1、項目J73棟型斜屋面高支模施工組織設計方案一、工程概況*項目J73棟型工程,由*市*房地產開發有限公司投資興建,位于*市*鎮xx路與xx路交匯處。J73棟型工程為3棟(每棟含3個單元)6層住宅樓,項目名稱為J73-3A、J73-3B、J73(帶底商);工程編號112#、111#、31#。工程總建筑面積分別為6543.64、6610.86、6863.56m2,建筑物結構形式均為框架結構,基礎形式為預應力管樁基礎。六樓的頂屋設有夾層梁,三棟樓的天面均采用斜屋面,呈金字塔形。六層樓面設計標高15.00m,夾層樓面設計標高18.00、18.392m,坡屋頂最高標高20.490m,最高脊梁的層高為5.4
2、9m,最低為3.0m(因WKL16a(2)、WKL16b(3)、WL4(1)、WKL19(2)、WL6(1)等梁下沒有設計夾層梁);屋面坡度為32度,梁截面尺寸主要有200400 mm、300500 mm等截面型式,斜板厚為120mm,采用C25砼。由于該工程斜屋面結構為折梁、折板形式,坡度較陡,采用門式架的高支模施工方案。二、編制依據三、門式架支撐體系:1、模板:面板使用18mm厚夾板,規格為9201820,面板下排兩層8080mm的木枋,上層枋間距300mm,下層枋間距1219mm(即架寬)。門架間距、跨距是800mm。2、梁:梁底板和梁側板用整塊18mm厚的夾板制成。梁旁板底外側設壓腳板
3、,梁側板支撐間距不大于400mm,梁底板用8080廣東松枋支承;梁底的上排枋間距為300mm,板底的上排枋間距為400mm,下排枋為8080木枋。3、支撐體系:、樓面模板、梁側及梁底模板均采用18mm厚夾板。樓面梁板用門式架加可調托作頂架,龍骨均用8080mm木枋,上鋪18mm厚夾板。、門式架之間全部用交叉連桿連接,每層門架沿排向設置縱橫水平拉桿,底部距地200mm設縱橫掃地桿。、內外兩側設450交叉剪力刀撐,每隔3m設一排的剪刀撐,剪刀撐底部到地。、所有的門式架底托必須墊50200墊木通長。、屋面梁下設置夾層梁的支撐采用8080木枋、間距350,斜撐在夾層梁上;木枋根部翹角墊固定在夾層梁上的
4、模板,夾層梁的支撐系統不拆除。木枋之間采用方條在木枋中部水平固定拉結。四、門式架高支撐施工方法1、模板搭設、門架按設計斜面坡度要求拉一條斜線,先沿屋脊梁開始排架,離柱邊200mm排第一只架,每間距800mm放一只架,并拉上交叉連桿,排至梁的另一邊的支承柱時,如果排架至柱的距離大于400mm時,將最后幾排的門架排距由800mm調整為600mm,使最后一排排距符合要求。底層架鋪設后,再架設中層或上層架,然后加頂托,大致調整高度到預定平水,在頂托上放木枋,第一層枋沿梁軸方向,第二排枋垂直梁軸方向、間距300mm。然后調整頂托高度,使梁底板調至預定高度,鋪梁底板,固定梁底板,梁底板裝好后再裝梁側板和樓
5、面模板。、順著卸屋面板坡度方向與門架的跨距方向一致的方法搭設斜板門式架。斜板門式架一般取2榀為一組,斜屋面板的梯形或三角形的斜腰邊處以臨斜邊處200mm增設鋼管立桿或門式架,第二排枋成放射狀放置。第一層枋和頂托之間的三角形空隙采用三角形木楔塊塞緊。三角形木楔塊須按照屋面坡度預制加工好。門式腳手架支撐體系要求在底部上200mm位置用萬向扣扣一道鋼管拉桿,縱橫各一道,以保證整體性及穩定性。在頂層架頂部下100mm縱橫必須各扣一道鋼管拉桿,以分散斜向壓力。、在底層架橫桿中央處扣一道通長拉桿,故整個支撐高度范圍內設置水平拉桿如下:距樓面200mm設掃地桿,以上每個門式架設置一道水平拉桿;水平拉桿要通長
6、設置,縱橫方向均設,交接處用鋼管扣扣住,在端部要頂到柱。2、 模板拆除根據混凝土七天及二十八天抗壓試件試驗報告,當混凝土達到拆模強度要求后,再安排拆除模板;對板及梁部分,強度要達到75;對懸臂部分,跨度大于8m的梁,拆模強度要達到設計強度的100。模板拆除時,先松頂托,把頂托除下,利用原支撐體系做腳架,拆卸梁及樓面模板,最后拆除支撐體系。五、質量保證措施立柱就位前應放出控制線,使立柱盡量在同一直線上,以便與水平拉桿連接及使其滿足間距要求。門架、立柱排放時要用線陀吊線,控制其垂直度。水平拉結施工時應做到每完一層即驗收一層,檢查其拉結是否牢固到位,以防“虛結”。所用的木料,尤其是木枋,必須于使用前
7、嚴格檢查其完好性,嚴禁使用蟲蛀、腐蝕嚴重的枋材。支撐系統施工完畢后要經公司質安部驗收合格后方可鋪板。六.主要安全技術措施1.廢爛木枋不能使用;2.安裝、拆除外墻外模板時,必須確認外腳手架符合安全要求;3.內模板安裝高度超過2.5m時,應搭設臨時腳手架;4.在4m以上高空拆除模板時,不得讓模板、材料自由下落,更不得大面積同時撬落,操作時必須注意下方人員的動向;5.正在施工澆搗的樓板其下一層樓板的支頂不準拆除;6.安裝夾層或夾層以上的外圍墻、柱及梁模板,先搭設腳手架或安全網;水平拉桿不準固定在腳手架或跳板等不穩定物體上。第七節、斜屋面門架支撐系統計算書I、斜屋面梁門架支撐系統計算書本計算書依據建筑
8、施工模板安全技術規范(JGJ162-2008)、建筑施工門式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ128-2000)、建筑施工計算手冊江正榮著、建筑結構荷載規范(GB 50009-2001)、混凝土結構設計規范(GB50010-2002)、鋼結構設計規范(GB 50017-2003)等規范編制。梁段:WL6(1)。一、參數信息1.模板構造參數(一)梁構造參數梁截面寬度B:0.3m;梁截面高度D:0.5m;樓層高度H:5.5m;結構表面要求:隱藏;混凝土樓板厚度:120mm;梁邊至板支撐距離:0.5m;(二)門架構造參數門架型號:MF1219A;搭設尺寸為:跨距l=0.800m(根據斜屋面坡度320,取
