数字化钢性支撑组合结构模板施工措施.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除一、工程概况 1.1该工程设计规模及建筑面积：20#楼为五层框架结构，建筑总高度19.57m，纵向120轴，长75.30米，横向AF轴，宽17.10米，建筑面积6401.43m2；21#楼为六层框架结构，建筑总高度为23.17m，纵向120轴，长74.75m，横向AF轴，宽16.50米，建筑面积7696.32m2，两栋楼均在10至11轴间设置温度变形缝。1.2本工程为框架结构，地基采用钢筋砼独立柱基础，一至六层均为3.6m，纵向柱网间距6.0米，横向6.0米、5.7米。框架柱截面尺寸主要有600600mm、550600mm（以此为代表进行计算），首层框架柱底钢管支撑架体高位为4.48米。框架梁截面尺寸主要有：300600mm、350600mm，现浇板厚120mm，板底满堂支架采用数字化钢性模板支撑组合结构，框梁及边框梁下部支撑采用常规的钢管扣件加钢管顶丝及纵横向剪刀撑与该架体结合方案，增强支撑承载能力和稳定性能，使数字化刚性满堂支架组合结构成为一个不可变体系。二、编制依据2.1 宁夏大学本部C区学生公寓20#、21#楼施工图2.2 国家行业标准建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）2.3 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)2.4 建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）2.5 国家标准建筑结构荷载规范（GBJ9-2005）2.6建筑施工手册第三版第1册2.7宁夏回族自治区政府有关建筑管理等地方性法规 2.8中国二冶集团有限公司有关质量管理、安全管理、文明施工管理和相关工种、工序的各作业指导书 2.9中国二冶集团有限公司的质量体系文件、管理制度 三、模板支设前准备3.1本工程竹胶模板全部在木工作业棚集中放样，配料加工，并编号后再运入现场组装。在施工现场设木工作业棚，对木模体系进行修复、调整、制作。支模前，根据工程结构形式和特点及现场施工条件对模板进行设计，确定模板平面布置，组装形式，连接节点大样，设计绘制单体模板加工图，根据设计尺寸计算模板用量、加固支撑用量、对拉螺栓用量以及PVC套管等配件的用量，根据计算用量提出加工及材料计划进行加工和备料。3.2支设模板前先在底板上弹出轴线和模板边线，找准标高，保证工程结构及构件相互位置、轴线和标高准确，然后将模板依线进行支设，从而保证支设好的模板位置准确、方正、顺直。3.3支模前，必须检查现浇板内的水电预埋管线是否埋设、钢筋砼保护层是否安放到位，办理检查手续后，才可开始支设模板。3.4支模前，根据工程结构形式和特点及现场施工条件，选出具有代表性的房间作为试验性样板间，并对模板设计进行试组装，以确定最佳组装方案。要求模板组装方案应能满足强度及刚度要求，同时组装缝隙严密，砼外观美观。3.4.1模板的计算与支设3.4.1.1支模前，根据工程结构形式和特点及现场施工条件对模板进行设计，确定模板平面布置，组装形式，连接节点大样。本工程竹（木）胶模板全部在木工作业棚集中放样，配料加工，并编号后再运入现场组装。在施工现场设木工作业棚，对木模体系进行修复、调整、制作。3.4.1.2支模前，应检查墙、梁、板内的水电预埋管线，预留孔洞，铁件是否埋设，位置是否正确，办理完检查手续后方可支设模板。3.4.1.3框架柱模板A、框架柱模板支设方案：该工程层高代表高度为3.60m，柱子一次性支模高度为3.00 m，柱截面代表尺寸为：600600、550600，采用20mm厚木胶模板和双方钢管502做背楞，间距200m，柱纵横向截面均设置M14对穿螺杆，柱箍采用双方钢管抱箍，其抱箍间距从下往上排列为：200+300+2400+3500+200=3米，框架柱支模方法详见下图：B、框架柱模板计算 计算砼按一次浇注3.6米高时砼侧压力： F1=0.22rc12t0V1/2=0.22251.153.61.414=32.20KN/M2 F2=rcH=253.6=90KN/M2 两者取较小值F1=32.20KN/M2 砼侧压力设计值：F=F1分项系数=32.201.2=38.64KN/M2 荷载组合：F=38.64KN/M h=F1/rc=38.64/25=1.546M 木方间距：=12木胶板次楞用502的方管，方管顺柱侧模竖向设置，间距为200mm。 