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羣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,有的局部達到8~10m。因此,其施工的難度增大,爲確保安全,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。

扣件式腳手架支撐系統的設計論文

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羣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,有的局部達到8~10m。因此,其施工的難度增大,爲確保安全,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。下面以本人蔘與施工的廣州摩托集團商住樓高支撐方案爲例。

一、 工程概況:

本工程地下室一層,層高5m,頂板厚200mm。主樑截面尺寸爲4003900,次樑截面尺寸爲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.施工設備人員的荷載: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,重量爲3.33kg/m,相對其它荷載可忽略不考慮。模板採用膠合板,其中樑底模板及轉換層模板用25mm厚,樑側模板及-1層頂板鋼管。用20mm厚。樑模板下的小楞採用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,樑的鋼管支撐間距初設爲800mm一道(樑兩側各設一支鋼管),則取主樑進行驗算,荷載q樑及樓板的荷載q板分別爲:

q樑=1.23(a+b+c)+1.43d

=1.23(0.50+0.430.9325+)+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、樑模支撐每支鋼管得受力P樑及樓板模板支撐每支鋼管的P板分別爲:

P樑=q樑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。又因爲樓板的支撐系統爲滿堂紅鋼管腳手架,其橫向及縱向剛度基本相同,固只要滿足其局部穩定性,其整體穩定性也必滿足要求。

其計算數據查得爲:

E=2.13105

i=15.78mm A=4.893102mm2

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

由歐拉公式得s=p2E/l2=3.14232.13105/101.392=201.4N/mm2

根據《高層建築施工手冊》,其局部穩定公式爲:

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、 樑模板大楞及小楞的驗算:

(一)、小楞的驗算:(10310松木枋)

q= q樑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簡化爲集中荷載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、 抗剪切驗算:

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。