9、計算跨距l=1.000m。計算跨距1.0m計算依據:0.8/cos320=0.9433m);步距=1.955m;門架的寬度b:1219.000mm;門架的高度h0:1930.000mm;h1:1536.000mm;門架立桿采用48 3.5mm鋼管;立桿加強桿采用26.8 2.5mm鋼管;門架承載力修正系數:0.9;(三)門架立桿(加強桿)鋼管材料性能參數鋼材品種:鋼材Q235鋼(16-40);彈性模量E:206000N/mm2;屈服強度fy:235N/mm2;抗拉/抗壓/抗彎強度設計值f:205N/mm2;抗剪強度設計值fv:120N/mm2;端面承壓強度設計值fce:325N/mm2;2.荷
10、載參數(一)梁模板荷載參數新澆筑砼自重標準值G2k:28.3kN/m3;鋼筋自重標準值G3k:1.77kN/m3;根據斜屋面坡度320,砼自重標準值G2k:24/cos320=28.3kN/m3鋼筋自重標準值G3k:1.5/cos320=1.77kN/m3;梁側模板自重標準值G1k:0.5kN/m2;砼對模板側壓力標準值G4k:12kN/m2;振搗砼對梁側模板荷載Q2k:4kN/m2;梁底模板自重標準值G1k:0.5kN/m2;振搗砼對梁底模板荷載Q2k:2kN/m2;(二)門架靜荷載參數水平架5步4設;腳手板5步1設;水平加固桿采用48 3.5mm鋼管,1步1設;剪刀撐采用48 3.5mm鋼
11、管,按照4步4跨設置;1跨1步架內包含旋轉扣件4個,直角扣件1個;附件、安全網重量(kN/m):0.02欄桿重量(kN/m):0.013.梁側模板參數加固楞搭設形式:主楞橫向設置無次楞;(一)面板參數面板采用樺木(垂直方向)18mm厚覆面木膠合板;厚度:18mm;抗彎設計值fm:15N/mm2;彈性模量E:5400N/mm2;(二)主楞參數材料:2根483.5鋼管;間距(mm):100,150*1;鋼材品種:鋼材Q235鋼(16-40);彈性模量E:206000N/mm2;屈服強度fy:235N/mm2;抗拉/抗壓/抗彎強度設計值f:205N/mm2;抗剪強度設計值fv:120N/mm2;端面
12、承壓強度設計值fce:325N/mm2;(三)加固楞支拉參數加固楞采用穿梁螺栓支拉;螺栓直徑:M12;螺栓水平間距:450mm;螺栓豎向間距(mm)依次是:100,150*1;4.梁底模板參數搭設形式為:單門架垂直梁軸線布置;(一)面板參數面板采用樺木(垂直方向)18mm厚覆面木膠合板;厚度:18mm;抗彎設計值fm:15N/mm2;彈性模量E:5400N/mm2;(二)第一層支撐梁參數材料:1根8080矩形木楞;間距:300mm;木材品種:粗皮落葉松;彈性模量E:10000N/mm2;抗壓強度設計值fc:16N/mm2;抗彎強度設計值fm:17N/mm2;抗剪強度設計值fv:1.7N/mm2
13、;(三)第二層支撐梁參數材料:1根8080矩形木楞;木材品種:粗皮落葉松;彈性模量E:10000N/mm2;抗壓強度設計值fc:16N/mm2;抗彎強度設計值fm:17N/mm2;抗剪強度設計值fv:1.7N/mm2;二、梁側模板面板的計算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。根據模板規范(JGJ162-2008)第5.2.1條規定,面板按照簡支跨計算。這里取面板的計算寬度為1.000m。面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:I = 1000183/12= 4.860105mm4;W= 1000182/6 = 5.400104mm3;1.荷載計算及組合(一)新澆砼作用于模板的最大側壓力G
14、4k按下列公式計算,并取其中的較小值:F1=0.22t12V1/2F2=H其中-砼的重力密度,取24.000kN/m3;t-新澆混凝土的初凝時間,取3.000h;T-砼的入模溫度,取20.000;V-砼的澆筑速度,取1.500m/h;H-砼側壓力計算位置處至新澆砼頂面總高度,取0.500m;1-外加劑影響修正系數,取1.000;2-砼坍落度影響修正系數,取1.000。根據以上兩個公式計算得到:F1=19.400 kN/m2F2=12.000 kN/m2新澆砼作用于模板的最大側壓力G4k=min(F1,F2)=12.000 kN/m2;砼側壓力的有效壓頭高度:h=F/=12.000/24.000
15、=0.500m;(二)振搗砼時產生的荷載標準值Q2kQ2k=4kN/m2;(三)確定采用的荷載組合計算撓度采用標準組合:q=12.0001=12.000kN/m;計算彎矩和剪力采用基本組合:底部荷載:q=max(q1,q2)=18.108kN/m;由可變荷載效應控制的組合:q1=0.9(1.212.000+1.44)1=18.000kN/m;由永久荷載效應控制的組合:q2=0.9(1.3512.000+1.40.74)1=18.108kN/m;頂部荷載:q=0.91.40.741=3.528kN/m;2.內力計算面板承受均布荷載作用,根據實際受力情況進行電算,得到計算簡圖及內力、變形圖如下:彎
16、矩和剪力計算簡圖彎矩圖(kNm)剪力圖(kN)變形計算簡圖變形圖(mm)經過計算得到:最大彎矩M= 0.083kNm最大剪力:V= 1.583kN最大變形:= 0.127mm最大支座反力:F= 2.906kN3.面板計算(一)板抗彎強度計算=M/W=0.083106/5.400104=1.536N/mm2實際彎曲應力計算值=1.536N/mm2小于抗彎強度設計值f=15N/mm2,滿足要求!(二)撓度計算容許撓度:結構表面隱藏=l/250;第1跨最大撓度為0.127mm,容許撓度為0.400mm,滿足要求!第2跨最大撓度為0.017mm,容許撓度為0.600mm,滿足要求!第3跨最大撓度為0.