M=qL2/10 L=147.1h（1/q）1/2 =147.112（1/38.64）1/2=264mm；取=200mm 按刚度要求计算次楞间距： L=66.7h（1/q）1/3=66.712（1/38.64）1/3=236.80mm 框架抱箍验算：采用2根方钢管口502强度计算：作用在钢管上的线荷载：q=38.640.6=23.18KN/M Mmax=1/8ql2=1/823.180.602=1.04KN.M两根方钢管的抵抗距：W=24064=8.128cm3 max=Mmax/W=1.04102/8.128=12.83KN /cm2 max=12.83 KN /cm2=17.00 KN /cm2 符合要求3.5框架梁模板3.5.1配模方案：梁底模板支撑在框梁两侧用钢管搭设双排立杆垂直支撑体系，框架梁两侧立杆间距（纵距）取1200mm，两侧立杆跨距取1200mm，立杆下垫50200木方并坐落在分层碾压房芯土上，其压实系数为0.94，地耐力取120KPa。大横杆步距小于或等于1700mm。梁底模板下小横杆间距600mm，铺设底模，待梁钢筋绑扎后扣梁侧模。两立杆之间增设可调T型螺栓的钢管支撑架体支托。梁两侧立杆及两柱距中间均设置纵横向通长的垂直剪刀撑。剪刀撑的立杆下部设置通长双向扫地杆。当梁高大于600mm在梁高中下部设14对拉螺栓夹固。该工程代表性梁截面尺寸为300650、300680（为计算代表截面）。板厚120m，层高为3.6米标准层，支模方案及支架构造见下图。3.5.2模板强度验算3.5.2.1梁底模板计算简图：梁底模板（18mm厚竹胶板）,属受弯构件。承受竖向荷载。据实际情况简化成三跨等跨连续梁计算（多于三跨仍按三跨计算），简图见下（f）。抗弯强度计算荷载计算见下表：梁底荷载计算表(表4)荷载项目荷载标准值荷载分项系数荷载设计值模板自重60.0180.8=0.0864 KN/M1.20.104 KN/M新浇砼自重240.30.65=4.68 KN/M1.25.616 KN/M钢筋自重1.10.60.8=0.528 KN/M1.20.634 KN/M振捣砼时产生荷载20.6=1.2 KN/M1.41.68 KN/M施工人员设备的荷载310.8=2.4 KN/M1.43.36 KN/M泵送砼堆积荷载410.8=3.2KN/M1.44.48 KN/M用于承载能力验算的均布荷载设计值：q7=0.104+5.616+0.634+1.68+3.36+4.45=15.88（KN/M）用于挠度验算的均布荷载标准值： q8=0.104+5.616+0.634=6.354（KN/M） M=KMq7l2=1607286 N.mm=M/W=160728616200=9.92（N/mm2）fd=15N/mm2（符合要求）抗剪强度计算V=Kvq7l=0.66.620.3=1.192KN =3V/(2bh)=0.876（N/mm2）fv=1.2N/mm2（符合要求）挠度验算： I=bh3/12=20018312=97200(mm4) W=Kwq8l4/(100EI=0.341mmw=l/250=300/250=1.2mm（符合要求）支座反力计算： R=Kvq7l=(0.6+0.5)15.880.3=5.24(KN)3.5.2.2梁侧模板计算（a）梁侧模板（18mm厚竹胶板）属受弯构件，承受侧向荷载框架梁高600mm。梁侧水平木方竖向间距不大于200mm（即：W=kwq10I4/(100EI)式中I4=200mm4），据实际情况简化成三跨等跨连续梁计算（多于三跨仍按三跨计算），计算简图如下（g）： 抗弯强度计算：荷载计算，假定T=30，1=1.20，2=1.5，V=2m/H新浇砼对模板的侧面压力F1=0.22r12V1/2=0.2224200/(30+15)1.21.1521/2=45.798(KN/M2)F2=Rh=240.6=14.40（KN/M2）取F1和F2两者较小值，即侧压标准值为F2，荷载设计值F=F21.2=17.28（KN/M2）（b）振捣砼时产生的荷载对垂直面模板取4KN/M2（荷载标准值），荷载设计值为：41.4=5.6（KN/M2）。