工程概况
二、编制依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130)混凝土结构设计规范GB50010建筑结构荷载规范(GB50009)钢结构设计规范(GB50017)
三、板高支撑架计算书(一)参数信息:
1.脚手架参数横向间距或排距(M):
1.00;纵距(M):0.90;步距(M):
1.50;立杆上端伸出至模板支撑点长度(M):0.10;脚手架搭设高度(M):
6.00;采用的钢管(MM):48_
3.5;扣件连接方式:双扣件,扣件抗滑承载力系数:0.80;板底支撑连接方式:方木支撑;
2.荷载参数模板与木板自重(K2):0.350;混凝土与钢筋自重(K3):
2.4000;楼板浇筑厚度(M):0.200;倾倒混凝土荷载标准值(K2):
2.000;施工均布荷载标准值(K2):
1.000;
3.木方参数木方弹性模量E(M2):9500.000;木方抗弯强度设计值(M2):
1.3000;木方抗剪强度设计值(M2):
1.300;木方的间隔距离(MM):300.000;木方的截面宽度(MM):80.00;木方的截面高度(MM):100.00;模板支架立面图图2楼板支撑架荷载计算单元
(二)模板支撑方木的计算:方木按照简支梁计算,方木的截面力学参数为本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W
8.000_
10.000_
10.00
1.3333CM3;I
8.000_
10.000_
10.000_
10.002
6.6667CM4一一QJNIM4TR1方木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(K):Q
1.24000_0.300_0.200
1.440K;
(2)模板的自重线荷载(K):Q
20.350_0.3000.105K;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(KN):P1(1.000 2.000)_0.900_0.3000.810KN;
2.强度计算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下均布荷载Q
1.2_(1.440 0.105)
1.854K;集中荷载P
1.4_0.8
1.134KN;最大弯距MP QL
1.134_0.900 1.854_0.9000.443KN.M;最大支座力N Q
1.13 1.854_0.90
1.401KN;截面应力LMW0.443_
3.3333_
3.3322M2方木的计算强度为3.322小
1.30M2,满足要求!
3.抗剪计算:最大剪力的计算公式如下:QQ 截面抗剪强度必须满足:T3BH 1.85 1.1.31401KN;截面抗剪强度计算值T3_140 1.302_80.000_100.000)0.263M2;截面抗剪强度设计值T 1.300M2;方木的抗剪强度为0.263小 1.300,满足要求! 4.挠度计算:最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:均布荷载QQ1 Q 2.1440 0. 5.1545K;集中荷载P0.810KN;最大变形V5_ 1.545_900.0004384乂9500.000乂666 6.6667) 8 10.000_900.000348_9500.000_666 6.6667)0.403MM;方木的最大挠度0.403小900.0050满足要求! (三)木方支撑钢管计算: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 1.854_0.900 1.13.4280313KN;PPP1000100011000支撑钢管计算简图支撑钢管计算弯矩图(KN.M)2412支撑钢管计算变形图(KN.M) 5.99659附420 4.420 4.24214口0.363140_____G 9.59031401律31部口钳30 3.3 4.192 4.19420 4.4204支撑钢管计算剪力图(KN)最大弯矩MMA_0.943KN.M;最大变形VMA_ 2.412MM;最大支座力QMA_ 10.192KN;截面应力(R0.943_10080.000 1.85715M2支撑钢管的计算强度小20 5.000M2,满足要求!支撑钢管的最大挠度小1000.0050与10MM,满足要求! (四)扣件抗滑移的计算: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 1.600KN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为1.280KN纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R 10.192KN;R< 1.280KN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! (五)模板支架荷载标准值(轴力):作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容:脚手架的自重(KN):NG 10.129_ 6.0000.775KN;钢管的自重计算参照扣件式规范附录A双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。模板的自重(KN):NG 20.350_ 1.000_0.9000.315KN; (3)钢筋混凝土楼板自重(KN):NG 3.24000_0.200_ 1.000_0.900 4.320KN;经计算得到,静荷载标准值NGNG1 NG2 NG 3.5410KN; 2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。