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1、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: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
2、作为技术指导。见编制人:宝磊2013 年 3 月 16 日分公司审批意见审批人: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 龈工程位于辽宁大学北侧,蒲南路 1 号。27 龈总建筑面积约为 14178.5m2,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。连廊项目经理:吴锡忠项目部(章):2013 年 3 月 17 日目部报批审批说明:混凝土强度等级为 C25,梁跨总长为 12m 梁截面尺寸为200
3、mm*500mm 屋面层悬挑板厚为 120mm二、编制依据1、根据本工程的全部施工图纸及有关标准图;2、根据国家有关规范、标准和地区的有关规程;3、建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91);4、建筑结构荷载规范(GB50009-2001);5、建筑施工安全检查标准(JGJ59-99);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(JGJ130-2001);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-
4、2006;12、钢结构设计规范(GB50017-2003)。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 148X3.5m 陆风管排架,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 200mms 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(8
5、2.3m)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)。该梁在轴之间,轴和汕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);-轴间梁、板模板支撑体系采用在下一楼层内、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 250mnfF 始设置工字钢,每900mms 置一根,共设置三根,在平行于 M 轴的工字钢上设置 18#工
6、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 200mms 置扫地杆,排架横向每 5000m 破置一道剪刀撑(见下图 3)。18#工字钢钢梁平面布置图(图 1)97.3m82.3m94.3m79.3m148*3.5钢管18#工字钢IH工18#工字钢18#曹钢200*350楼梯梁95.85m80.85m/2匕92.85m77.85m叱()轴间工字钢悬挑梁剖面图(图 2)D 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
7、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.;,48X3.5mmffi 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,
8、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 200mme500mm+算)18#工字钢97.3m82.3m94.3m下79.3m工48*3.5钢管梁模板支架剖面图(单位:mm 梁模板支架平面图(单位:mmA、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;(2)混凝土板厚度(mm):120.00;立杆沿梁跨度方向间距 La(m):1.0;(3)立杆上端伸出至模板支撑点长度 a(m):0.05;(4)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;(5)梁支撑架搭设高度 H(m):2.55;梁两
9、侧立杆间距(m):0.80;(6)承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向;(7)采用的钢管类型为48X3.5;(8)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/m2):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
10、;木材弹性模量 E(N/mrr):9000.0;(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/mn2):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/mr2):9500.0;面板抗弯强度设计值 fm(N/mn2):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;次楞卞 g 数:3;(2)主楞竖向支撑点数量:2;(3)固
11、定支撑水平间距(mm):800;(4)竖向支撑点到梁底距离依次是:0mm245mm(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=0.22 丫 tB1B2V1/2F=丫 H其中Y-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 25.000C;V-混凝土的浇筑速度,取 1.500m/h;H-
12、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;01-外加剂影响修正系数,取 1.000;BA混凝土坍落度影响修正系数,取 1.150。分别计算得 37.183kN/m2、14.400kN/m2,取较小值 14.400kN/m2作为本工程计算荷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。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:(T=M/Wf其中,W-面板的净截面抵抗矩,W=70X1.8X