17、020mm,容許撓度為0.280mm,滿足要求!各跨實際最大撓度計算值小于最大允許撓度值,滿足要求!三、梁側模板支撐的計算1.主楞計算主楞采用2根483.5鋼管為一組,共2組。主楞的截面慣性矩I,截面抵抗矩W和彈性模量E分別為:I=212.19104= 2.438105mm4;W=25.08103= 1.016104mm3;E=206000 N/mm2;主楞直接承受模板傳遞的荷載,按照均布荷載作用下的三跨連續梁計算。主楞均布荷載按照面板最大支座力除以面板計算寬度得到:(a)計算彎矩和剪力采用:q = 2.906/1=2.906kN/m;(b)計算撓度采用:q = 1.835/1=1.835kN
18、/m;最大彎矩M = 0.1ql2=0.12.9060.4502最大剪力V=0.6ql=0.62.9060.450=0.785kN最大支座力N=1.1ql =1.12.9060.450=1.439kN最大變形= 0.677ql4/100EI=0.6771.835450.0004/(1002060002.438105)=0.010mm(1)主楞抗彎強度計算=M/W=0.059106/1.016104=5.793N/mm2實際彎曲應力計算值=5.793N/mm2小于抗彎強度設計值f=205N/mm2,滿足要求!(2)主楞抗剪強度計算=VS0/Itw=0.39210006946/(2.4381053
19、.5)=3.194N/mm2;實際剪應力計算值3.194 N/mm2小于抗剪強度設計值fv=120.000 N/mm2,滿足要求!(3)主楞撓度計算最大撓度:=0.010mm;容許撓度:結構表面隱藏=l/250=1.800mm;實際最大撓度計算值:=0.010mm小于最大允許撓度值: =1.800mm,滿足要求!2.穿梁螺栓計算驗算公式如下:NN= fA其中N -穿梁螺栓所受的拉力;A-穿梁螺栓有效面積(mm2);f-穿梁螺栓的抗拉強度設計值,取170 N/mm2;穿梁螺栓型號:M12;查表得:穿梁螺栓有效直徑:9.85 mm;穿梁螺栓有效面積: A = 76 mm2;穿梁螺栓最大容許拉力值:
20、 N = 17076/1000 = 12.920 kN;穿梁螺栓所受的最大拉力:N =1.439 kN。穿梁螺栓所受的最大拉力N=1.439kN小于穿梁螺栓最大容許拉力值N=12.920kN,滿足要求!四、梁底模板面板計算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。根據模板規范(JGJ162-2008)第5.2.1條規定,面板按照簡支跨計算。這里取面板的計算寬度為0.300m。面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:I = 300183/12= 1.458105mm4;W= 300182/6 = 1.620104mm3;1.荷載計算及組合模板自重標準值G1k=0.50.300=0.150 kN/
21、m;新澆筑砼自重標準值G2k=28.30.3000.5=4.245 kN/m;鋼筋自重標準值G3k=1.770.3000.5=0.266 kN/m;永久荷載標準值Gk= G1k+ G2k+ G3k=4.661 kN/m;振搗砼時產生的荷載標準值Q2k=20.300=0.600 kN/m;(1)計算撓度采用標準組合:q=4.661kN/m;(2)計算彎矩采用基本組合:q=max(q1,q2)=6.192kN/m;由可變荷載效應控制的組合:q1=0.9(1.24.661+1.40.600) =5.789kN/m;由永久荷載效應控制的組合:q2=0.9(1.354.661+1.40.70.600)
22、=6.192kN/m;2.面板抗彎強度驗算M/W f其中:W -面板的截面抵抗矩,W =1.620104mm3;M-面板的最大彎矩(Nmm) M=0.125ql2=6.966104Nmm;計算彎矩采用基本組合:q=6.192kN/m;面板計算跨度: l = 300mm;經計算得到,面板的受彎應力計算值:= 6.966104/1.620104=4.300N/mm2;實際彎曲應力計算值=4.300N/mm2小于抗彎強度設計值f=15N/mm2,滿足要求!3.面板撓度驗算=5ql4/(384EI)其中:q-作用在模板上的壓力線荷載:q = 4.661 kN/m;l-面板計算跨度: l =300mm;
23、E-面板材質的彈性模量: E = 5400N/mm2;I-截面慣性矩: I =1.458105mm4; -容許撓度:結構表面隱藏=l/250=1.200mm;面板的最大撓度計算值:= 54.661300.0004/(38454001.458105) = 0.624 mm;實際最大撓度計算值:=0.624mm小于最大允許撓度值: =1.200mm,滿足要求!五、梁底支撐梁的計算1.第一層支撐梁的計算支撐梁采用1根8080矩形木楞,間距300mm。支撐梁的截面慣性矩I,截面抵抗矩W和彈性模量E分別為:I=1341.33104= 3.413106mm4;W=185.33103= 8.533104mm
24、3;E=10000 N/mm2;(一)荷載計算及組合:模板自重標準值G1k=0.3(0.520.32+0.50.3)/0.3=0.470kN/m;新澆筑砼自重標準值G2k=28.30.30.5=4.245 kN/m;鋼筋自重標準值G3k=1.770.30.5=0.266 kN/m;永久荷載標準值Gk= G1k+ G2k+ G3k=4.981 kN/m;振搗砼時產生的荷載標準值Q2k=20.3=0.600 kN/m;計算中考慮梁兩側部分樓板混凝土荷載以集中力方式向下傳遞。永久荷載標準值Gkb=(250.18+0.5)0.30.5/2=0.375 kN;活荷載標準值Qkb=1.00.30.5/2=
