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五、模板支架立杆荷载设计值(轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容 (1)脚手架的自重(kN): NG1 = 0.138×8.8 = 1.218 kN;
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。 (2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.35×0.9×0.9 = 0.284 kN; (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3 = 25×0.12×0.9×0.9 = 2.43 kN;
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.931 kN; 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 = (2.5+2 ) ×0.9×0.9 = 3.645 kN; 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算 N = 1.2NG + 1.4NQ = 9.821 kN;
六、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式: σ =N/(υA)≤[f]
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 9.821 kN; υ---- 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 cm; A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.89 cm2; W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08 cm3; σ-------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2); [f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; L0---- 计算长度 (m); 按下式计算:
l0 = h+2a = 1.5+0.1×2 = 1.7 m;
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.1 m;
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l0/i = 1700 / 15.8 = 108 ;
由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数υ= 0.53 ; 钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=9820.704/(0.53×489) = 37.893 N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值 σ= 37.893 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,建议按下式计算 l0 = k1k2(h+2a)= 1.167×1.017×(1.5+0.1×2) = 2.018 m; k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167;
k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.7 按照表2取值1.017 ; Lo/i = 2017.626 / 15.8 = 128 ;
由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数υ= 0.406 ; 钢管立杆的最大应力计算值 ;σ=9820.704/(0.406×489) = 49.466 N/mm2; 钢管立杆的最大应力计算值 σ= 49.466 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,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,否则存在安全隐患。
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》。
七、立杆的地基承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p ≤ fg
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地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 120×1=120 kpa;
其中,地基承载力标准值:fgk= 120 kpa ; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =9.821/0.25=39.283 kpa ; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 9.821 kN; 基础底面面积 :A = 0.25 m2 。
p=39.283 ≤ fg=120 kpa 。地基承载力满足要求!
八、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]
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--1.5m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≥20m或横向高宽比≥6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4--6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1/3;
c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置,四周和中部每10--15m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
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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10--15m设置。
5.顶部支撑点的设计
a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm; b.顶部支撑点位于顶层横杆时,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于《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45-60N.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。
九、梁模板工程材料匡算
本工程楼板的计算厚度=120mm,混凝土净板长La=6.5m,混凝土净板跨Lb=4.5m,立杆横向间距la=0.9m,立杆纵向间距lb=0.9m,步距h=1.5m,板底支撑形式为方木,支撑间距250mm,立杆承重连接方式为可调托座,托梁5号槽钢;单根立杆钢管长度3m;剪刀撑5步4跨;面板材料为胶合面板。
材料需求统计: 支架部分:
立杆长度:347.2m; 水平杆件长度:342.5m;
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剪刀撑长度:117.68m; 直角扣件400只; 对接扣件:80只; 旋转扣件:52只; 顶托个数:40只; 托梁长度:52m; 非支架部分:
面板面积:29.25m2; 板底支撑长度:1352m; 6.2 柱支撑
柱模板的计算依据《建筑施工手册》第四版、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
柱模板的背部支撑由两层组成,第一层为直接支撑模板的竖楞,用以支撑混凝土对模板的侧压力;第二层为支撑竖楞的柱箍,用以支撑竖楞所受的压力;柱箍之间用对拉螺栓相互拉接,形成一个完整的柱模板支撑体系。
柱模板设计示意图
柱截面宽度B(mm):600.00;柱截面高度H(mm):700.00;柱模板的总计算高度:H = 8.8m;
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