13、l.8/6=37.8cm3;M-面板的最大弯矩(N-mm)6-面板的弯曲应力计算值(N/mn2)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=1.2X0.7X14.4=12.096kN/m;振捣混凝土荷载设计值:q2=1.4X0.7X4=3.92kN/m;计算跨度:l=(500-120)/(3-1)=190mm;面板的最大弯矩 M=0.125X(12.096+3.92)X(500-120)/(3-1)2=7.23X104NJ-mm面板的最大支座反力为:N=1.25ql=
14、1.25X(12.096+3.920)X(500-120)/(3-1)/1000=3.804kN;经计算得到,面板的受弯应力计算值:(T=7.23X104/3.78X104=1.9N/mn2;面板的抗弯强度设计值:f=13N/mm2;面板的受弯应力计算值(T=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v=0.521ql4/(100EI)v=l/250q-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
15、性矩:I=70X1.8X1.8X1.8/12=34.02cm4;面板的最大挠度计算值:v=0.521X12.096X(500-120)/(3-1)4/(100X9500X3.40X105)=0.025mm;面板的最大容许挠度值:v=l/250=(500-120)/(3-1)/250=0.76mm;面板的最大挠度计算值 v=0.025mm 小于面板的最大容许挠度值v=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
16、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=1X4X8X8/6=42.67cm3;I=14X8X8X8/12=170.67cm4_2E=9000.00N/mm2;5.434kN5.434kN加uomiuiuuiuuuunuiwiiuuumum汨口计算简图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=2X5.078=10.16cm3;I=212.187=24.37cm经过计算
17、得到最大弯矩 M=0.266kNmm最大支座反力 R=4.184kN,最大变形 v=0.585(1)次楞强度验算强度验算计算公式如下:(T=M/Wf经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值(7=2.665/4.27104=6.2N/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f=13N/mm2,满足要求!(T=6.2N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值(2)次楞的挠度验算次楞的最大容许挠度值:v=700/400=1.75mm次楞的最大挠度计算值 V 要求!=0.585mm 小于次楞的最大容许挠度值v=1.75mm 满足D.2D.2弯矩图(kNm)变形图(mm)E=2060
18、00.00N/mm2;190190I I190190主楞弯矩图(kNm)主楞变形图(mm)经过计算得到最大弯矩 M=0.282kNm,最大支座反力 R=6.489kN,最大变形 v=0.061mm(1)主楞抗弯强度验算(T=M/Wf经计算得到,主楞的受弯应力计算值:(7=2.825/K020104=27.8N/mm2;主楞的抗弯强度设计值:f=0.85X205=174.25N/mm2(0.85 为钢管强度折减系数);主楞的受弯应力计算值(7=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 0.061mm主楞
19、的最大容许挠度值:v=245/400=0.612mm主楞的最大挠度计算值 v=0.061mm 小于主楞的最大容许挠度值v=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4 4182.09182.09245135245135主楞计算简图生的荷载;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=9001/18/6=4.86104mm3;
20、I=90018X18X18/12=4.37105mm4;F1r,r;riF1fP1200200-x,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:(T=M/Wf钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m):q1二 1.24(24.00+1.50)0.50+0.35仅 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=1.0X2.00+3.00)1 加=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=1/820.72)2002=1.036M05Nmm;RA=RB=0.5ql=0.520
21、.72&2=2.072kN(T=Mmax/W=1.036X105/5.4104=1.92N/mm2;梁底模面板计算应力(7=.92N/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:v=5ql/(384EI)106/42666.7=5.32N/mm2;抗弯强度设计值用=13N/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 13N/mm2,满足要求!(2)方木抗剪验算:截面抗剪强度必须满足:r=3V/(2bh0)其中最大剪力:V=0.62.272
22、K0=1.363kN;方木受剪应力计算值 r=3363.1000/(240X80)=0.639N/mm2;方木抗剪强度设计值r=1.5N/mm;方木的受剪应力计算值 0.639N/mm2小于方木抗剪强度设计值 1.5N/mm2,满足要求!(3)方木挠度验算:计算公式如下:V=0.677ql4/(100EI)v=l/250方木最大挠度计算值 v=0.677X220004/(1009000X170.667104)=0.73mm;方木的最大允许挠度v=01000/250=4.0mm;方木的最大挠度计算值 v=073mm 小于方木的最大允许挠度v 许 mm,满足要求!3、支撑小横杆的强度验算梁底模板边