25、0.075kN;(1)計算彎矩和剪力時,采用由可變荷載效應控制的組合(含支撐梁自重):均布荷載設計值q1=0.9(1.24.981+1.20.038+1.40.600)=6.176kN/m;樓板傳來集中力設計值F1=0.9(1.20.375+1.40.075)=0.500kN;(2)計算彎矩和剪力時,采用由永久荷載效應控制的組合(含支撐梁自重):均布荷載設計值q2=0.9(1.354.981+1.350.038+1.40.70.600)=6.627kN/m;樓板傳來集中力設計值F2=0.9(1.350.375+1.40.70.075)=0.522kN;(3)計算撓度時,采用荷載標準值進行組合(
26、含支撐梁自重):均布荷載標準值q3=4.981+0.038=5.019 kN/m;樓板傳來集中力標準值F3=0.375 kN;(二)支撐梁驗算根據前面計算的荷載組合,取結構最不利狀態進行電算,得到計算簡圖及內力、變形圖如下:彎矩和剪力計算簡圖彎矩圖(kNm)剪力圖(kN)變形計算簡圖變形圖(mm)經過計算得到從左到右各支座力分別為:N1=1.540kNN2=1.540kN計算得到:最大剪力:V= 1.540kN最大變形:= 2.286mm最大支座反力:F= 1.540kN(1)支撐梁抗彎強度計算=M/W=0.724106/8.533104=8.489N/mm2實際彎曲應力計算值=8.489N/
27、mm2小于抗彎強度設計值f=17N/mm2,滿足要求!(2)支撐梁抗剪計算=VS0/Ib=1.540100064000/(3.41310680)=0.361N/mm2;實際剪應力計算值0.361 N/mm2小于抗剪強度設計值fv=1.700 N/mm2,滿足要求!(3)支撐梁撓度計算 -容許撓度:結構表面隱藏=l/250;第1跨最大撓度為2.286mm,容許撓度為4.876mm,滿足要求!各跨實際最大撓度計算值小于最大允許撓度值,滿足要求!2.第二層支撐梁的計算支撐梁采用1根8080矩形木楞為一組,共2組。支撐梁的截面慣性矩I,截面抵抗矩W和彈性模量E分別為:I=1341.33104= 3.4
28、13106mm4;W=185.33103= 8.533104mm3;E=10000 N/mm2;取承受最大支座反力的支撐梁進行驗算,支撐梁按照集中與均布荷載作用下的三跨連續梁計算。支撐梁所受集中荷載F:計算彎矩和剪力時采用F1=1.540kN;計算撓度時采用F2=1.145kN;均布荷載取支撐梁的自重q:計算彎矩和剪力時采用q1= 0.052kN/m;計算撓度時采用q2= 0.038kN/m;根據上面計算的荷載進行電算,得到計算簡圖及內力、變形圖如下:彎矩和剪力計算簡圖彎矩圖(kNm)剪力圖(kN)變形計算簡圖變形圖(mm)計算得到:最大剪力:V= 3.321kN最大變形:= 0.729mm最
29、大支座反力:F= 5.656kN(1)支撐梁抗彎強度計算=M/W=0.523106/8.533104=6.134N/mm2實際彎曲應力計算值=6.134N/mm2小于抗彎強度設計值f=17N/mm2,滿足要求!(2)支撐梁抗剪計算=VS0/Ib=3.321100064000/(3.41310680)=0.778N/mm2;實際剪應力計算值0.778 N/mm2小于抗剪強度設計值fv=1.700 N/mm2,滿足要求!(3)支撐梁撓度計算 -容許撓度:結構表面隱藏=l/250;第1跨最大撓度為0.729mm,容許撓度為4.000mm,滿足要求!第2跨最大撓度為0.082mm,容許撓度為4.000
30、mm,滿足要求!第3跨最大撓度為0.729mm,容許撓度為4.000mm,滿足要求!各跨實際最大撓度計算值小于最大允許撓度值,滿足要求!六、門架立柱的穩定性計算1.門架靜荷載標準值計算靜荷載標準值包括以下內容:(1)腳手架自重產生的軸向力(kN/m)門架的每跨距內,每步架高內的構配件及其重量分別為:經計算得到,每米高腳手架自重合計NGk1= 0.663/1.955=0.339 kN/m。(2)加固桿、剪刀撐和附件等產生的軸向力(kN/m)剪刀撐采用48 3.5 mm鋼管,按照4步4跨設置,每米高的鋼管重計算:tg = (41.955) / (41.000) =1.95520.038(41.00
31、0)/cos/(41.955) =0.086kN/m;水平加固桿采用48 3.5 mm鋼管,按照1步1設設置,每米高的鋼管重為:0.038(11.000) / (11.955) = 0.020kN/m;每跨內的直角扣件1個,旋轉扣件4個,每米高的鋼管重為:(10.0135+40.0145 ) / 1.955 = 0.037 kN/m;每米高的附件重量為0.02 kN/m;每米高的欄桿重量為0.01 kN/m;經計算得到,每米高腳手架加固桿、剪刀撐和附件等產生的軸向力合計NGk2= 0.172 kN/m;靜荷載標準值總計為NG= NGK1+ NGK2= 0.512 kN/m;2.門架立柱的穩定性
32、計算門架立柱的穩定性計算公式= N/(kAo)f其中-門架立柱軸心受壓應力計算值(N/mm2);N -作用于一榀門型支柱的軸向力設計值,它包括:支撐梁傳遞荷載設計值:N1=25.656 =11.312kN;門架及加固件自重荷載設計值:N2= 0.91.20.512(5.5-0.5)=2.762 kN;N =N1+N2=11.312+2.762=14.075 kN;k-門架承載力修正系數,k= 0.9;Ao-一榀門架兩邊立桿的毛截面面積,Ao= 2A1=9.780 cm2;f -鋼管強度設計值:f =205 N/mm2;-門架立桿的穩定系數,由長細比koho/i查模板規范JGJ162-2008附
33、錄D得到,=0.377;其中:長度修正系數ko=1.13;門架的高度h0=1.93m;門架立柱換算截面回轉半徑i=(I/A1)1/2=1.650 cm;門架立桿的毛截面面積A1=4.89 cm2;門架立桿的換算截面慣性矩I=I0+I1h1/h0=13.320 cm4;門架立桿的毛截面慣性矩I0=12.19 cm4;門架加強桿的毛截面慣性矩I1=1.42 cm4;門架加強桿的高度h1=1.536m;門架立柱長細比計算值:=h0/i=1.93100/1.650=116.939門架立柱長細比= 116.939小于門架立柱允許長細比 = 150,滿足要求!門架立柱軸心受壓應力計算值=14.075103
