梁高大模板施工方案

梁模板(扣件鋼管架)專項方案工程概況：河池市市政工程公司綜合樓工程，框架結(jié)構(gòu)；地上13層；地下0層；建筑高度：41.8m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：2.9m；總建筑面積：8522平方米；總工期：天。本工程由河池市市政工程公司投資建設(shè)，廣西南寧人防科研設(shè)計院設(shè)計，由河池市市政工程公司施工。編制依據(jù)：1.《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50300-2001）2.《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002)3.《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ59-2011）4.《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ80-91）5.《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）6.《建筑施工計算手冊》2004版7.《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》（GB50005-2003）8.《建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)范》（GJ33-2001）9.《鋼管腳手架扣件》（GB15831-2006）10.廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工模板及作業(yè)平臺鋼管支架安全技術(shù)規(guī)范》11.《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ162-2008）因本工程梁支架高度大于4米，根據(jù)有關(guān)文獻建議，如果僅按規(guī)范計算，架體安全性仍不能得到完全保證。為此計算中還參考了《施工技術(shù)》2002（3）：《扣件式鋼管模板高支撐架設(shè)計和使用安全》中的部分內(nèi)容。其中梁KZL7A（2A）為線荷載最大：梁高1600mm，梁寬600mm。就以該梁做計算參照，其它達到高大梁的參照該梁計算及施工。梁平面圖梁剖面圖一、參數(shù)信息1.模板支撐及構(gòu)造參數(shù)梁截面寬度B(m)：0.60；梁截面高度D(m)：1.60；混凝土板厚度(mm)：180.00；立桿沿梁跨度方向間距La(m)：0.50；立桿上端伸出至模板支撐點長度a(m)：0.10；立桿步距h(m)：1.50；梁底承重立桿橫向間距或排距Lb(m)：1.20；梁支撐架搭設(shè)高度H(m)：4.80；梁兩側(cè)立桿間距(m)：0.80；承重架支撐形式：梁底支撐小楞平行梁截面方向；梁底增加承重立桿根數(shù)：1；采用的鋼管類型為Φ48×3；立桿承重連接方式：雙扣件，考慮扣件質(zhì)量及保養(yǎng)情況，取扣件抗滑承載力折減系數(shù)：1.00；2.荷載參數(shù)新澆混凝土重力密度(kN/m3)：24.00；模板自重(kN/m2)：0.30；鋼筋自重(kN/m3):1.50；施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：2.0；新澆混凝土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：17.8；振搗混凝土對梁底模板荷載(kN/m2)：2.0；振搗混凝土對梁側(cè)模板荷載(kN/m2)：4.0；3.材料參數(shù)木材品種：馬尾松；木材彈性模量E(N/mm2)：10000.0；木材抗壓強度設(shè)計值fc(N/mm)：12.0；木材抗彎強度設(shè)計值fm(N/mm2)：13.0；木材抗剪強度設(shè)計值fv(N/mm2)：1.5；面板材質(zhì)：膠合面板；面板厚度(mm)：18.00；面板彈性模量E(N/mm2)：9500.0；面板抗彎強度設(shè)計值fm(N/mm2)：13.0；4.梁底模板參數(shù)梁底方木截面寬度b(mm)：100.0；梁底方木截面高度h(mm)：80.0；梁底模板支撐的間距(mm)：200.0；5.