23、支撑传递的集中力:Pi=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)/41.041.20.12024.000+1.00.120)0.350=1.288kN3.193kN3.193kN12(2)34i.r!简图(kNm)&000)+1.2201.0 泡.500-3.1931-314-3.193-3.193剪力图(kN)J23J-0.798-0.798弯矩图(kNm)经过连续梁的计算得到:支座力:N1=N2=3.193kN;最大弯矩 Mmax=0.798kNm;最大挠度计算值 Vmax=1.616mm;最大应力 6=0.79810
24、6/5080=210.2N/mm2;支撑抗弯设计强度:用=0.85X205=174.25N/mm义形图(mm)2(0.85 为钢管强度折减系数);支撑小横杆的最大应力计算值 157.1N/mm2小于支撑小横杆的抗弯设计强度 174.25N/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):RRc其中 Rc-扣件抗滑承载力设计值,取 6.80kN;R-纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用
25、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=3.193kN;R0.120 卷 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=1.4X3.000+2.000)的 0/2+(0.800-0.200)/41.00=4.55kN;N=N1+N2+N3+N4=3.193+0.456+2.66+4.55=10.859kN;小-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=4.89;W-立杆净截面抵抗矩(cm3):W=5.08;(7-钢管立杆轴心受压应力计算值
26、(N/mm2);f-钢管立杆抗压强度设计值: 用=0.85X205=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=kN麻口 lo=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即:lo=Max1.1551 万 M.2,1.2+20.05=2.356m;k-计算长度附加系数,取值为:1.155;N-计算长度系数,参照扣件式规范表 5.3.3,=1.7a-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
27、轴心受压立杆的稳定系数 6=0312;钢管立杆受压应力计算值;(T=9390.531/(0.312X489)=61.5N/mm钢管立杆稳定性计算(7=43.5N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值用=174.25N/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):48X3.5K 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
28、):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;板支架荷载计算单元B、模板面板计算:模板面板为受弯
29、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=90X1.82/6=48.6cm3;I=90K83/12=43.74cm4;模板面板的按照三跨连续梁计算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):qi=250.128.9+0.350.9=3.015kN/m;(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):q2=38.9=2.7kN/m;2、强度计算计算公式如下:M=0.1ql2其中:q=1.23.015+1.42.7=7.398kN/m最大弯矩 M=0.17.3983002=66582Nmm;面板最大应力计算值(T
30、=M/W=66582/48600=1.37N/mm2;面板的抗弯强度设计值用=13N/mm板模板支架立面图面板计算简图面板的最大应力计算值为 1.37N/mm12f=13N/mm2,满足要求!3、挠度计算挠度计算公式为:v=0.677qf/(100EI)43.74X04)=0.04mm;面板最大允许挠度v=300/250=1.2mm;面板的最大挠度计算值 0.04mm 小于面板的最大允许挠度 1.2mm,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=lbXh2/6=4 刈 X8/6=42.67cm4;I=bXh3/12=4X8X8X8/
31、12=170.67cm4;q q1 T1r;rir!ririf1rirrirrir!1700700170。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=250.30.12+0.35 灰 3=1.005kN/m;计算公式如下:(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):q2=38.3=0.9kN/m;2、强度验算:M=0.1ql均布荷载 q=1.2qi+K4 华=1.2K005+1.41.0=2.606kN/m;最大弯矩 M=0.1ql2=0.12606X.02=0.26kNm;方木最大应力计算值(T=M/W=0.26X106/42666
32、.67=6.094N/mm2;方木的抗弯强度设计值f=13.000N/mm2;方木的最大应力计算值为 6.094N/mm2小于方木的抗弯强度设计值 13N/mm2,满足要求!3、抗剪验算:截面抗剪强度必须满足:r=3V/2bhnr其中最大剪力:V=0.62.606K0=1.564kN;方木受剪应力计算值 r=35641X03/(240X80)=0.733N/mm2;方木抗剪强度设计值r=1.5N/mm;方木的受剪应力计算值 0.733N/mm2小于方木的抗剪强度设计值 1.5N/mm2,满足要求!4、挠度验算:计算公式如下:v=0.677qf/(100EI)v=l/250均布荷载 q=q1=1
