中级论文-超高大跨度结构模架设计与施工

申报论文（中级）题目：超高大跨度结构模架设计与施工2011年06月15日单位：北京城建五建设工程有限公司姓名：邓建钢申报专业：土建施工（建筑物施工）北京市中级专业技术资格评审申报论文第-II-页-II-摘要模板和脚手架工程是土建施工中危险性较大的施工项目，特别是超高、大跨度的承重结构支撑模架危险性更大，模架方案的设计和施工是关系工程施工安全的关键因素。同时，由于模架工程在工程非实体消耗中占有较大的比重，在确保施工安全的前提下，尽量减少模架的投入是降低工程成本的重要措施。本文以中国政法大学科研楼工程为例对超高、大跨度的支撑结构模架设计和施工进行了论述，该工程5～10/D～G轴报告大厅梁板及5～8/G～K轴中央大厅梁板具有模架支撑高度高（8.2m及12.1m）、跨度大（框架梁最大跨度21.6m）、面积大（两块梁板合计总面积1190m2）、重量重（框架梁最大自重35kN/m2）等特点和难点。经各项对比分析，梁板支撑模架采用落地扣件式钢管脚手架，顶板梁主、次龙骨均采用方木，模板面板采用15mm厚覆膜多层板，混凝土浇筑时合理确定浇注顺序。结构施工正处盛夏，顶板混凝土养护采用覆盖麻袋片保温并不间断浇水的养护方式防止楼板裂缝的产生，保质保量的完成了超高、大跨度顶梁板的施工，为类似工程提供借鉴。关键词：超高，大跨度，支撑模架，设计与施工北京市中级专业技术资格评审申报论文第-III-页-III-目录摘要………………………………………………………………….…..….........Ⅱ绪论……………………………………………………………………………….1一、工程概况……………………………………..…………………………………2二、架体方案选择及模架方案设计…………..…………………………………..31、架体方案选择…………………………………………...…….………………32、模架方案设计……………………………………………...…………………..4(1)顶板模架设计.………….……………..……………………….………….…4(2)梁模架设计…………...……………………………………………….……..4三、主要过程的计算….………………..……………………………………………81、荷载取值及材料参数的选……...……………………………………...………82、顶板模架的计算…………………...……………………………………...……93、粱模架的计算.…………………...……………………………………...………94、地基承载力的计算………………...……………………………………...……10四、施工的注意事项….………………..……………………………………………101、模架搭设时的要求……...……………………………………...………………112、混凝土浇筑施工顺序…………………...……………………………………...11结论………………….…………………………………………………………….13参考文献……………….……………………………………………………………14附录………………….…………………………………………………………….15北京市中级专业技术资格评审申报论文第-1-页-1-绪论中国政法大学科研楼工程位于中国政法大学昌平校区校园内，总建筑面积23623m2，框架结构，地下1层地上5层，建筑总高24.75m。该工程报告大厅顶梁板及中央大厅顶梁板，模板支架的支撑高度分别为8.2m及12.1m,部分框架梁跨度达21.6m，两块梁板总面积合计达1190m2，梁板的最大自重荷载近35KN/m2。该工程的超高、大跨度顶梁板具有模架支撑高度高、构件跨度大、重量重、面积大、酷暑施工等特点和难点。本文主要从架体方案的对比选择、方案设计、计算、施工等方面对超高、大跨度承重结构支撑模架的设计和施工进行了论述，并对施工后的效果和启示进行了总结，以其对类似工程提供有益的借鉴。