梁側(cè)模板參數(shù)主楞間距(mm)：200；次楞根數(shù)：4；主楞豎向支撐點數(shù)量：4；穿梁螺栓直徑(mm)：M12；穿梁螺栓水平間距(mm)：200；豎向支撐點到梁底距離依次是：50mm，450mm，900mm，1350mm；主楞材料：圓鋼管；直徑(mm)：48.00；壁厚(mm)：3.00；主楞合并根數(shù)：2；次楞材料：圓鋼管；直徑(mm)：48.00；壁厚(mm)：3.00；次楞合并根數(shù)：2；二、梁側(cè)模板荷載計算按《施工手冊》，新澆混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力，按下列公式計算，并取其中的較小值:F=0.22γtβ1β2V1/2F=γH其中γ--混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；t--新澆混凝土的初凝時間，取2.000h；T--混凝土的入模溫度，取20.000℃；V--混凝土的澆筑速度，取1.500m/h；H--混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面總高度，取0.750m；β1--外加劑影響修正系數(shù)，取1.200；β2--混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取1.150。分別計算得17.848kN/m2、18.000kN/m2，取較小值17.848kN/m2作為本工程計算荷載。三、梁側(cè)模板面板的計算面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗算其抗彎強度和剛度。強度驗算要考慮新澆混凝土側(cè)壓力和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；撓度驗算只考慮新澆混凝土側(cè)壓力。次楞的根數(shù)為4根。面板按照均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算。面板計算簡圖(單位：mm)1.強度計算材料抗彎強度驗算公式如下：σ＝M/W<[f]其中，W--面板的凈截面抵抗矩，W=20×1.8×1.8/6=10.8cm3；M--面板的最大彎矩(N·mm)；σ--面板的彎曲應(yīng)力計算值(N/mm2)[f]--面板的抗彎強度設(shè)計值(N/mm2)；按照均布活荷載最不利布置下的三跨連續(xù)梁計算：M=0.1q1l2+0.117q2l2其中，q--作用在模板上的側(cè)壓力，包括：新澆混凝土側(cè)壓力設(shè)計值:q1=1.2×0.2×17.85=4.284kN/m；振搗混凝土荷載設(shè)計值:q2=1.4×0.2×4=1.12kN/m；計算跨度:l=(1600-180)/(4-1)=473.33mm；面板的最大彎矩M=0.1×4.284×[(1600-180)/(4-1)]2+0.117×1.12×[(1600-180)/(4-1)]2=1.25×105N·mm；面板的最大支座反力為:N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×4.284×[(1600-180)/(4-1)]/1000+1.2×1.120×[(1600-180)/(4-1)]/1000=2.866kN；經(jīng)計算得到，面板的受彎應(yīng)力計算值:σ=1.25×105/1.08×104=11.6N/mm2；面板的抗彎強度設(shè)計值:[f]=13N/mm2；面板的受彎應(yīng)力計算值σ=11.6N/mm2小于面板的抗彎強度設(shè)計值[f]=13N/mm2，滿足要求！2.撓度驗算ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250q--作用在模板上的新澆筑混凝土側(cè)壓力線荷載設(shè)計值:q=q1=4.284N/mm；l--計算跨度:l=[(1600-180)/(4-1)]=473.33mm；E--面板材質(zhì)的彈性模量:E=9500N/mm2；I--面板的截面慣性矩:I=20×1.8×1.8×1.8/12=9.72cm4；面板的最大撓度計算值:ν=0.677×4.284×[(1600-180)/(4-1)]4/(100×9500×9.72×104)=1.576mm；面板的最大容許撓度值:[ν]=l/250=[(1600-180)/(4-1)]/250=1.893mm；面板的最大撓度計算值ν=1.576mm小于面板的最大容許撓度值[ν]=1.893mm，滿足要求！四、梁側(cè)模板支撐的計算1.次楞計算次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(xù)梁計算。次楞均布荷載按照面板最大支座力除以面板計算寬度得到：q=2.866/0.200=14.332kN/m本工程中，次楞采用圓鋼管，直徑48mm，壁厚3mm，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=2×4.493=8.99cm3；I=2×10.783=21.57cm4；E=206000.00N/mm2；計算簡圖剪力圖(kN)彎矩圖(kN·m)變形圖(mm)經(jīng)過計算得到最大彎矩M=0.057kN·m，最大支座反力R=3.153kN，最大變形ν=0.004mm（1）次楞強度驗算強度驗算計算公式如下:σ=M/W<[f]經(jīng)計算得到，次楞的最大受彎應(yīng)力計算值σ=5.73×104/8.99×103=6.4N/mm2；次楞的抗彎強度設(shè)計值:[f]=205N/mm2；次楞最大受彎應(yīng)力計算值σ=6.4N/mm2小于次楞的抗彎強度設(shè)計值[f]=205N/mm2，滿足要求?。?）