33、.005kN/m;最大允许挠度v=000/250=4mm;方木的最大挠度计算值 0.443mm 小于方木的最大允许挠度 4mm,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;最大挠度计算值V=0.677X1.0050%(1009000X1706666.667)=0.443mm;最大弯矩 Mmax=0.37kNm;最大变形 Vmax=0.432mm;最大支座力 Qmax=5.601kN;最大应力(T=369657.225/5080=72.767N/mm2;支撑钢管的抗压强度设计值:用=0.85X205=174.2
34、5N/mm2(0.85 为钢管强度折减系数);支撑钢管的最大应力计算值 72.767N/mm2V174.25N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度为 0.432mm 小于 700/150 与 10mm,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):RRc其中 Rc-扣件抗滑承载力设计值,取 6.80kN;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=4.35
35、7kN;R0.8=0.28kN;(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):NG3=25 处.12X.00.8=2.4kN;静荷载标准值 NG=NGI+NG2+NG3=3.06kN;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)0.8M.0=4kN;3、立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+1.4NQ=9.272kN;G、立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计算公式(T=N/(6 用)其中 N-立杆的轴心压力设计值(kN):N=7.375kN;-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=1.58cm;A-立杆净截面面
36、积(cm2):A=4.89cm2;W-立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08cm3;v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=0.85X205=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 LO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 Lo=max1.155X.7M.2,1.2+20.05=2.356;k-计算长度附加系数,取 1.155;仙-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=0.0
37、5m;得到计算结果:立杆计算长度 LO=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 6=0.312;钢管立杆受压应力计算值;(T=7375.006/(0.312X489)=94N/33m2;立杆稳定性计算(7=48.339N/mm2-J1-*-Jr图1大横杆设计荷载组合简图ilHHltllllECq4c-1qsq&I|11)!III_|I!I|I&-Jr(跨中最大弯矩和出卷中最大挠度)q=!口I口IH八图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)Q选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:(T=Max(0.28
38、9106,0.116106)/5080=56.89N/mm2;大横杆的最大弯曲应力为(7=56.89N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值用=174.25N/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:max=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI其中:静荷载标准值:q1=PI+P2=0.038+0.099=0.137kN/m;活荷载标准值:q2=Q=0.85kN/m;最大挠度计算值为:v=0.677 处.13710004/(1002.06X05X121900)+0.990%85X0004/(1002.06X05X121900)=0
39、.375mm;大横杆的最大挠度 0.375mm 小于大横杆的最大容许挠度 1000/150mm 与 10mm 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:PI=0.038X1.0=0.038kN;脚手板的自重标准值:P2=0.35X0.85X1.0/(2+1)=0.099kN;活荷载标准值:Q=3X0.85X1.0/(2+1)=0.85kN;集中荷载的设计值:P=1.2X(
40、0.038+0.099)+1.4X0.85=1.354kN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:Mmax=ql2/8Mmax=1.2X0.038X0.852/8=0.004kN 的集中荷载最大弯矩计算公式如下:MPmax=Pl/3MPmax=2.113X0.85/3=0.287kNm;最大弯矩 M=Mqmax+Mpmax=0.291kNm最大应力计算值(T=M/W=0.291M06/5080=57.28N/mm2;小横杆的最大弯曲应力(757.28N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值174.25N/m
41、n2,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:qmax=5ql4/384EIVqmax=5X0.0388504/(3842.06X05X121900)=0.01mm;大横杆传递荷载 P=p1+p2+Q=0.038+0.099+0.85=0.987kN;ppL/3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:Max=Pl(3l2-4l2/9)/72EImax=987850X(38502-48502/9)/(722.06X05X121900)=0.857mm;最大挠度和V=qmax+第ma