34、/(0.90.3779.780102) = 42.365N/mm2;門架立柱穩定性計算= 42.365N/mm2小于門架立柱抗壓強度的設計值f = 205 N/mm2,滿足要求!II、 斜屋面板門架支撐系統計算書本計算書依據建筑施工模板安全技術規范(JGJ162-2008)、建筑施工門式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ128-2000)、建筑施工計算手冊江正榮著、建筑結構荷載規范(GB 50009-2001)、混凝土結構設計規范(GB50010-2002)、鋼結構設計規范(GB 50017-2003)等規范編制。板段:B1。斜屋面板荷載進行水平換算后,取門式架最高搭設高度5.2m和水平投影平面進
35、行安全計算;門式架搭設跨距為0.8米,為了大橫桿的驗算準確、實際取門式架計算跨距為1.0米.實際搭設門式架跨距方向的門式架高度以斜屋面坡度為準。模板支撐體系剖面圖一、參數信息1.模板構造參數(一)梁構造參數樓層高度H:5.2m;混凝土樓板厚度:120mm;結構表面要求:隱藏;(二)門架構造參數門架型號:MF1219A;門架間距:800mm;搭設尺寸為:跨距l=0.800m(根據斜屋面坡度320,取計算跨距l=1.000m。計算跨距1.0m計算依據:0.8/cos320=0.9433m);步距=1.955m;門架的寬度b:1219.000mm;門架的高度h0:1930.000mm;h1:1536
36、.000mm;門架立桿采用48 3.5mm鋼管;立桿加強桿采用26.8 2.5mm鋼管;門架承載力修正系數:0.9;(三)門架立桿(加強桿)鋼管材料性能參數鋼材品種:鋼材Q235鋼(16-40);彈性模量E:206000N/mm2;屈服強度fy:235N/mm2;抗拉/抗壓/抗彎強度設計值f:205N/mm2;抗剪強度設計值fv:120N/mm2;端面承壓強度設計值fce:325N/mm2;2.荷載參數(一)板模板荷載參數新澆筑砼自重標準值G2k:28.3kN/m3;鋼筋自重標準值G3k:1.297kN/m3;板底模板自重標準值G1k:0.354kN/m2;根據斜屋面坡度320,砼自重標準值G
37、2k:24/cos320=28.3kN/m3鋼筋自重標準值G3k:1.1/cos320=1.297kN/m3;板底模板自重標準值G1k:0.3/cos320=0.354kN/m2;承受集中荷載的模板單塊寬度:1000mm;施工人員及設備荷載標準值Q1k:計算模板和直接支承模板的小梁時取2.5kN/m2;計算直接支承小梁的主梁時取1.5kN/m2;計算支架立柱等支承結構構件時取1kN/m2;(二)門架靜荷載參數水平架5步4設;腳手板5步1設;水平加固桿采用48 3.5mm鋼管,1步1設;剪刀撐采用48 3.5mm鋼管,按照4步4跨設置;1跨1步架內包含旋轉扣件4個,直角扣件1個;附件、安全網重量
38、(kN/m):0.02欄桿重量(kN/m):0.013.板底模板參數搭設形式為:2層梁上順下橫單門架;(一)面板參數面板采用樺木(垂直方向)18mm厚覆面木膠合板;厚度:18mm;抗彎設計值fm:15N/mm2;彈性模量E:5400N/mm2;(二)第一層支撐梁參數材料:1根8080矩形木楞;間距:400mm;木材品種:粗皮落葉松;彈性模量E:10000N/mm2;抗壓強度設計值fc:16N/mm2;抗彎強度設計值fm:17N/mm2;抗剪強度設計值fv:1.7N/mm2;(三)第二層支撐梁參數材料:1根8080矩形木楞;木材品種:粗皮落葉松;彈性模量E:10000N/mm2;抗壓強度設計值f
39、c:16N/mm2;抗彎強度設計值fm:17N/mm2;抗剪強度設計值fv:1.7N/mm2;二、模板面板計算面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。根據模板規范(JGJ162-2008)第5.2.1條規定,面板按照簡支跨計算。這里取面板的計算寬度為1.000m。面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:I = 1000183/12= 4.860105mm4;W= 1000182/6 = 5.400104mm3;1.荷載計算及組合模板自重標準值G1k=0.3541.000=0.354 kN/m;新澆筑砼自重標準值G2k=28.31.0000.12=3.396 kN/m;鋼筋自重標準值G3k=1
40、.2971.0000.12=0.156 kN/m;永久荷載標準值Gk= 0.354+ 3.396+ 0.156=3.906 kN/m;施工人員及設備荷載標準值Q1k=2.51.000=2.500 kN/m;計算模板面板時用集中活荷載進行驗算P=2.5 kN;(1)計算撓度采用標準組合:q=3.906kN/m;(2)計算彎矩采用基本組合:A永久荷載和均布活荷載組合q=max(q1,q2)=7.368kN/m;由可變荷載效應控制的組合:q1=0.9(1.23.906+1.42.500) =7.368kN/m;由永久荷載效應控制的組合:q2=0.9(1.353.906+1.40.72.500) =6
41、.950kN/m;B永久荷載和集中活荷載組合由可變荷載效應控制的組合:q1=0.91.23.906=4.218kN/m;P1=0.91.42.5=3.150kN;由永久荷載效應控制的組合:q2=0.91.353.906 =4.745kN/m;P2=0.91.40.72.5 =2.205kN;2.面板抗彎強度驗算M/W f其中:W -面板的截面抵抗矩,W =5.400104mm3;M-面板的最大彎矩(Nmm) M=max(Ma,Mb1,Mb2)=0.399kNm;Ma=0.125ql2=0.1257.3680.42=0.147kNm;Mb1=0.125q1l2+0.25P1l=0.1254.21