经计算得到,活荷载标准值NQ(1.000 2.000)_ 1.000_0.900 2.700KN;3不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N 1.2NG 1.4NQ 10.272KN; (六)立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计算公式:其中N立杆的轴心压力设计值(KN):N 10.272KN;L轴心受压立杆的稳定系数,由长细比L查表得到;I计算立杆的截面回转半径(CM):I 1.58CM;A立杆净截面面积(CM2):A 4.89CM2;W立杆净截面模量(抵抗矩)(CM3):W 5.08CM3;B钢管立杆抗压强度计算值(M2);F钢管立杆抗压强度设计值:F20 5.000M2;LO计算长度(M);如果完全参照扣件式规范,由公式 (1)或 (2)计算LOK1UH (1)LO(H 2A) (2)K1计算长度附加系数,取值为1.155;U计算长度系数,参照扣件式规范表 5. 3.3;U 1.700;A立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;A0.100M;公式 (1)的计算结果:立杆计算长度LOKLUH 1.155_ 1.700_ 1.500 2.945M;L 2.945250 1.5800 1.86000;由长细比L的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数00.207;钢管立杆受压强度计算值;(7 2.7120.207_ 4.79000) 1.474M2;立杆稳定性计算(R 1.474M2小F20 5.000满足要求!公式 (2)的计算结果:立杆计算长度LOH 2A 1.500 0.100_ 2.1700M;L1700.000 1.5800 8.000;由长细比L的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数00.530;钢管立杆受压强度计算值;(T 2.71.52530_ 4.79000)3 9.632M2;立杆稳定性计算(T3 9.632M2小F20 5.000满足要求!如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式 (3)计算LOK1K2(H 2A) (3)K1计算长度附加系数按照表1取值 1.243;K2计算长度附加系数,H 2A 1.700按照表2取值 1.007;公式 (3)的计算结果:立杆计算长度LOK1K2(H 2A) 1.243_ 1.007_(1.500 0.100_2) 2.128M;L 2.1277.9215800 1.35000;由长细比L的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数00.371;钢管立杆受压强度计算值;(T 2.7120.37 4.79000) 5.6618M2;立杆稳定性计算(T 5.6618M2小F20 5.000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,否则存在安全隐表1模板支架计算长度附加系数KL步距HS)H<0.90.9 1.2431135I,167I.163表2模族支架计篁长度附加系数K2H隔)4H 2遨68M)IQ121416182025303540 1.35101014 2.6103 9. 4.2 5.4 6.1 8.11092I113113T11.551173144101012 2.2 3.11039 4.7 5.6 6.41072109211111129119.153 1.00 7.1015 2.4 3.1103 9.1047 5.5 6.210T 9.10971114113.2152 1.00 7.10141021 2.9 3.6 4.3 5.1 5.610T 4.10901105112.3130 1.0LOOT 1.0141020 1.0 2.6 3.31040 1.0 4.6 5.2 6.7 3.1109511111.92 1.00 7.10121CIS 2.4103C 1.035 4.2 4.6 6.2 7.61C90 1.10420 4. 1.00 7. 1.21018 2.2 2.61G35103 9. 4.41060 1.07310871 1.2 2.510LOOT 1.010L0 1.610201,0 2.71032LOST 1.0421057I.ORRO 1.0S 1. 9.4270 1.0 1.0071OLO 1.610 2.710321,0371,0 4.2105310T 3.1061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。 四、梁支撑架计算书 (一)参数信息: 1.脚手架参数立柱梁跨度方向间距L(M): 1.00;立杆上端伸出至模板支撑点长度A(M):0.30;脚手架步距(M): 1.00;脚手架搭设高度(M): 6.00;梁两侧立柱间距(M): 1.20;承重架支设:无承重立杆,木方平行梁截面B; 2.荷载参数模板与木块自重(K2):0.350;梁截面宽度B(M):0.300;混凝土和钢筋自重(K3): 2.5000;梁截面高度D(M):0.550;倾倒混凝土荷载标准值(K2): 2.000;施工均布荷载标准值(K2): 2.000; 3.木方参数木方弹性模量E(M2):10000.000;木方抗弯强度设计值(M2): 1.3000;木方抗剪强度设计值(M2): 1.300;木方的间隔距离(MM):300.000;木方的截面宽度(MM):80.00;木方的截面高度(MM):100.00; 4.其他采用的钢管类型(MM):48_ 3.5扣件连接方式:双扣件,扣件抗滑承载力系数080;梁跨度方向图I梁模板支撑架立面简图 (二)梁底支撑钢管的计算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.荷载的计算: (1)钢筋混凝土梁自重(KN):Q 1.25000_0.300_0.550_0.300 1.238KN; (2)模板的自重荷载(KN):Q 20.350_0.300_(2乂0.550 0.300)0.147KN; (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(2.000 2.000)_0.300_0.3000.360KN; 2.木方楞的传递均布荷载计算:P(1.2_(1.238_0.147) 1.4_0.360.300 7.218K; 3.支撑钢管的强度计算:按照均布荷载作用下的简支梁计算均布荷载,Q 7.218K;计算简图如下支撑钢管按照简支梁的计算公式M0.125QCL (2)Q0.5QC经过简支梁的计算得到:钢管最大弯矩MMA_0.125_ 7.218_0.300_ 1.200_(20. 