42、x=0.01+0.857=0.867mm;小横杆的最大挠度为 0.867mm 小于小横杆的最大容许挠度 850/150=5.667 与 10mm,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):RRc其中 Rc-扣件抗滑承载力设计值,取 6.80kN;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=0.038X1.0X2/2=0.038
43、kN;小横杆的自重标准值:P2=0.038X0.85/2=0.016kN;脚手板的自重标准值:P3=0.35X0.85X1.0/2=0.149kN;活荷载标准值:Q=3X0.85X1.0/2=1.275kN;荷载的设计值:R=1.2X(0.038+0.016+0.149)+1.4X1.275=2.029kN;R6.80kN,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/mNG1=0.1248X4.20=0.524kN;(2)脚手板的自重标准值;采用木
44、脚手板,标准值为 0.35kN/m2NG2=0.35X2X1.0 x(0.85+2.95)/2=1.33kN;(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/mNG3=0.14X2X1.0/2=0.14kN;(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005kN/m2NG4=0.005X1.0X4.2=0.021kN;经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+N32+N33+N34=2.015kN;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=3X0.85X1.0X2/2=2.55kN;考虑风荷载时,立杆的
45、轴向压力设计值为N=1.2NG+0.85X1.4NQ=1.2X2.015+0.85X1.4X2.55=5.453kN;不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+1.4NQ=1.2X2.015+1.4X2.55=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W=0.7 应*a其中W0-基本风压(kN/m2),按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用:30=0.55kN/m2;比-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:片 1.25;内-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
46、X0.55X1.25X0.78=0.375kN/m2;风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW为:Mw=0.85X1.4WkLah2/10=0.85X1.4X0.375X1.4X1.82/10=0.203kNm考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式(T=N/(6A)+WWf立杆的轴心压力设计值:N=7.909kN;不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式(T=N/(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=1.58cm;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
47、安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3 得:仙=1.5;计算长度,由公式 l0=kuh 确定:l0=3.118m;长细比:L0/i=197;轴心受压立杆的稳定系数小出长细比 lo/i 的结果查表得到:小=0.186立杆净截面面积:A=4.89cm2;立杆净截面模量(抵抗矩):W=5.08cm3;钢管立杆抗压强度设计值:f=0.85X205=174.25N/mm2(0.85 为钢管强度折减系数);考虑风荷载时立杆稳定性计算(T=126.92N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=174.25N/mm 满足要求!不考虑风荷载时(T=8747/(0.186义489)=96.17N/ngm立
48、杆稳定性计算 0-=96.17N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=174.25N/mm 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:C302 .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
49、主梁上的力大小(kN)作用点离墙距离(m)18.7473.928.7472.9518.782(T=7909/(0.186X4893000U5080=126.92N/mm2.7418.7821.8518.7820.94 .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):2.55B、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:ARA4ARBN9.391(2)支座反力:RA=RB=4.696kN22(3)弯矩:Nl9.3911.4Mmax3.287kN*m44(4)强
50、度:Mmax(T-W式中:W截面抵抗矩,查表得:62.1cm3一一63.2871062.1103一一2=52.93N/mm小于钢材抗弯强度设计值f】=205N/mm2满足要求小于型钢支架受弯构件的允许挠度值 V=匚=5.6mm,满足要求。250C、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=9.391KNX2=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=8.747KN(按最不利工况计算)1、计算简图(5)挠度:_Nlwmax=48EI式中:E弹性模量,查表得:E=2.06X05N/mm2;I-截面惯性矩,查表得:I
