扣件式腳手架支撐系統的設計論文

扣件式腳手架支撐系統的設計論文

  摘要:鋼筋混凝土結構的施工,最可靠的安全保證是模板及其支撐要具有足夠的承載力、剛度和穩定性。多、高層建築的地下室及群樓用作公共活動場所日趨普遍。由於消防、空調安裝、吊頂或建築物造型的需要,其層高經常超過4.5m,有的區域性達到8~10m。因此,其施工的難度增大,為確保安全,必須進行高支撐模板系統的設計計算。而用作支撐的,最常用的是門式腳手架、&4833.5mm鋼管架。不論選用何種支撐工具都要首先選擇支撐的計算單元模型,確定排布形式和間距。

  關鍵詞:腳手架 支撐系統

  鋼筋混凝土結構的`施工,最可靠的安全保證是模板及其支撐要具有足夠的承載力、剛度和穩定性。多、高層建築的地下室及群樓用作公共活動場所日趨普遍。由於消防、空調安裝、吊頂或建築物造型的需要,其層高經常超過4.5m,有的區域性達到8~10m。因此,其施工的難度增大,為確保安全,必須進行高支撐模板系統的設計計算。而用作支撐的,最常用的是門式腳手架、&4833.5mm鋼管架。不論選用何種支撐工具都要首先選擇支撐的計算單元模型,確定排布形式和間距。一般對於較大的荷載,多采用鋼管支撐。下面以本人參與施工的廣州摩托集團商住樓高支撐方案為例。

  一、 工程概況:

  本工程地下室一層,層高5m,頂板厚200mm。主樑截面尺寸為4003900,次梁截面尺寸為4003700,3503700,4003600,3503600。其荷載和高度都較大。此層的支模方案就要考慮計算,以確定在大荷載、高淨空下合理安全地佈置支撐系統,確保其承載力和穩定性滿足要求。

  二、 荷載說明:

  a.新澆築的混凝土重量:25KN/m3

  b.木模板自重:0.5KN/m3

  c.鋼筋用量:1.5KN/m3(每m3混凝土的鋼筋用量)

  d.施工裝置人員的荷載:1.5KN/㎡

  三、 材料說明:

  支撐系統包括立柱和水平拉桿都採用&4833.5mm鋼管,重量為3.33kg/m,相對其它荷載可忽略不考慮。模板採用膠合板,其中梁底模板及轉換層模板用25mm厚,梁側模板及-1層頂板鋼管。用20mm厚。梁模板下的小楞採用1003100mm松木枋,大楞採用&4833.5mm鋼管。&4833.5mm鋼管的截面積A=489mm2,設計抗壓抗彎強度f=205N/mm2,抗剪強度fv=125N/mm2,彈性模量E=2.13105 N/ mm2,慣性矩I=12.193104。

  四、 模板支撐系統的設計及驗算:

  地下室(-1層)頂板高支撐的設計及驗算:

  1、當澆築頂板混凝土時,梁的鋼管支撐間距初設為800mm一道(梁兩側各設一支鋼管),則取主樑進行驗算,荷載q梁及樓板的荷載q板分別為:

  q梁=1.23(a+b+c)+1.43d

  =1.23(0.50+0.430.9325+0.430.931.50)+1.431.5

  =14.14 kN/m

  q板=1.23(a+b+c)+1.43d

  =1.23(0.50+0.2325+0.231.50)+1.431.5

  =9.06 kN/m2

  2、梁模支撐每支鋼管得受力P梁及樓板模板支撐每支鋼管的P板分別為:

  P梁=q梁3D/2=14.1430.8/2=5.66 kN

  P板=q板3D2=9.06kN/m231.22=13.05kN

  則Pmax= P板=13.05 kN

  3、強度(承載力)驗算:

  s=Pmax/A=13.053103/489=26.69N/mm2

  mf=0.753205=153.75N/mm2

  s<mf (滿足要求)

  4、穩定性驗算:

  由於樓板的支撐鋼管受的壓力及高度都較大,故取其計算。又因為樓板的支撐系統為滿堂紅鋼管腳手架,其橫向及縱向剛度基本相同,固只要滿足其區域性穩定性,其整體穩定性也必滿足要求。

  其計算資料查得為:

  E=2.13105

  i=15.78mm A=4.893102mm2

  l=mL/i=1/334.83103/15.78=101.39

  由尤拉公式得s=p2E/l2=3.14232.13105/101.392=201.4N/mm2

  根據《高層建築施工手冊》,其區域性穩定公式為:

  N= A /K2﹛〔fy+(1+h)s〕/2-﹛﹛〔fy+(1+h)s〕/2﹜2- fys﹜1/2﹜

  N----立柱的設計荷載 K2----附加係數,取K2=2

  A----單根鋼管的截面面積 fy----鋼管立柱設計強度取170N/mm2

  h=0.3(mL/100i)2=0.33(1/334.831033/100315.78)2=0.308

  則N=244.53(216.72 –112.83 )

  =25.4KN

  P板N (滿足要求)

  五、 梁模板大楞及小楞的驗算:

  (一)、小楞的驗算:(10310松木枋)

  q= q梁30.8/0.4=14.1432=28.28KN/m=28.28N/mm

  1、 抗彎驗算:

  M=1/8qa(2l-a)=1/8328.2834003(23800-400)=1.6973106N/mm

  s=M/w=1.6973106/(1/6310031002)

  =10.1823 N/mm2f=13 N/mm2

  1、 抗剪驗算:

  t=3v/2bh=33qa/2bh=3qa/4bh=3328.283400/(431003100)

  =0.848 N/mm2fv=1.4 N/mm2

  符合要求。

  2、 撓度驗算:將q簡化為集中荷載P

  P=qa=28.283400=11.313103N

  w=PL3/48EI=11.31310338003/(4839000/12310031003)=1.61mm

  [w]=L250=800/250=3.2mm

  w<[w],符合要求。

  (二)、大楞的驗算(大楞採用&4833.5mm):

  p=1/2qa=1/2328.283400=5.6563103N

  1、 抗彎驗算:

  Mmax=KmPL=0.16935.65631033800=7.653105N/mm2

  s=M/w=7.653105/5.083103

  =150.59N/mm2<mf=0.853205=174.25N/mm2

  符合要求。

  2、 抗剪下驗算:

  t=23VMAX/A

  VMAX=KVP=0.66135.6563103=3.743103N

  t =23VMAX/A=233.743103/489

  =15.30N/mm2<mfV=0.853125=100N/mm2

  3、 撓度驗算:

  W=KWPL3/100EI

  =1.07935.656310338003/(10032.13105312.193104)

  =1.22mm<[w]=L/250=800/250=3.2mm

  符合要求。

  六、 結語

  該方案在施工實施過程中取得良好的效果,確保了緊後工序的順利、安全地進行,證明該計算方法和計算結果是可靠的。

  對於鋼管架,對比門式腳手架來說,佈置方式更靈活,可視荷載的大小而決定其荷載的大小而決定其間距的疏密,其整體性也相對較好,特別是對於樓層高度和荷載都較大的支撐系統,有十分廣闊的應用前景。

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