6层办公楼模板设计方案.docx
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6层办公楼模板设计方案
省新店劳教所备勤楼
模板设计
审批:
审核:
编制:
第筑新店劳教所项目部
二O一一年10月
1工程概况
2主要构件模板设计
3模板设计及验算
4模板安装与拆除时的技术安全措施
1工程概况
本工程为省新店劳教所备勤楼,该工程位于市北郊,新店劳教所在其管辖区的厂区公路之东,监区大门东北。
备勤楼总建筑面积4861.65㎡,地上5层,一层层高为3.9m,二至五层层高为3.6m,室外高差为1.05m,建筑总高度23.35m。
2主要构件模板设计
承台、框架柱、楼板、连梁、剪力墙全部采用木胶板。
模板支撑体系采用钢管扣件架。
顶板支撑采用钢管脚手架,立杆间距为1000mm,步距为1500mm,龙骨采用2根型号38mm×88mm方木并排支撑,间距为1000mm,次龙骨采用38×88方木支撑,间距为200mm。
框架梁采用木胶板支设,38mm×88mm方木做龙骨,底部间距为150mm,小横杆采用φ48×3.5mm钢管,间距为400mm,大横杆采用φ48×3.5mm,在梁底两边沿梁长支设。
侧面采用38mm×88mm方木做龙骨支撑,间距为200mm,主龙骨采用38mm×88mm钢管,间距为400mm。
梁底立杆间距为800mm。
框架柱采用木胶板支设,38mm×88mm方木做龙骨,竖向支撑,间距为150mm,柱箍采用两根φ48×3.5mm钢管,水平方向支撑,间距为500mm,两侧用M16对拉螺栓加固。
剪力墙采用木胶板支设,38mm×88mm方木做次龙骨,水平方向支撑,间距为150mm,外龙骨采用2根φ48×3.5mm钢管并排竖向支撑,间距为400mm。
采用M16对拉螺栓加固,水平间距为400mm。
承台采用木胶板支设,38mm×88mm方木做次龙骨,水平方向支撑,间距为200mm,竖向采用2根φ48×3.5mm钢管并排支撑。
3模板设计及验算
3.1顶板模板设计
3.1.1顶板模板安装
顶板支撑采用扣件式钢管脚手架,1—5层立杆间距1000㎜,水平杆步距为1500㎜,立杆上下均加可升降顶托。
顶托上并排布置2根38㎜×88㎜作为主龙骨,间距1000㎜,主龙骨上布置38㎜×88㎜次龙骨,间距200mm,搭设计方法见下图:
竹胶板顶板模板支设图
3.1.2承载力验算
(1)木胶板承载力验算
竹胶板厚度为15mm,弯曲设计强度fm=13N/mm2,弹性模量E=9000N/mm4。
a承载力计算
板宽取1m,混凝土楼板厚130mm。
荷载标准值(kN/㎡)
荷载分项系数
设计荷载值(kN/m2)
模板自重
8×0.01
1.2
0.096
新浇混凝土自重
24×0.13
1.2
3.744
钢筋自重
1.1×0.13
1.2
0.1716
小计
3.343
4.0116
施工人员及设备荷载
2.5
1.4
3.5
合计
7.5116
1)抗弯承载力验算:
q=7.5116×1×0.9=6.76kN/m
次龙骨间距为200mm,按等跨多跨连续梁,取四跨计算。
查表得:
kM=-0.107、kV=0.607、kω=0.632。
M=kMql2=-0.107×6.76×0.22=-0.029kN·m=-0.029×106N·mm
W=bh2/6=1000×102/6=16667mm3
σm=M/W=1.73N/mm2<fm=13N/mm2(满足要求)
2)挠度验算:
q'=3.343×1=3.343kN/m
I=bh3/12=1000×153/12=28.125×104mm4
ω=kωq/l4/100EI=(0.632×3.343×2004)/(100×9000×28.125×104)=0.013mm<[ω]=l/250=200/250=0.8mm(满足要求)。
b次龙骨验算
主龙骨间距为1m,可以近似考虑为三等跨连续梁。
模板传给次龙骨的力:
7.5116×0.2=1.502kN/m
次龙骨自重:
7×0.088×0.035×1.2=0.028kN/m
合计:
1.528kN/m
q=1.528×0.9=1.3752kN/m
q'=(3.343+0.028)×0.2=0.6742kN/m
1)抗弯承载力验算:
查表得:
kM=-0.1、kV=0.6、kω=0.677。
M=kMql2=-0.1×1.3752×12=-0.138kN·m=-0.138×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=2.81N/mm2<fm=13N/mm2(满足要求)