51、=391cm4;9.39110314003wmax482.06105391104=0.67mm主梁弯矩图(kNm)8.747kNa.7l8,?e2kN18,侬kN18.782kN0.2B9kN/m0.289kN/n0.283kN/mLirlUliUirulliJlirlririJwrLrirIUliD11IIIIILJ(3)145025502000主梁计算简图26.03525.8137包3s0aT76-9.05彳-17.973-36.6953-36.69521332133-J1.555-J1.555主梁剪力图(kN)87768776-12.0061226618.417-4.227主梁变形图(m
52、m)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=185c3n 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=1.2X24.1X10/1000=0.289kN/m;(4)各支座对主梁的支撑反力由左至右分别为:2=62.73kN;R=14.4kN;R4=1.555kN;(5)最大弯矩:Mnax=18.417kNm3、主梁抗弯强度:计算公式如下:omax=Mmax/柳+N/Af式中 Mmax-截面承受最大弯矩值,Mmax=18.417kNm;W-主梁净截面模量,W=185cm3;Y
53、-截面塑性发展系数,产 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:0max=18.417M06/(1.05 馅 5000)+57.131O3/3060=113.481N/mm2f=215N/mm2主梁的正应力计算值omax=113.481N/mm2小于钢材抗弯强度设计值 f=205N/mm2,满足要求。4、主梁整体稳定性:主梁采用 18 号工字钢,计算公式如下:(T=M/bWxJ=150,满足要求 o小于钢材抗压、抗弯强度设计值f】=205N/mm2,满足要求。4、斜撑杆焊缝强度计算斜撑支杆采用
54、焊接方式与墙体预埋件连接,对接焊缝强度计算公式如下6=N/Wt103/(0.83629.299X02)=34.64N/mm2205N/mm2斜撑杆强度性计算值o-=34.65N/mm2小于f=205N/mm2,满足要求!3、斜撑杆稳定性计算:式中:lo计算长度,2800lo=o=3787mmsin47.68i槽钢截面回转半径,i=I1370cc,=6.84cm;A29.299经过计算得到焊缝最大应力:6=84.84W3/2929.9=28.968N/mm2ft=185N/mm2对接焊缝的最大应力(T=28.957N/mm2小于 ft=185N/mn2,满足要求!E、钢梁里端锚固计算:主梁与楼板
55、压点的压环强度计算公式为:(T=N/2Af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/mm;d-压环钢筋的设计直径,d=16mmA-压环钢筋截面积,A=TT(2/4=3.142162/4=201.062mm2;(T=N/2A=1.555X3/(201.0622)=3.87N/mm2300 钢板,4 根 912mm 抗剪锚筋,长度 150mm,锚筋总截面积:八V-0.3NAsaavfy式中:V剪力设计值,经计算得:V=62.73kN;N法向压力设计值:N=84.84Mcos
56、47.68o=57.12kN,A锚板面积:200X300=60000mm2;fc-混凝土轴心抗压强度设计值,查表得:C30 时为214.3N/mm;经计算得:0.5fcA=0.5 父 14.3 父 60000=429kN,N429kN,满足要求。fy-锚筋抗拉强度设计值,查表得:3002N/mmar-锚筋层数的影响系数,两层锚筋等距布置,查表得:1.0av锚筋的受剪承载力系数:av=(4.0-0.08d/、14.3av=(4.0-0.08X10)*=0.7330033A62.7310-0.357.12102贝U,As=217mm小于 As=-父 122父 4=452mm2,满足要求。4412钢
57、筋4根双面电焊1=80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 0.6d4)焊缝验算:在各综合力作用下 J 但)+t;ffw)式中:0f一垂直于焊缝长度方向的应力:0f=N-helwtf一沿焊缝长度方向的剪应力:tf=-helwhe一直角焊缝的有效厚度:0.7hf=0.7X7.5=5.25mmlw一角焊缝计算长度:实际长度减去 10mm,双面焊 80X2=160mmffw一角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值(Q235 号钢E4303 型焊条):ffw=160
58、N/mm2国一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辟=1.22;对直接承受动荷载的结构辟=1.0旦=6237。=74.25N/mm2helw5.25160小于&ffw=1.22X160=195.2N/mm2满足要求!,N571202tf=68N/mmhelw5.25160小于 0ffw=1.0X160=160N/mm2满足要求!245i+682=91.26N/mm2小于 ffw=160N/mm2满足要求!1.22J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
59、#喽 12 层结构计划施工日期为:2011 年 9 月 13 日至 2011 年 9 月 20 日;29#喽 12 层结构计划施工日期为:2011 年 9 月 15 日至 2011 年 9 月 22 日;29#喽 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#喽 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#喽 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
60、线定位一安装悬挑钢梁一固定悬挑钢梁一斜撑杆焊接一架设横梁一安装:2Offt2架体底部安全平网一搭设排架立杆。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加 6 锚环的布置根据主梁的位置确定;第一道口形锚环设置在距内侧端部 0.20m 的位置,第二道口形锚环离第一道 0.4m。口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、将工字钢主梁置入口形锚环内,采用16 口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 200X300mm 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
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