42、80.42+0.253.1500.4 =0.399kNm;Mb2=0.125q2l2+0.25P2l=0.1254.7450.42+0.252.2050.4 =0.315Nmm;經計算得到,面板的受彎應力計算值:= 0.399106/5.400104=7.396N/mm2;實際彎曲應力計算值=7.396N/mm2小于抗彎強度設計值f =15N/mm2,滿足要求!2.面板撓度驗算=5ql4/(384EI)其中:q-作用在模板上的壓力線荷載:q = 3.906kN/m;l-面板計算跨度: l =400mm;E-面板材質的彈性模量: E = 5400N/mm2;I-截面慣性矩: I =4.86010
43、5mm4; -容許撓度:結構表面隱藏=l/250=1.600mm;面板的最大撓度計算值:= 53.9064004/(38454004.860105)=0.496mm;實際最大撓度計算值:=0.496mm小于最大允許撓度值: =1.600mm,滿足要求!三、板底支撐梁的計算1.第一層支撐梁的計算支撐梁采用1根8080矩形木楞,間距400mm。支撐梁的截面慣性矩I,截面抵抗矩W和彈性模量E分別為:I=1341.33104= 3.413106mm4;W=185.33103= 8.533104mm3;E=10000 N/mm2;(一)荷載計算及組合:模板自重標準值G1k=0.3540.4=0.142
44、kN/m;新澆筑砼自重標準值G2k=28.30.40.12=1.358 kN/m;鋼筋自重標準值G3k=1.2970.40.12=0.062 kN/m;永久荷載標準值Gk= 0.142+1.358+ 0.062=1.562 kN/m;施工人員及設備荷載標準值Q1k=2.50.4=1.000 kN/m;計算第一層支撐梁時用集中活荷載進行驗算P=2.5 kN;(1)計算撓度采用標準組合(考慮支撐梁自重):q=1.562+0.038=1.601kN/m;(2)計算彎矩和剪力采用基本組合(考慮支撐梁自重):A永久荷載和均布活荷載組合由可變荷載效應控制的組合:q1=0.91.2(1.562+0.0384
45、) =1.729kN/m;q2=0.91.41.000 =1.260kN/m;由永久荷載效應控制的組合:q1=0.91.35(1.562+0.0384) =1.945kN/m;q2=0.91.40.71.000 =0.882 kN/m;B永久荷載和集中活荷載組合由可變荷載效應控制的組合:q=0.91.2(1.562+0.0384) =1.729kN/m;P=0.91.42.5=3.150kN;由永久荷載效應控制的組合:q=0.91.35(1.562+0.0384) =1.945kN/m;P=0.91.40.72.5 =2.205kN;(二)荷載效應計算支撐梁直接承受模板傳遞的荷載,按照三跨連續
46、梁計算。作用荷載分為“永久荷載和均布活荷載組合”和“永久荷載和集中活荷載組合”兩種情況,為了精確計算受力,把永久荷載和活荷載分開計算效應值,查模板規范(JGJ162-2008)附錄C表C.1-2確定內力系數。(1)最大彎矩M計算最大彎矩M=max(Ma,Mb)=0.809kNm;A永久荷載和均布活荷載組合經過系統電算,采用以下荷載組合的彎矩效應值最大Ma=0.100q1l2+0.117q2l2=0.1001.72912+0.1171.2612=0.320kNm;B永久荷載和集中活荷載組合經過系統電算,采用以下荷載組合的彎矩效應值最大Mb=0.080ql2+0.213Pl=0.0801.7291
47、2+0.2133.1501=0.809kNm;(2)最大剪力V計算最大剪力V=max(Va,Vb)=3.163 kN;A永久荷載和均布活荷載組合經過系統電算,采用以下荷載組合的剪力效應值最大Va=0.600q1l+0.617q2l=0.6001.7291+0.6171.2601=1.815kN;B永久荷載和集中活荷載組合經過系統電算,采用以下荷載組合的剪力效應值最大Vb=0.600ql+0.675P=0.6001.7291+0.6753.150=3.163kN;(3)最大變形計算= 0.677ql4/100EI=0.6771.60065610004/(100100003.413106)=0.3
48、17mm(三)支撐梁驗算(1)支撐梁抗彎強度計算=M/W=0.809106/8.533104=9.484N/mm2實際彎曲應力計算值=9.484N/mm2小于抗彎強度設計值f =17N/mm2,滿足要求!(2)支撐梁抗剪計算=VS0/Ib=3.163100064000/(3.41310680)=0.741N/mm2;實際剪應力計算值0.741 N/mm2小于抗剪強度設計值fv=1.700 N/mm2,滿足要求!(3)支撐梁撓度計算最大撓度:=0.317mm; -容許撓度:結構表面隱藏=l/250=4.000mm;實際最大撓度計算值:=0.317mm小于最大允許撓度值: =4.000mm,滿足要
49、求!2.第二層支撐梁的計算支撐梁采用1根8080矩形木楞,間距1000mm。支撐梁的截面慣性矩I,截面抵抗矩W和彈性模量E分別為:I=1341.33104= 3.413106mm4;W=185.33103= 8.533104mm3;E=10000 N/mm2;(一)荷載計算及組合(1)第一層支撐梁產生的最大支座反力模板規范(JGJ162-2008)規定:當計算直接支承小梁的主梁時,均布活荷載標準值可取1.5kN/m2。規范所說的“均布活荷載”不能直接作用在第二層支撐梁,而是作用在面板板面,通過第一層支撐梁產生的支座反力傳遞給第二層支撐梁。所以,我們首先確定在永久荷載和均布活荷載作用下,第一層支
50、撐梁產生的最大支座反力。施工人員及設備荷載標準值Q1k=1.50.4=0.600 kN/m;由可變荷載效應控制的組合(考慮支撐梁自重):q1=1.729kN/m;q2=0.91.40.600 =0.756kN/m;由永久荷載效應控制的組合(考慮支撐梁自重):q1=1.945kN/m;q2=0.91.40.70.600 =0.529kN/m;由可變荷載效應控制的組合產生最大支座反力F1=1.100q1l+1.200q2l=1.1001.7291+1.2000.7561 =2.809kN;由永久荷載效應控制的組合產生最大支座反力F2=1.100q1l+1.200q2l=1.1001.9451+1.
