扣件式腳手架支撐系統的設計論文

          時間:2022-09-01 06:45:30 論文 我要投稿
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          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、高層建筑的地下室及群樓用作公共活動場所日趨普遍。由于消防、空調安裝、吊頂或建筑物造型的需要,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,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。

          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、高層建筑的地下室及群樓用作公共活動場所日趨普遍。由于消防、空調安裝、吊頂或建筑物造型的需要,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,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。一般對于較大的荷載,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。主梁截面尺寸為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、高凈空下合理安全地布置支撐系統,確保其承載力和穩定性滿足要求。

            二、 荷載說明:

            a.新澆筑的混凝土重量: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采用&4833.5mm鋼管,重量為3.33kg/m,相對其它荷載可忽略不考慮。模板采用膠合板,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。梁模板下的小楞采用1003100mm松木枋,大楞采用&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、當澆筑頂板混凝土時,梁的鋼管支撐間距初設為800mm一道(梁兩側各設一支鋼管),則取主梁進行驗算,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:

            由于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,固只要滿足其局部穩定性,其整體穩定性也必滿足要求。

            其計算數據查得為:

            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《高層建筑施工手冊》,其局部穩定公式為:

            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----附加系數,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(大楞采用&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,確保了緊后工序的順利、安全地進行,證明該計算方法和計算結果是可靠的。

            對于鋼管架,對比門式腳手架來說,布置方式更靈活,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,特別是對于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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