2)挠度验算:
I=bh3/12=38×883/12=2.16×106mm4
ω=kωq/l4/100EI=(0.677×0.6742×10004)/(100×9000×2.16×106)=0.23mm<[ω]=l/500=1000/500=2mm(满足要求)。
c主龙骨验算
支柱间距为1m,可以近似考虑为三等跨连续梁。
次龙骨传给主龙骨的力可近似考虑为均布荷载:
q={7.5116kN/m2×1m+(0.028kN/m)/0.2}×0.9=6.886kN/m
q'=3.343kN/m2×1m+(0.028kN/m)/0.2=3.483kN/m
1)抗弯承载力验算:
查表得:
kM=-0.1、kV=0.6、kω=0.677。
M=kMql2=-0.1×6.886×12=-0.689kN·m=-0.689×106N·mm
W=bh2/6=76×882/6=98091mm3
σm=M/W=7.02N/mm2<fm=13N/mm2(满足要求)
2)挠度验算:
I=bh3/12=76×883/12=4.32×106mm4
ω=kωq/l4/100EI=(0.677×3.483×10004)/(100×9000×4.32×106)=0.61mm<[ω]=l/500=1000/500=2mm(满足要求)。
d钢管支柱验算:
横杆步距按1500mm验算。
支架荷载:
N=6.886kN/m×1m=6.886kN
查表得:
Φ48×3.5钢管,i=15.8mm
立杆计算长度:
l0=KμH=1.155×1×1500=1732.5mm
λ=l0/i=1732.5/15.8=109.65
查表知:
φ=0.516
σ=N/(φA)=6.886×103/(0.516×489)=27.3N/mm2<fm=205N/mm2(满足要求)。
3.2柱模板设计
3.2.1柱模板安装
框架柱最大截面为600㎜×600㎜,模板采用木胶板,如下图:
柱模平面图
柱模立面图
3.2.2承载力验算
(1)荷载计算
1)新浇混凝土对模板的侧压力为:
F=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2
=0.22×24×4×1.2×1.15×41/2
=58.29kN/m2
F=rcH=24×6.3=151.2kN/m2
取较小值F=58.29kN/m2
2)倾倒混凝土时产生的水平荷载为4kN/m2
3)总侧压力为58.29kN/m2×1.2+4kN/m2×1.4=75.548kN/m2
(2)竹胶板承载力验算
1)强度验算
取1m长竹胶板,则
q=75.548×1×0.9=67.99kN/m
龙骨间距为150㎜,按四等跨连续梁计算。
查表得kM=-0.107、kV=0.607、kω=0.632。
M=kMql2=-0.107×67.99×0.152=-0.14kN·m=-0.14×106N·mm
W=bh2/6=1500×102/6=25000mm3
σm=M/W=5.6N/mm2<fm=13N/mm2(满足要求)
2)挠度验算:
q'=58.29×1=58.29kN/m
I=bh3/12=1500×103/12=12.5×104mm4
ω=kωq/l4/100EI=(0.632×58.29×1504)/(100×9000×12.5×104)=0.16mm<[ω]=l/250=150/250=0.6mm(满足要求)。
(3)龙骨承载力验算
1)强度验算
模板传给龙骨的力为
q=75.548×0.9×0.15=10.2kN/m
q'=58.29×0.15=8.74kN/m
柱箍间距为500㎜,按四等跨连续梁计算。
查表得kM=-0.107、kV=0.607、kω=0.632。
M=kMql2=-0.107×10.2×0.52=-0.273kN·m=-0.273×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=5.57N/mm2<fm=13N/mm2(满足要求)
2)挠度验算:
I=bh3/12=38×883/12=2.158×106mm4
ω=kωq/l4/100EI=(0.632×8.74×5004)/(100×9000×2.158×106)=0.20mm<[ω]=l/500=500/500=1mm(满足要求)。
(4)柱箍承载力验算
1)强度验算