51、2000.5291 =2.774kN;A第一層支撐梁產生的最大支座反力(計算第二層支撐梁彎矩和剪力采用):最大支座反力F=max(F1,F2)=2.809kN;B第一層支撐梁產生的最大支座反力(計算第二層支撐梁變形采用):F=1.100ql=1.1001.6011=1.761kN;(2)第二層支撐梁自重A計算第二層支撐梁彎矩和剪力采用:q=0.052 kN/m;B計算第二層支撐梁變形采用:q=0.038 kN/m;(二)荷載效應計算第二層支撐梁按照集中與均布荷載作用下的三跨連續梁計算。根據上面計算的荷載進行電算,得到計算簡圖及內力、變形圖如下:彎矩和剪力計算簡圖彎矩圖(kNm)剪力圖(kN)變
52、形計算簡圖變形圖(mm)計算得到:最大剪力:V= 4.956kN最大變形:= 2.211mm最大支座反力:F= 7.768kN(三)支撐梁驗算(1)支撐梁抗彎強度計算=M/W=0.948106/8.533104=11.115N/mm2實際彎曲應力計算值=11.115N/mm2小于抗彎強度設計值f=17N/mm2,滿足要求!(2)支撐梁抗剪計算=VS0/Ib=4.956100064000/(3.41310680)=1.162N/mm2;實際剪應力計算值1.162 N/mm2小于抗剪強度設計值fv=1.700 N/mm2,滿足要求!(3)支撐梁撓度計算 -容許撓度:結構表面隱藏=l/250;第1跨
53、最大撓度為2.210mm,容許撓度為4.876mm,滿足要求!第2跨最大撓度為0.530mm,容許撓度為3.200mm,滿足要求!第3跨最大撓度為2.211mm,容許撓度為4.876mm,滿足要求!各跨實際最大撓度計算值小于最大允許撓度值,滿足要求!四、門架立柱的穩定性計算1.支撐梁傳遞的支座反力計算模板規范(JGJ162-2008)規定:當計算支架立柱及其他支承結構構件時,均布活荷載標準值可取1.0kN/m2。規范所說的“均布活荷載”不能直接作用在支架立柱,而是作用在面板板面,通過第一層支撐梁產生的支座反力傳遞給第二層支撐梁,通過第二層支撐梁的支座反力傳遞給支架立柱。由于活荷載位置的不確定性
54、,如果直接按照立柱承擔荷載的面積(立柱縱距la立柱橫距lb)來計算荷載效應是不精確的(這樣計算的荷載效應值比實際值小)。所以,我們采用“力傳遞法”進行計算。計算的方法完全同“2.第二層支撐梁的計算”中計算最大支座反力的步驟和方法,注意:作用在第二層支撐梁上的活荷載按照下面的方法計算:施工人員及設備荷載標準值Q1k=10.4=0.400 kN/m;通過以上方法計算得到:第二層支撐梁傳遞的支座反力N1= 7.092 kN;2.門架靜荷載標準值計算靜荷載標準值包括以下內容:(1)腳手架自重產生的軸向力(kN/m)門架的每跨距內,每步架高內的構配件及其重量分別為:經計算得到,每米高腳手架自重合計NGk
55、1= 0.663/1.955=0.339 kN/m。(2)加固桿、剪刀撐和附件等產生的軸向力(kN/m)剪刀撐采用48 3.5 mm鋼管,按照4步4跨設置,每米高的鋼管重計算:tg = (41.955) / (41.000) =1.95520.038(41.000)/cos/(41.955) =0.086kN/m;水平加固桿采用48 3.5 mm鋼管,按照1步1設設置,每米高的鋼管重為:0.038(11.000) / (11.955) = 0.020kN/m;每跨內的直角扣件1個,旋轉扣件4個,每米高的鋼管重為:(10.0135+40.0145 ) / 1.955 = 0.037 kN/m;每
56、米高的附件重量為0.02 kN/m;每米高的欄桿重量為0.01 kN/m;經計算得到,每米高腳手架加固桿、剪刀撐和附件等產生的軸向力合計NGk2= 0.172 kN/m;靜荷載標準值總計為NG= NGK1+ NGK2= 0.512 kN/m;3.門架立柱的穩定性計算門架立柱的穩定性計算公式= N/(kA1)f其中-門架立柱軸心受壓應力計算值(N/mm2);N -作用于一榀門型支柱的軸向力設計值,它包括:支撐梁傳遞荷載設計值:N1=7.092kN;門架及加固件自重荷載設計值:N2= 0.91.20.512(5.2-0.12)/2=1.403 kN;N =N1+N2=7.092+1.403=8.4
57、95 kN;k-門架承載力修正系數,k= 0.9;f -鋼管強度設計值:f =205 N/mm2;-門架立桿的穩定系數,由長細比koho/i查模板規范JGJ162-2008附錄D得到,=0.377;其中:長度修正系數ko=1.13;門架的高度h0=1.93m;門架立柱換算截面回轉半徑i=(I/A1)1/2=1.650 cm;門架立桿的毛截面面積A1=4.89 cm2;門架立桿的換算截面慣性矩I=I0+I1h1/h0=13.320 cm4;門架立桿的毛截面慣性矩I0=12.19 cm4;門架加強桿的毛截面慣性矩I1=1.42 cm4;門架加強桿的高度h1=1.536m;門架立柱長細比計算值:=h
58、0/i=1.93100/1.650=116.939門架立柱長細比= 116.939小于門架立柱允許長細比 = 150,滿足要求!門架立柱軸心受壓應力計算值=8.495103/(0.90.3774.89102) = 51.142N/mm2;門架立柱穩定性計算= 51.142N/mm2小于門架立柱抗壓強度的設計值f = 205 N/mm2,滿足要求!五、樓蓋承載力計算(缺乏相關規范,僅供參考)樓板承載力驗算依據混凝土工程模板與支架技術杜榮軍編、工程結構設計原理曹雙寅主編、建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)、建筑施工模板安全技術規范(JGJ162-2008)、建筑結構荷載
59、規范(GB 50009-2001)等規范編制。(一)模板支架參數信息設本工程當前層現澆樓蓋正在施工(施工層),施工層下面搭設3層支架。樓蓋為雙向板,板單元計算長度BL=6.8m;板單元寬度BC=3.8m。1.施工層下1層樓蓋模板(簡稱:下1層)支架參數本層樓蓋板厚度h1=120mm,混凝土設計強度為C25,已澆筑15天,混凝土強度fc1=9.496MPa,混凝土彈性模量Ec1=25984.000MPa;2.施工層下2層樓蓋模板(簡稱:下2層)支架參數本層樓蓋板厚度h2=120mm,混凝土設計強度為C25,已澆筑30天,混凝土強度fc2=11.900MPa,混凝土彈性模量Ec2=28000.00