以上两项荷载设计值合计：17.28+5.6=22.88（KN/M2），如简图（i）：将侧压力转化为均布荷载：q9=22.88/2=11.44KN/MM=KMq9l2=0.29KN/MW=bh2/6=450182=24300(mm2)=Mmax/W=11.93N/mm2fd=15N/mm2（符合要求）（c）抗剪强度计算V=Kvq9l=0.611.440.45=3088.8N I=3V/(2bh)=0.572N/mm2fv=1.2N/mm2（符合要求）（d）挠度计算侧压力荷载标准值F=11.44KN/m2化为线荷载q10=11.440.8=14.3 KN/MI=bh3/12=450182/12=218700(mm4)再代入公式验算挠度得：W=Kwq10l4/（100EI）=0.261mmw=200/250=0.8mm（符合要求）（e）对拉螺栓计算：（选用M14对拉螺栓）梁侧模板的侧压力荷载设计值为：22.88KN/M2，对拉螺栓选用M14，在梁侧面高度方向设一道，纵向间距为800mm，水平方向用2483.5钢管和扇型卡加固。对拉螺栓所承受的拉力（即浇筑时的张力值）为：N=22.880.50.6=6.86（KN）。查M14螺栓的容许拉力为12.90KN，满足要求3.5.3梁模板支撑体系计算取框梁截面350600，楼板厚按120mm，其最不利荷载组合如下：（a）梁底荷载计算表：荷载项目荷载标准值荷载分项系数荷载计算值梁自重（砼）250.350.605.25KN/m1.26.30KN/m板自重（砼）240.120.82.30 KN/m1.22.76KN/m模板自重81.800.081.152 KN/m1.21.3824 KN/m钢筋自重0.350.80.80.224 KN/m1.20.269 KN/m振捣时产生的荷载20.81.60 KN/m1.42.24 KN/m施工人员及设备的荷载3.01.85.4 KN/m1.47.56 KN/m泵送砼堆积荷载41.83.2 KN/m1.44.48KN/m最不利荷载组合24.98KN/m（b）支撑体系强度计算：方案一：框梁两侧立杆采用数字化钢性模板支撑组合结构中的立杆，用于首层时，其活节段钢管为403，大横杆（约束）步距为不大于1800mm,间距1200。单根403钢管受集中荷载为：N=24.981.2/2=15KN(不考虑框架梁下部正中间增设的483.2钢管顶丝支撑的承载力状况，则计算结果偏于安全)。403钢管的截面特征：截面积：A=(d2-d12)/4=（402-342）/4=3.487cm2回转半径：i=1/4 d2+d12 =1/4 402+342 =1.313 cm2截面模量：W=/32（d3-d14/d）=/32（43-3.44/4）=3.003cm3惯性矩：I=/64（d4-d14）=1/64（404-344）=6.00 cm4长细化：L0/i=180/1.313=137.10=150查C类表得稳定系数： =0.362403立杆稳定验算： N/A15/0.3623.487=11.88 KN/cm2 118.8N/2=215N/2 （可行）由于403立杆上的10插销做力学性能压力试验，其10插销与403钢管管壁发生塑性变形时的压力压力值为 26 KN，因此本方案中对403立杆的稳定计算可行，但实际立杆承载力不安全，需采取支撑体系加强措施。支撑承载力加强措施：在框梁下部增加483.2的钢管顶丝，取1.2米。此钢管下部设扫地杆，再在高度的中部设双向大横杆进行双向约束。方案二：梁两侧双立杆=1200mm受集中荷载为：24.981.229.98KN单根立杆受集中荷载为： N29.98215KN（在此不考虑框架梁下部中间的钢管顶丝受力状况，则计算结果偏于更安全）483.5钢管：1.58大横杆步距： 170cm 1701.58107.5=150查表得： 0.530N/A15（0.5304.89）5.79 KN/cm2 即 57.9N/2205.0 N/2 （可行）(C)框架梁下部立杆地基地耐力验算 该工程框架梁下部立杆座落在分层夯实的粉土基之上，其承载力特征值可取为！fak=120kpa立杆下垫20050木方。 验算：fa=N=15（0.201.2）=62.50kpa fa =62.50kpaPak =180kpa 可行！