔吊吊运模板时,必须由起重工指挥,严格遵守相关安全操作规程.模板安装就位前需 有缆绳牵拉,防止模板旋转不善撞伤人;垂直吊运必须采取两个以上的吊点,且必须使用卡环吊运.不允许一次吊运二块模板 15. 钢模板堆放时,使模板向下倾斜30°,不得将模板堆放在施工层上,防止模板在风荷载 下倾覆. 16. 大模板堆放场地要求硬化、平整、有围护,阴阳角模架设小围护架放置.安装就位后, 要采取防止触电保护措施,将大模板加以串联,并同避雷网接通,防止漏电伤人. 9.2临时用电安全技术措施 1. 临时设施用电工程的安装、维护、拆除工作必须由持证电工操作,操作时配备相应的劳 防用品。 2. 建立现场用电安全管理技术档案,建立安全用电检查制度。电缆离地4m以上,电缆穿 越建筑物、构筑物、易受机械损伤的场所及引出地面从2m高度至地下0。2m处须加防护套管;电缆沿线布置时,须搭设支架(支架上固定绝缘子,严禁使用金属裸线作绑线);电缆穿越道路时采用地下电缆或桥架,地下电缆预埋钢套管,覆盖钢筋砼保护层,并做好标记。 3. 采用接零保护,保护零线应单独敷设,不作他用,接地电阻〈4欧姆。 4. 电焊机等用电设备应做到一机一闸一漏电保护器,并由专人负责操作使用,电箱不用时应 关闭箱门并上锁,以防闲杂人等误用。 9.3电焊作业安全技术措施 为了消除电焊机的不安全因素和避免触电事故的发生,焊工应按下列几点要求操作电焊机. 1. 作业人员 电焊作业属于特种作业,作业人员必须经专业安全技术培训,考试合格,持《特种作业操作证》方准上岗操作,并按规定穿戴绝缘防护用品; 2. 电焊钳 使用合格电焊钳。能牢固地夹紧焊条,与电缆线连接可靠,这是保持焊钳不异常发热的关键。焊钳要有良好的绝缘性能,禁止使用自制简易焊钳; 3. 为避免弧光对人体的辐射,不得在近处直接用眼睛直接观看弧光或避开防护面罩偷看;多 台焊机作业时,应设置不可燃或阻燃的防护屏;采用吸收材料作用室内墙壁饰面以减少弧光的反射;保证工作场所的照明,消除因焊缝视线不清点火后再戴面罩的情况发生;不得任意更换滤光片色号;改革工艺,变手持焊为自动或半自动焊,使焊工可在远离施焊地点作业; 4. 对金属烟尘和有害气体的防护,根据不同的焊接工艺及场所合理选择适当的防护用品; 在技术措施上选择局部和全面通风方法;在工艺上选用污染环境小或机械化。自动化程度高以及采用低尘低毒焊条等措施来降低烟尘浓度和毒性; 5. 为防止焊接灼烫,应穿好工作服、工作鞋、戴好工作帽。工作服应选用纯棉且质地较 厚,防烫效果好的。注意脚面保护,不穿易溶的化纤袜子。焊区周围要清洁,焊条堆放要集中,冷热焊条要分别摆放。处理焊条渣时,领口要系好,戴好防护眼镜,减少灼烫伤事故; 6. 焊接现场事先移去易燃易爆物品,高空焊接下方应设置接火盘。房屋闷顶内以及易燃物 堆垛附近不宜进行焊接作业;可燃气体的管道和设备与其它设备互相连接时,应将连接管道拆除或阻绝; 7. 为避免触电事故的发生,焊机接地及各接线点要接触良好.电绝缘外套无破损,改变焊机 接头需要改接两次回线;转移工作地点或更换焊条应戴好绝缘手套;在金属容器或金属结构上以及狭小的工作场所焊接时,应采用橡胶垫、戴绝缘手套、穿绝缘鞋;电焊钳外壳绝缘要可靠;雨雪天不能在露天作业;不得将自身与机器传动部分等作为焊接回路的一部分;电焊设备安装、修理及检查由电工进行;不得擅自拆修或更换保险丝; 8. 焊接电缆 (1) 焊接电缆在使用多股细铜线无接头电缆时,与电焊机接线柱采用接线鼻连接压实,防止 随意缠绕造成的松动接触不良、过热、火花现象。接线栓上应设置防护罩。 (2) 焊接电缆长度一般不超过20~30m,过长会加大导线压降。 (3) 焊接电缆横过通道时,必须采取防护套,穿管等保护措施。 (4) 严禁使用脚手架、金属栏杆、轨道及其他金属物搭接代替导线使用,防止因接触不良 引起火灾和造成触电事故; 9. 焊接不允许超载 电焊机使用过程中不允许超载,否则将会因过热而烧毁电焊机或造成火灾,以及超载造成绝缘损坏,还可能引起漏电而发生触电事故; 10. 焊接前,应先检查焊机设备和工具是否安全,如焊机接地及各接线点接触是否良好,焊接 电缆绝缘外套有无破损等; 11. 在设备上进行焊接前,应先把设备的接地或接零线拆掉,焊接完后再恢复; 12. 进行电焊作业前,应检查作业环境,清除危险因素和设置监护人员。当与其他人员和有 关设施过近时,应采用屏护和安全间隔等保证作业安全;当高处焊接作业时,必须挂好安全带; 13. 更换焊条时,焊工应戴绝缘手套; 14. 在金属容器内金属结构上及其他狭小工作场所焊接时,触电的危险性最大,必须采取专门 的防护措施。如采用橡皮垫、戴皮手套、穿绝缘鞋等,以保证焊工身体与焊件间的绝缘。禁止使用简易无绝缘外壳的电焊钳; 15. 改变焊机接头、更换焊件需要改接二次回路时,或转移工作地点,焊机检修暂停工作或 下班时,必须切断电源后方可进行操作; 16. 焊机应设置在防雨和通风良好的地方。焊接现场不准堆放易燃易爆物品; 17. 交流弧焊机一次侧电源线必须绝缘良好,不得随地拖拉,长度应不大于5米,进线处必 须设置防护罩; 18. 焊机二次接线宜采用YHS型橡皮护套铜芯多股软电缆,电缆的长度应不大于30米; 19. 根据施工需要,电焊机宜按区域或标高层集中的设置,并应编号; 20. 布置在室外的电焊机应设置在干燥场所,并应设棚遮蔽; 21. 电焊机的外壳应可靠接地,不得多台串联接地; 22. 电焊机各线对电焊机外壳的热态绝缘电阻值不得小于0。4MΩ; 23. 电焊机的裸露导电部分和转动部分应装设安全保护罩,直流电焊机的调节器被拆下后, 机壳上露出的孔洞应加设保护罩; 24. 电焊机的电源开关应单独设置,直流电焊机的电源应采用启动器控制。 9。4环保与文明施工 夜间22:00~6:00 之间现场停止模板加工和其他模板作业。现场模板加工垃圾及时清理,并存放进指定垃圾站。做到工完场清。整个模板堆放场地与施工现场要达到整齐有序、干净无污染、低噪声、低扬尘、低能耗的整体效果。
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