次楞的撓度驗算次楞的最大容許撓度值:[ν]=200/400=0.5mm；次楞的最大撓度計算值ν=0.004mm小于次楞的最大容許撓度值[ν]=0.5mm，滿足要求！2.主楞計算主楞承受次楞傳遞的集中力，取次楞的最大支座力3.153kN,按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算。本工程中，主楞采用圓鋼管，直徑48mm，壁厚3mm，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=2×4.493=8.99cm3；I=2×10.783=21.57cm4；E=206000.00N/mm2；主楞計算簡圖主楞彎矩圖(kN·m)主楞變形圖(mm)經(jīng)過計算得到最大彎矩M=0.110kN·m，最大支座反力R=2.969kN，最大變形ν=0.019mm（1）主楞抗彎強度驗算σ=M/W<[f]經(jīng)計算得到，主楞的受彎應(yīng)力計算值:σ=1.10×105/8.99×103=12.3N/mm2；主楞的抗彎強度設(shè)計值:[f]=205N/mm2；主楞的受彎應(yīng)力計算值σ=12.3N/mm2小于主楞的抗彎強度設(shè)計值[f]=205N/mm2，滿足要求?。?）主楞的撓度驗算根據(jù)連續(xù)梁計算得到主楞的最大撓度為0.019mm主楞的最大容許撓度值:[ν]=450/400=1.125mm；主楞的最大撓度計算值ν=0.019mm小于主楞的最大容許撓度值[ν]=1.125mm，滿足要求！五、穿梁螺栓的計算驗算公式如下:N<[N]=f×A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(shè)計值，取170N/mm2；穿梁螺栓型號:M12；查表得：穿梁螺栓有效直徑:9.85mm；穿梁螺栓有效面積:A=76mm2；穿梁螺栓所受的最大拉力:N=2.969kN。穿梁螺栓最大容許拉力值:[N]=170×76/1000=12.92kN；穿梁螺栓所受的最大拉力N=2.969kN小于穿梁螺栓最大容許拉力值[N]=12.92kN，滿足要求！六、梁底模板計算面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗算其抗彎強度和撓度。強度驗算要考慮模板結(jié)構(gòu)自重荷載、新澆混凝土自重荷載、鋼筋自重荷載和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；撓度驗算只考慮模板結(jié)構(gòu)自重、新澆混凝土自重、鋼筋自重荷載。本算例中，面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為:W=600×18×18/6=3.24×104mm3；I=600×18×18×18/12=2.92×105mm1.抗彎強度驗算按以下公式進行面板抗彎強度驗算：σ=M/W<[f]新澆混凝土及鋼筋荷載設(shè)計值：q1:1.2×（24.00+1.50）×0.60×1.60=29.376kN/m；模板結(jié)構(gòu)自重荷載設(shè)計值：q2:1.2×0.30×0.60=0.216kN/m；施工荷載與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載設(shè)計值：q3:1.4×(2.00+2.00)×0.60=3.360kN/m；最大彎矩計算公式如下:Mmax=0.1(q1+q2)l2+0.117q3l2=0.1×(29.376+0.216)×2002+0.117×3.36×2002=1.34×105N·mmσ=Mmax/W=1.34×105/3.24×104=4.1N/mm2；梁底模面板計算應(yīng)力σ=4.1N/mm2小于梁底模面板的抗彎強度設(shè)計值[f]=13N/mm2，滿足要求！2.撓度驗算根據(jù)《建筑施工計算手冊》剛度驗算采用標(biāo)準(zhǔn)荷載，同時不考慮振動荷載作用。最大撓度計算公式如下：ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250其中，q--作用在模板上的壓力線荷載:q=q1+q2=29.376+0.216=29.592kN/m；l--計算跨度(梁底支撐間距):l=200.00mm；E--面板的彈性模量:E=9500.0N/mm2；面板的最大允許撓度值:[ν]=200.00/250=0.800mm；面板的最大撓度計算值:ν=0.677×29.592×2004/(100×9500×2.92×105)=0.116mm；面板的最大撓度計算值:ν=0.116mm小于面板的最大允許撓度值:[ν]=0.8mm，滿足要求！