30.200)0.568KN.M;截面应力G 6.841750080.000 1.11893M2水平钢管的计算强度小20 5.0M2,满足要求!钢管支座反力RARB0.5_ 7.218_0.300 1.083KN; (三)梁底纵向钢管计算纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。(四)扣件抗滑移的计算: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 1.600KN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为1.280KN。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 1.280KN;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 1.08KNR< 1.280KN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! (五)立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式其中N立杆的轴心压力设计值,它包括:横杆的最大支座反力:N 1.1083KN;脚手架钢管的自重:N 2.12_0.149_ 6.000 1.072KN;楼板的混凝土模板的自重:N 30.720KN;N 1.083 1.072 0.720 2.875KN;轴心受压立杆的稳定系数,由长细比L查表得至上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;G钢管立杆抗压强度计算值(M2);F钢管立杆抗压强度设计值:F20 5.00M2;LO计算长度(M);如果完全参照扣件式规范不考虑高支撑架,由公式 (1)或 (2)计算LOK1UHLO(H 2A)K1计算长度附加系数,按照表1取值为: 1.185;U计算长度系数,参照扣件式规范表 5. 3.3,U 1.700;A立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度:A0.300M;公式 (1)的计算结果:立杆计算长度LOKLUH 1.185_ 1.700_ 1.000 2.015M;L20 1.4500 1.5800 1.28000;由长细比L的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数0.406;钢管立杆受压强度计算值;(T 2.874780.406_ 4.79000) 1.4480M2;立杆稳定性计算(T 1.4480M2小F20 5.00满足要求!立杆计算长度LOH 2A 1.000 0.300_ 2.1600M;L1600.000 1.5800 1.000;公式 (2)的计算结果:由长细比L的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数00.580;钢管立杆受压强度计算值; 2.874780.580 4.79010001)36M2;21立杆稳定性计算(T 10.136M2小F20 5.00满足要求!如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式 (3)计算 (3)LOK1K2(H 2A)K2计算长度附加系数,H 2A 1.600按照表2取值 1.007;公式 (3)的计算结果:立杆计算长度LOK1K2(H 2A) 1.185_ 1.007_(1.000 0.3002) 1.909M;L190 9. 2.7215800 1.21000;由长细比L的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数00.446;钢管立杆受压强度计算值;(T 2.874780.446_ 4.79000) 1.3181M2;立杆稳定性计算(T 1.3181M2小F20 5.00满足要求! 五、技术措施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。 2.立杆步距的设计: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;C.高支撑架步距以0. 9.15M为宜,不宜超过 1.5M。 3.整体性构造层的设计:A.当支撑架高度N20M或横向高宽比N6时,需要设置整体性单或双水平加强层;B.单水平加强层可以每46米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置斜杆层数要大于水平框格总数的;C.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔1015M设置,四周和中部每1015M设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层;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。 4.剪刀撑的设计:A.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑;B.中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔1015M设置。 5.顶部支撑点的设计:A.最好在立杆顶部设置支托板,具距离支架顶层横杆的高度不宜大于400MM;B.顶部支撑点位顶层横杆时,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,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扣件架规范的要求;C.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在4560N.M,钢管不能选用已经长期使用发生变形的;D.地基支座的设计要满足承载力的要求。 7.施工使用的要求: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,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。