北京市中级专业技术资格评审申报论文第-2-页-2-一、工程概况中国政法大学科研楼工程总建筑面积23623m2，框架结构，地下1层，地上5层，基础埋深-7.90m，建筑总高24.75m。首层层高4.35m（其中：首层5～10/D～G轴报告大厅层高8.2m；首层5～8/G～K轴中央大厅层高12.1m），标准层层高3.9m，其中2至5层为标准层。首层报告大厅及中央大厅的具体平面位置及剖面详见附图一、附图二及附图三：SSSWFWF附图一报告大厅及中央大厅平面示意图附图二报告大厅剖面示意图北京市中级专业技术资格评审申报论文第-3-页-3-附图三中央大厅剖面示意图本工程报告大厅及大厅部位的结构承重支撑模架，其特点及难点主要有：1）两处顶梁板支撑模架高度分别达到8.2m及12.1m，部分框梁跨度21.6m，框梁最大截面面积达到650×1400mm，保证模板支撑体系的安全是施工的关键点；2）通过计算合理设计支撑模架及配置模板，在绝对保证安全的前提下尽可能减少施工成本及增加施工可操作性；3）由于部分柱下独立基础的开挖及回填使模板支撑体系下部一部分为回填土，给支撑模架搭设带来一定的难度，650×1400mm大梁的支撑模架下部应使用级配碎石回填保证10cm厚度，再铺设通长大板；4）首层报告大厅顶梁板下部还有现浇的混凝土梯形台阶需要提前施工，但台阶的模板支撑体系应与报告大厅支架一同拆除，不能提前拆除。二、架体方案选择及模架方案设计1、架体方案选择顶梁板结构模架可采用目前较常用的碗扣式模板支架和扣件式钢管模板支架两种方案，最终选择扣件式钢管支架，主要考虑因素如下：1）此部位结构模架搭设时正值结构外架开始大面积搭设，现场进有大量的钢管及卡扣；2）经过设计计算的模板支架下部立杆纵横间距有1200×1200mm、1200×900mm、600×900mm等多种，若采用碗扣架则至少需要进场三种不同长度规格的横杆，给材料采购及施工都带来了不少麻烦；北京市中级专业技术资格评审申报论文第-4-页-4-3）报告大厅下部，在混凝土梯形台阶上部搭设模板支架，使用扣件式钢管架更加灵活方便。2、模架方案设计（1）顶板模架设计表2-1顶板模架设计参数表项目面板次龙骨主龙骨模架支撑体系顶板（厚度100mm）15mm厚多层板50×100mm方木@300mm立放100×100mm方木@1200mm平放1200×1200mm间距的满堂红扣件式钢管架,横杆步距1200mm（2）梁模架设计表2-2梁模架设计参数表项目面板面板背楞主、次龙骨模架支撑体系梁：650×1400梁底15mm厚多层板50×100mm方木@150mm主龙骨：100×100mm方木@900mm平放；次龙骨：100×100mm方木@300mm平放600×900mm间距的满堂红扣件式钢管脚手架，横杆步距1200mm梁侧15mm厚多层板内愣：50×100mm方木@300mm外愣：双50×100mm方木@500mmФ14穿梁螺栓间距：平行梁方向间距500mm垂直梁方向设置两道梁：500×700梁底15mm厚多层板50×100mm方木@200mm主龙骨：100×100mm方木@900mm平放；次龙骨：100×100mm方木@400mm平放1200×900mm间距的满堂红扣件式钢管脚手架，横杆步距1200mm梁侧15mm厚多层板内愣：50×100mm方木@300mm外愣：双50×100mm方木@500mmФ14穿梁螺栓间距：平行梁方向间距500mm垂直梁方向设置一道北京市中级专业技术资格评审申报论文第-5-页-5-顶板模板面板采用15mm厚覆膜多层板；次龙骨采用50×100mm方木立放，间距为300mm，板缝及墙角处增加一根50×100mm方木；主龙骨采用100×100mm方木平放，间距为1200mm；1200mm×1200mm满堂红扣件式钢管脚手架作顶板模架支撑体系，横杆步距1200mm。梁模板采用50×100mm方木、15mm厚覆膜多层板加工成梁底、梁帮成品板片，具体做法为50×100mm方木紧贴梁长方向按照设计间距用钢钉钉制而成。