60、0MPa;3.施工層下3層樓蓋模板(簡稱:下3層)支架參數本層樓蓋板厚度h3=120mm,混凝土設計強度為C25,已澆筑45天,混凝土強度fc3=11.900MPa,混凝土彈性模量Ec3=28000.000MPa;(二)荷載計算1.下1層荷載計算立柱傳遞荷載組合值:P=8.495kN;樓蓋自重荷載標準值:g1=120/100025=3.000kN/m2;板計算單元活荷載標準值:q1=8.4954/2(1219+800)100010-6 =8.415kN/m2;2.下2層荷載計算樓蓋自重荷載標準值:g2=120/100025=3.000kN/m2;板計算單元活荷載標準值:q2=0.750kN/m
61、2;3.下3層荷載計算樓蓋自重荷載標準值:g3=120/100025=3.000kN/m2;板計算單元活荷載標準值:q3=0.750kN/m2;4.樓層荷載分配假設層間支架剛度無窮大,則有各層撓度變形相等,即:P1/(E1h13)=P2/(E2h23)=P3/(E3h33).則有:Pi=(Eihi3Pi)/(Eihi3);根據此假設,各層樓蓋承受荷載經模板支架分配后的設計值為:Ec1h13=25984.0000.123=44.9004Ec2h23=28000.0000.123=48.3840Ec3h33=28000.0000.123=48.3840G1=1.2(44.9004/141.6684
62、)9.000=3.423kN/m2G2=1.2(48.3840/141.6684)9.000=3.689kN/m2G3=1.2(48.3840/141.6684)9.000=3.689kN/m2Q1=1.4(44.9004/141.6684)9.915=4.400kN/m2Q2=1.4(48.3840/141.6684)9.915=4.741kN/m2Q3=1.4(48.3840/141.6684)9.915=4.741kN/m2(三)板單元彎矩計算四邊固定:Lx/Ly=3.8/6.8=0.559;查表:mx=0.03818,my=0.00595,mx=-0.08103,my=-0.05710
63、;四邊簡支:Lx/Ly=3.8/6.8=0.559;查表:mqx=0.08793,mqy=0.02156;1.下1層板單元內力計算因為計算單元取連續板塊其中之一,故需計算本層折算荷載組合設計值:G1=G1+Q1/2=5.623kN/m2;Gq=G1+Q1=7.822kN/m2;Q1=Q1/2=2.200kN/m2;Mx=(mx+my)G1Bc2+(mqx+mqy)Q1Bc2=6.127kN/m2;My=(my+mx)G1Bc2+(mqy+mqx)Q1Bc2=2.347kN/m2;Mx=mxGqBc2=-9.153kN/m2;My=myGqBc2=-6.450kN/m2;根據以上彎矩,在混凝土結
64、構計算手冊(第三版)中查表得到樓蓋板理論配筋:鋼筋位置彎矩計算值(kN/m2)理論鋼筋面積(mm2)樓蓋X向正筋6.127ASX=176(HRB400)樓蓋Y向正筋2.347ASY=66(HRB400)樓蓋X向負筋-9.153ASX=268(HRB400)樓蓋Y向負筋-6.450ASY=186(HRB400)樓蓋板實際配筋:鋼筋位置配筋量及等級鋼筋面積(mm2)樓蓋X向正筋HRB4008200ASX=251樓蓋Y向正筋HRB4008200ASY=251樓蓋X向負筋HRB40010200ASX=393樓蓋Y向負筋HRB4006140ASY=202下1層樓蓋實際配筋面積理論配筋面積,現澆樓蓋板滿足
65、承載能力要求。2.下2層板單元內力計算因為計算單元取連續板塊其中之一,故需計算本層折算荷載組合設計值:G2=G2+Q2/2=6.059kN/m2;Gq=G2+Q2=8.429kN/m2;Q2=Q2/2=2.370kN/m2;Mx=(mx+my)G2Bc2+(mqx+mqy)Q2Bc2=6.602kN/m2;My=(my+mx)G2Bc2+(mqy+mqx)Q2Bc2=2.529kN/m2;Mx=mxGqBc2=-9.863kN/m2;My=myGqBc2=-6.950kN/m2;根據以上彎矩,在混凝土結構計算手冊(第三版)中查表得到樓蓋板理論配筋:鋼筋位置彎矩計算值(kN/m2)理論鋼筋面積(
66、mm2)樓蓋X向正筋6.602ASX=189(HRB400)樓蓋Y向正筋2.529ASY=71(HRB400)樓蓋X向負筋-9.863ASX=286(HRB400)樓蓋Y向負筋-6.950ASY=199(HRB400)樓蓋板實際配筋:鋼筋位置配筋量及等級鋼筋面積(mm2)樓蓋X向正筋HRB4008200ASX=251樓蓋Y向正筋HRB4008200ASY=251樓蓋X向負筋HRB40010200ASX=393樓蓋Y向負筋HRB4006140ASY=202下2層樓蓋實際配筋面積理論配筋面積,現澆樓蓋板滿足承載能力要求。3.下3層板單元內力計算因為計算單元取連續板塊其中之一,故需計算本層折算荷載組
67、合設計值:G3=G3+Q3/2=6.059kN/m2;Gq=G3+Q3=8.429kN/m2;Q3=Q3/2=2.370kN/m2;Mx=(mx+my)G3Bc2+(mqx+mqy)Q3Bc2=6.602kN/m2;My=(my+mx)G3Bc2+(mqy+mqx)Q3Bc2=2.529kN/m2;Mx=mxGqBc2=-9.863kN/m2;My=myGqBc2=-6.950kN/m2;根據以上彎矩,在混凝土結構計算手冊(第三版)中查表得到樓蓋板理論配筋:鋼筋位置彎矩計算值(kN/m2)理論鋼筋面積(mm2)樓蓋X向正筋6.602ASX=189(HRB400)樓蓋Y向正筋2.529ASY=7
68、1(HRB400)樓蓋X向負筋-9.863ASX=286(HRB400)樓蓋Y向負筋-6.950ASY=199(HRB400)樓蓋板實際配筋:鋼筋位置配筋量及等級鋼筋面積(mm2)樓蓋X向正筋HRB4008200ASX=251樓蓋Y向正筋HRB4008200ASY=251樓蓋X向負筋HRB40010200ASX=393樓蓋Y向負筋HRB4006140ASY=202下3層樓蓋實際配筋面積理論配筋面積,現澆樓蓋板滿足承載能力要求。!(四)最終結論模板支架配備層數:按照設定的施工進度,配備3層模板支架可以滿足樓蓋承載力要求。注意:上述方案是按照等剛度法計算的理論數據,由于缺乏規范僅供參考。實際工作中,仍需根據施工經驗或地方要求配備足夠層數的模板支架,以保證施工安全!