七、梁底支撐木方的計算1.荷載的計算：(1)鋼筋混凝土粱和模板自重設(shè)計值(kN/m)：q1=1.2×[(24+1.5)×1.6×0.2+0.3×0.2×(2×1.42+0.6)/0.6]=10.205kN/m；(2)施工荷載與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載設(shè)計值(kN/m)：q2=1.4×(2+2)×0.2=1.12kN/m；均布荷載設(shè)計值q=10.205+1.120=11.325kN/m；梁兩側(cè)樓板荷載以集中荷載的形式傳遞，其設(shè)計值：p=0.20×[1.2×0.18×24.00+1.4×(2.00+2.00)]×(0.80-0.60)/4=0.108kN2.支撐方木驗算：本工程梁底支撐采用方木，方木的截面慣性矩I，截面抵抗矩W和彈性模量E分別為：W=10×8×8/6=1.07×102cmI=10×8×8×8/12=4.27×102cmE=10000N/mm2；計算簡圖及內(nèi)力、變形圖如下：簡圖(kN·m)剪力圖(kN)彎矩圖(kN·m)變形圖(mm)方木的支座力:N1=N3=0.845kN；N2=5.322kN；最大彎矩：M=0.204kN·m最大剪力：V=2.661kN方木最大正應(yīng)力計算值：σ=M/W=0.204×106/1.07×105=1.9N/mm2；方木最大剪應(yīng)力計算值：τ=3V/(2bh0)=3×2.661×1000/(2×100×80)=0.499N/mm2；方木的最大撓度：ν=0.024mm；方木的允許撓度：[ν]=0.8×103/2/250=1.6mm；方木最大應(yīng)力計算值1.914N/mm2小于方木抗彎強度設(shè)計值[f]=13.000N/mm2，滿足要求！方木受剪應(yīng)力計算值0.499N/mm2小于方木抗剪強度設(shè)計值[fv]=1.500N/mm2，滿足要求！方木的最大撓度ν=0.024mm小于方木的最大允許撓度[ν]=1.600mm，滿足要求！八、梁跨度方向鋼管的計算作用于梁跨度方向鋼管的集中荷載為梁底支撐方木的支座反力。鋼管的截面慣性矩I，截面抵抗矩W和彈性模量E分別為：W=4.49cm3；I=10.78cm4；E=206000N/mm2；1.梁兩側(cè)支撐鋼管的強度計算：支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算；集中力P=0.845kN支撐鋼管計算簡圖支撐鋼管計算彎矩圖(kN·m)支撐鋼管計算變形圖(mm)支撐鋼管計算剪力圖(kN)最大彎矩Mmax=0.108kN·m；最大變形νmax=0.084mm；最大支座力Rmax=2.358kN；最大應(yīng)力σ=M/W=0.108×106/(4.49×103)=24.1N/mm2；支撐鋼管的抗彎強度設(shè)計值[f]=205N/mm2；支撐鋼管的最大應(yīng)力計算值24.1N/mm2小于支撐鋼管的抗彎強度設(shè)計值205N/mm2,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度νmax=0.084mm小于500/150與10mm,滿足要求!2.梁底支撐鋼管的強度計算：支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算；集中力P=5.322kN支撐鋼管計算簡圖支撐鋼管計算彎矩圖(kN·m)支撐鋼管計算變形圖(mm)支撐鋼管計算剪力圖(kN)最大彎矩Mmax=0.681kN·m；最大變形νmax=0.527mm；最大支座力Rmax=14.858kN；最大應(yīng)力σ=M/W=0.681×106/(4.49×103)=151.7N/mm2；支撐鋼管的抗彎強度設(shè)計值[f]=205N/mm2；支撐鋼管的最大應(yīng)力計算值151.7N/mm2小于支撐鋼管的抗彎強度設(shè)計值205N/mm2,滿足要求!支撐鋼管的最大撓度νmax=0.527mm小于500/150與10mm,滿足要求!九、扣件抗滑移的計算:按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范培訓(xùn)講座》劉群主編，P96頁，雙扣件承載力設(shè)計值取16.00kN，扣件抗滑承載力系數(shù)1.00，該工程實際的雙扣件承載力取值為16.00kN?？v向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承載力設(shè)計值,取16.00kN；R--縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值；計算中R取最大支座反力，根據(jù)前面計算結(jié)果得到R=14.858kN；R<16.00kN,所以雙扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求!