3.6现浇板模板 本工程钢筋混凝土楼板厚100mm，按厚120mm计算其配模方案和计算如下：3.6.1配模方案：顶板采用18mm厚木胶模板和50100木方组合，支撑采用立杆间距12001200满堂红数字化钢性模板支撑组合结构。满堂架大横杆最大步距1800，结构层向上250mm处设置扫地杆，扫地杆纵横向连通设置。剪刀撑沿梁两侧设置二道及每个柱距中间及一道，均为双方纵横向贯通。满堂脚手架搭好后，根据板底标高先铺设钢主楞和钢次楞，钢主楞间距为1200mm,次楞间距300mm，调平后在上面满铺木胶板，板与板之间采用硬拼接，模板接缝处贴海绵胶条以防止漏浆。楼板跨度大于4m时起拱，起拱高度为全跨长度的1。起拱时必须保证中间起拱，每个房间四处阴角平直。3.6.2模板计算： 计算参数：木胶模板：抗弯设计强度值：fm=15N/2 抗剪强度设计值：fv=1.2N/2强度模量：E=65000.9=5850 N/2取1米宽板带为计算单元：截面抵抗矩：W=bh2/6=1000182/6=54000(mm3)惯性矩： I=bh3/12=1000183/12=486000(mm4)主楞（主梁）截面参数计算主楞截面：冷弯薄壁卷边槽钢：C6569122.0A1=612=122mm2A2= A3=692=138 mm2A4= A5=102=20 mm2y1=68 mm;y2= y3=34.5 mmy4= y5=1 mmyc=( A1 y1+ A2 y2+ A3 y3+ A4 y4+ A5 y5)(A4+ A2+ A3+ A4+ A5) =(12268+13834.52+2012)(122+1382+202)=40.80mma1= y1-yc=68-40.8=27.2mma2=a3=6.3mma3= a4=39.8mmIX=1/12b1h13+21/12 b2h23+21/12 b4h43+A1a12+2 A2a22+2 A4a42 =1/126123+21/122693+21/121023+12227.22+21386.32+22039.82=274133.52 mm4WX= IX/ yc=6718.96 mm次楞（次梁）截面参数计算次楞截面：冷弯薄壁卷边槽钢：C6569122.0截面参数：（a） 截面特性A=3522 yc=19.091 Xc=30Iy=2187304 Ix=1205404 iy=24.928ix=18.505 WIy=7291104 W2y= 7291104WIx=59993 W2x=40303(b)形心定位y1=30.9 y2=19.091 B=50X1=30 X2=30 H=60Dyc=0.0000e+0.00=0.00 挠度允许值：按结构表面隐蔽考虑，模板、次楞和主楞的挠度允许值不得超过计算跨度的1/250。底板模板：计算简图：顶板模板（12mm厚竹胶板）受竖向荷载，并传递给次楞，再由次楞传递给主楞，主楞为多跨受弯构件，主楞用冷弯薄壁卷边槽钢：C6569122.0计算中取三跨。由于次楞间距为300 ，次楞采用冷弯薄壁卷边槽钢：C6569122.0砼浇筑时近似为均布荷载作用于各跨，木胶模板受力简图如下（a）计算简图如下： （b）抗弯强度计算：取1米宽板带为计算单元，其荷载计算见下表模板荷载计算表(表1)荷载项目荷载标准值荷载分项系数荷载设计值模板自重60.018=0.108KN/M21.20.13KN/M2新浇砼自重240.12=2.88KN/M21.22.88KN/M2钢筋自重1.10.2=0.22KN/M21.20.264KN/M2施工人员及设备荷载均布3KN/M21.44.2KN/M2集中（跨中）2.5 KN/M21.43.5KN/M2用于承载能力验算的均布荷载设计值（包括施工荷载）1=0.13+2.88+0.264+4.2=8.05KN/M用于承载能力验算的均布荷载设计值(不包括施工荷载)2=0.13+2.88+0.264=3.85 KN/M用于挠度验算的均布荷载设计值(不包括施工荷载)：当施工荷载为均布作用时见简图（a）3=0.108+6.72+0.22=7.048 KN/MM1=KM1l2=107727N.mm （图a）当施工荷载集中作用于跨中时（图b）M2=KM2l2+KmPL=292745 N.mm 