板片加工成后，再吊运至现场拼装成型。注意应使用侧模板片夹底模板片的支模方式。梁侧板片外背楞使用双50×100mm方木间距500mm布置，Ф14穿梁螺栓对拉紧固梁帮，650×1400mm框梁的穿梁螺栓垂直方向保证两道，沿着梁长向间距500mm（同梁帮外背楞）布置；梁底次龙骨采用100100mm方木平放，间距为300/400mm。梁底主龙骨采用100×100mm方木平放，间距为900mm，1200mm×900mm/600mm×900mm扣件式钢管脚手架作梁模板支撑体系，横杆步距1200mm。（注：斜杠后的数据对应650×1400mm框梁）※报告大厅及中央大厅顶板、梁模架支架具体布置详见附图四、附图五、附图六、附图七及附图八：（支架横杆布置原则：顶板、梁的支架横杆第一步距离地面300mm，之后统一间距1200mm均匀布置，最顶部的一排横杆应保证距离U托顶部≦400mm）附图四报告大厅顶板、梁模架支架立杆平面布置图北京市中级专业技术资格评审申报论文第-6-页-6-附图五报告大厅顶板、梁模架支架剖面图（1-1）附图六中央大厅顶板、梁模架支架立杆平面布置图附图七中央大厅顶板、梁模架支架剖面图（1-1）北京市中级专业技术资格评审申报论文第-7-页-7-附图八中央大厅顶板、梁模架支架剖面图（2-2）※报告大厅及中央大厅框架梁跨中起拱详见附图九：（按照施工图纸的要求，所有跨度大于4m的梁均应按照2‰起拱。）附图九报告大厅及大厅框架梁跨中起拱平面布置图※顶梁板模板设计节点大样详见附图十、附图十一及附图十二：8.20m/12.10m扣件式钢管脚手架1200×1200300300100厚楼板100×100方木主龙骨@120050×100方木次龙骨@30015厚多层板120012001200400附图十顶板模板支设示意图北京市中级专业技术资格评审申报论文第-8-页-8-50×100方木斜撑@500扣件式钢管脚手架900×12001200×1200扣件式钢管脚手架+0.00m8.20m/12.10m+0.00m8.20m/12.10m900×600扣件式钢管脚手架扣件式钢管脚手架1200×120030012001200100×100方木主龙骨@900100×100方木次龙骨@400100×100方木次龙骨@300100×100方木主龙骨@90015030030012001200自然地坪通长大板9001200400300300400梁宽自然地坪200200300梁宽400120040012003003009001200通长大板300300附图十一梁模板支设示意图柱宽正面100×100mm方木φ48×3.5mm钢管15mm厚覆膜多层板侧面100×100mm方木正面100×100mm方木150梁高－板厚150300梁宽M14对拉螺栓顶板模板柱宽梁宽柱宽梁宽100×100mm方木15mm厚覆膜多层板50×100mm方木顶撑，端部加木楔附图十二梁柱核心区模板支设示意图三、主要过程的计算1、荷载取值及材料参数选择模板与木板自重取0.35KN/㎡，混凝土与钢筋自重取25KN/m3，施工均布荷载标准值取1KN/㎡，振捣混凝土产生的荷载标准值取2KN/㎡，计算时梁、板混凝土浇筑均按照一次浇筑完成考虑，按照施工手册计算规则，恒载乘1.2系数，活荷载乘1.4系数。计算时钢管取Φ48×3.0，其抗拉、抗压及抗弯强度设计值取205N/mm2，扣件抗滑移承载力系数取0.90；龙骨方木实际截面尺寸分别取40×90mm及90×90mm，方木抗弯强度及抗剪强度设计值分别取13N/mm2及1.4N/mm2，构件允许挠度统一取[ω]=l/250。北京市中级专业技术资格评审申报论文第-9-页-9-2、顶板模架的计算顶板模架计算需要验算的项目包括：面板按照三跨连续梁验算其强度及挠度；次龙骨方木按照简支梁验算其抗弯、抗剪强度及挠度；主龙骨方木按照三跨连续梁验算其抗弯、抗剪强度及挠度；扣件抗滑移的验算及支撑立杆稳定性的验算。3、梁模架的计算