龙骨传给柱箍的力为:
q=75.548×0.9×0.5=34kN/m
则M=(ql2)/8=34×0.62/8=1.53kN·m=1.53×106N·mm
柱箍采用2根Φ48×3.5钢管,查表得W=5.08×103mm3
σm=M/W=1.53×106N·mm/(5.08×103mm3×2)=150N/mm2<fm=205N/mm2(不能满足要求)
2)挠度验算
查表得i=2.06×105mm4
ω=5q/l4/384EI=5×71.548×6004/384×2×14.81×104×2.06×105=1.979mm<[ω]=l/250=600/250=2.4mm
(3)对拉螺栓承载力验算
柱箍传给对拉螺栓的力为:
F=0.9×75.548×0.5×0.6/2=20KN
M16对拉螺栓最大容许拉力值:
[N]=24.480KN
F<[N](满足要求)。
3.3梁模板承载力验算
3.3.1梁模板支设方案
梁模板采用木胶板支设,木龙骨和钢管支撑,以300×700截面梁为例,支设方法见下图:
3.3.2梁模板承载力验算
(1)底模验算
1)竹胶板承载力验算
a强度验算
荷载计算如下表:
荷载标准值(kN/㎡)
荷载分项系数
设计荷载值(kN/m2)
模板自重
8×0.01
1.2
0.096
新浇混凝土自重
24×0.7
1.2
20.16
钢筋自重
1.5×0.7
1.2
1.26
小计
17.93
21.516
振捣混凝土荷载
2
1.4
2.8
合计
24.316
底模下方木间距为150mm,取1m长竹胶板计算,则:
q=24.316kN/㎡×1m×0.9=21.88kN/m
则M=1/8ql2=0.125×16.38×0.152=0.0615kN·m=61.5×103N·mm
W=bh2/6=1500×102/6=25000mm3
σm=M/W=3.69N/mm2<fm=15N/mm2(满足要求)
b挠度验算:
q'=17.93×1=17.93kN/m
I=bh3/12=1500×103/12=1.25×105mm4
ω=5q/l4/384EI=(5×17.93×1504)/(384×9000×1.25×105)=0.11mm<[ω]=l/250=150/250=0.6mm(满足要求)。
2)龙骨验算
梁底模下横杆间距为400mm,按等跨多跨连续梁,取四跨计算。
查表得:
kM=-0.107、kV=0.607、kω=0.632。
竹胶板传给龙骨的力为:
q=24.316kN/㎡×0.15m×0.9=3.282kN/m
q'=17.93×0.15=2.6895kN/m
a强度验算
M=kMql2=-0.107×3.282×0.42=-0.056kN·m=-0.056×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=1.14N/mm2<fm=13N/mm2(满足要求)
b挠度验算:
I=bh3/12=38×883/12=2.16×106mm4
ω=kωq/l4/100EI=(0.632×2.6895×5004)/(100×9000×2.16×106)=0.055mm<[ω]=l/500=400/500=0.8mm(满足要求)。
3)小横杆验算
a强度验算
按集中荷载考虑:
M=(1/8)×Pl(2-b/l)
P=24.316kN/㎡×0.3m×0.7m=5.106kN
M=0.125×5.106kN×0.7×{2-(0.3/0.7)}=0.9637kN·m=0.9637×106N·mm
σm=M/W=0.9637×106N·mm/(5.08×103mm3)=163.4N/mm2<fm=205N/mm2(可以满足要求)
b挠度验算
P/=17.93kN/㎡×0.3m×0.7m=3.7653kN
ω=P/l3/48EI=3.7653×103×7003/(48×2.06×105×12.19×104)=1.60mm<l/250=500/250=2mm(满足要求)。
4)大横杆验算:
按连续梁计算,小横杆传到大横杆上的集中荷载转化为均布荷载。
q=24.316×0.5+0.078=12.236KN/m
q/=17.93×0.5+0.078=9.043KN/m
a强度验算
M=ql2/10=0.1×12.236×0.82=0.783KN·m=0.783×106N·mm
σm=M/W=0.783×106/5.08×103=154.134N/mm2<[fm]=205N/mm2
b挠度验算