十、立桿的穩(wěn)定性計算:立桿的穩(wěn)定性計算公式σ=N/(φA)≤[f]1.梁兩側(cè)立桿穩(wěn)定性驗算:其中N--立桿的軸心壓力設(shè)計值，它包括：縱向鋼管的最大支座反力：N1=2.358kN；腳手架鋼管的自重：N2=1.2×0.129×4.8=0.744kN；樓板混凝土、模板及鋼筋的自重：N3=1.2×[(1.200/2+(0.800-0.600)/2)×0.500×0.300+(1.200/2+(0.800-0.600)/2)×0.500×0.180×(1.500+24.000)]=2.054kN；施工荷載與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載設(shè)計值：N4=1.4×(2.000+2.000)×[1.200/2+(0.800-0.600)/4]×0.500=1.820kN；N=N1+N2+N3+N4=2.358+0.744+2.054+1.82=6.976kN；φ--軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比lo/i查表得到；i--計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑(cm)：i=1.59；A--立桿凈截面面積(cm2)：A=4.24；W--立桿凈截面抵抗矩(cm3)：W=4.49；σ--鋼管立桿軸心受壓應(yīng)力計算值(N/mm2)；[f]--鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值：[f]=205N/mm2；lo--計算長度(m)；參照《扣件式規(guī)范》不考慮高支撐架，按下式計算lo=k1uhk1--計算長度附加系數(shù)，取值為：1.155；u--計算長度系數(shù)，參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3，u=1.7；上式的計算結(jié)果：立桿計算長度lo=k1uh=1.155×1.7×1.5=2.945m；lo/i=2945.25/15.9=185；由長細(xì)比lo/i的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.209；鋼管立桿受壓應(yīng)力計算值；σ=6975.856/(0.209×424)=78.7N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性計算σ=78.7N/mm2小于鋼管立桿抗壓強度的設(shè)計值[f]=205N/mm2，滿足要求！2.梁底受力最大的支撐立桿穩(wěn)定性驗算:其中N--立桿的軸心壓力設(shè)計值，它包括：縱向鋼管的最大支座反力：N1=14.858kN；腳手架鋼管的自重：N2=1.2×0.129×(4.8-1.6)=0.744kN；N=N1+N2=14.858+0.496=15.353kN；φ--軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比lo/i查表得到；i--計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑(cm)：i=1.59；A--立桿凈截面面積(cm2)：A=4.24；W--立桿凈截面抵抗矩(cm3)：W=4.49；σ--鋼管立桿軸心受壓應(yīng)力計算值(N/mm2)；[f]--鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值：[f]=205N/mm2；lo--計算長度(m)；參照《扣件式規(guī)范》不考慮高支撐架，按下式計算lo=k1uhk1--計算長度附加系數(shù)，取值為：1.155；u--計算長度系數(shù)，參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3，u=1.7；上式的計算結(jié)果：立桿計算長度lo=k1uh=1.155×1.7×1.5=2.945m；lo/i=2945.25/15.9=185；由長細(xì)比lo/i的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.209；鋼管立桿受壓應(yīng)力計算值；σ=15353.295/(0.209×424)=173.3N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性計算σ=173.3N/mm2小于鋼管立桿抗壓強度的設(shè)計值[f]=205N/mm2，滿足要求！模板承重架應(yīng)盡量利用剪力墻或柱作為連接連墻件，否則存在安全隱患。以