比较M2M1值，取较大值Mmax=292745N.mm=Mmax/W=292745/54000=5.421N/mm2fm=15N/mm2（符合抗弯要求）（c）抗剪强度计算：V=KV1l=0.611.9540.3=2.152KN=3V/2bh=32152/2100018=0.179N/mm2fv=1.2N/mm2（符合抗剪要求） （d） W=Kw3l4/100El=0.123mmw=l/250=300/250=1.2mm（符合强度要求）（e）支座反力计算：R=KV1l=（0.6+0.5）11.9540.3=3.945KN楼板次楞计算模板次楞用冷弯薄壁卷边槽钢：C6569122.0为受弯构件，承受竖向荷载作用，据实际情况可简化为单跨两端悬臂梁计算，计算简图见下（c、d）。 抗弯强度计算：模板次楞荷载计算表见下表：模板次楞荷载计算表(表2)荷载项目荷载标准值荷载分项系数荷载设计值模板自重0.3KN/M21.20.108KN/M2新浇砼自重240.10=2.4KN/M21.22.88KN/M2钢筋自重1.10.2=0.22KN/M21.20.079KN/M2施工人员及设备荷载均布3.0 KN/M21.40.31.26KN/M2集中（跨中）2.5 KN/M21.43.5KN/M2用于承载能力验算的均布荷载设计值（包括施工荷载）：4=0.108+2.88+0.079+1.26=4.903KN/M用于承载能力验算的均布荷载设计值（不包括施工荷载）： 5=0.108+2.88+0.079=3.643KN/M用于挠度验算的均布荷载标准值（不含施工荷载）： 6=3.6430.3=1.093 KN/M当施工荷载为均作用时（图d） M3=4l2（1-4a2/l2）/8=418724N.mm当施工集中荷载作用于跨中时（图d）M4=5l2（1-4a2/l2）/8+pl/4=1284747N.mmM4M3,应取Mmax=1284747N.mm =Mmax/W=1284747/40300=31.88N/mm2fcm=215N/mm2 满中要求!抗剪强度计算：V=4l/2=3499N=3V/(2bh)=33499/352=29.80N/mm2fv=50N/mm2 (符合要求)挠度计算 W=6l4（5-24a2/l2）/384El=1.85mmw=l/250=1200/250=4.8mm(符合要求)支座反力计算计算直接支撑小楞结构件时，均布活荷载取1.5KN/m2 R=ql(1+2a/l)/2=3.696KN 模板主楞计算计算简图模板主楞C6569122.0冷弯槽钢属受弯构件，承受次楞传递的竖向集中荷载，主楞长2.43.6m脚手管纵横向距为1200mm，据实际情况取三跨连续梁计算如下简图（e）抗弯强度计算次楞间距为300mm，支撑主楞的钢管架上端的40顶丝，其间距均为1200mm，其荷载计算表如下：模板主楞荷载计算表(表3)荷载项目荷载标准值荷载分项系数荷载设计值模板自重0.3 KN/M21.20.108 KN/M2新浇砼自重240.12=2.88 KN/M21.23.46 KN/M2钢筋自重1.10.2=0.22 KN/M21.20.079 KN/M2施工人员及设备荷载3 KN/M21.44.2 KN/M2次楞传来的竖向集中荷载P= ql = (0.108+3.46+0.079+4.2)1.2=6364 NM=KMPL=01336440N.mm=Mmax/w199(N/mm2)fcm=215(N/mm2) (符合要求)抗剪强度计算： V=KvP=0.6176278=3873 N=3V/2bh=33873280=41.5(N/mm2)fv=50 N/mm2（符合要求)挠度计算W=KwPL3/（100EI）=2.88mmw=l/250=1.4/250=3.656(mm)(符合要求)支座反力计算 计算支架主拉及其他支撑结构构件时，均布活荷载取1KN/M2 次楞的支座反力：R=ql(1+2a/l)/2=3.003(KN) 主楞的支座反力：R=2KVP+P=21.3333.003+3.003=11（KN）3.6.3模板支撑体系计算荷载计算：荷载项目荷载标准值荷载分项系数荷载计算值模板及支架自重1.20.360.43 KN /m21.20.518 KN /m2新浇砼自重240.12=2.88KN/M21.22.88 KN /m2钢筋自重1.100.280.308 KN /m21.20.37 KN /m2施工人员及设备的