ω=q/l4/150EI=0.98mm<l/250=800/250=3.2mm(满足要求)
5)立杆验算
P=24.316kN/㎡×0.3m×8m÷2=2.92kN。
同时支撑梁与顶模的立杆强度验算:
σm=M/W=(7.49+2.92)×103/(0.516×489)=50.33N/mm2<fm=205N/mm2(满足要求)
(2)侧模验算
荷载标准值(kN/㎡)
荷载分项系数
设计荷载值(kN/m2)
振捣混凝土荷载
4
1.4
5.6
新浇混凝土侧压力
24×0.7
1.2
20.16
合计
25.76
侧模板高400mm,设5道龙骨,间距为200mm。
1)木胶板承载力验算
a强度计算
侧模次龙骨间距为200mm,按分布荷载下的多跨连续梁验算,取4跨验算,查表得:
KM=-0.107,KW=0.632
取1m长竹胶板计算,则:
q=25.76×1×0.9KN/m=23.184KN/m
M=KMql2=-0.107×23.184×0.22=99.23×103N·mm
W=bh2/6=1500×102/6=25000mm3
σm=M/W=3.97N/mm2<fm=13N/mm2(满足要求)
b挠度验算:
q/=20.16×1=20.16KN/m
i=bh3/12=1000×153/12=2.813×105mm4
ω=Kwq/l4/100EI=0.632×20.16×2004/100×9000×2.813×105=0.08mm<l/250=4mm(满足要求)
2)次龙骨验算:
次龙骨间距为200mm,则:
q=25.76×0.2×0.9KN/m=4.6368KN/m
q/=20.16×0.2KN/m=4.032KN/m
a强度计算
主龙骨间距为800mm,按3跨连续梁计算,查表得:
Km=-0.1,KV=0.6,KW=0.677
M=Kmql2=-0.1×4.6368×0.82KN·m=-0.297×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=6.1N/mm2 b挠度计算 i=bh3/12=38×883/12=2.158×106mm4 ω=Kwq/l4/100EI=0.677×4.032×8004/100×9000×2.158×106=0.58mm 3)主龙骨验算: 按集中荷载验算: a强度验算 M=PL(2-b/l)/8 P=25.76×0.4×0.7=7.2128KN M=0.125×7.2128×0.7×(2-0.4/0.8)=0.94KN·m=0.94×106N·mm σm=M/W=185N/mm2<205N/mm2(满足要求) b挠度验算 P/=20.16KN/m2×0.4×0.7=5.6448KN ω=P/l3/48EI=1.61mm 3.4墙模板承载力验算 3.4.1墙模板支设方案 墙模板采用15mm厚木胶板支设,木龙骨和钢管支撑,对拉螺栓加固。 木龙骨间距为150mm,钢管间距为400mm,对拉螺栓水平间距为400mm。 支设方法见下图: 剪力墙支模侧面图1 3.4.2承载力计算 (1)荷载计算 新浇混凝土对模板的侧压力为: 1)新浇混凝土对模板的侧压力为: F=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2 =0.22×24×5.71×1.2×1×41/2 =72.4kN/m2 F=rcH=24×6.3=151.2kN/m2 取较小值F=72.4kN/m2 2)振捣混凝土时产生的水平荷载为4kN/m2 荷载计算如下表: 荷载标准值(kN/㎡) 荷载分项系数 设计荷载值(kN/m2) 振捣混凝土荷载 4 1.4 5.6 新浇混凝土侧压力 72.4 1.2 86.88 合计 92.94 (2)木胶板承载力验算 取1m长模板,次龙骨间距为150mm,按四跨连续梁计算,查表得: Km=-0.107,Kw=0.632 1)强度验算 q=92.94×0.9=83.646KN/m M=Kmql2=-0.107×83.646×0.152=-0.20×106N·mm W=bh2/6=1000×152/6=23750mm3 σm=M/W=8.4N/mm2<13N/mm2(满足要求) 2)挠度验算 q/=86.88KN/m2×0.9=78.192KN I=bh3/12=8.33×104mm2 ω=Kwq/l4/100EI=0.33mm (3)次龙骨承载力验算 主龙骨间距为400mm,按四跨连续梁验算,查表得: Km=-0.107,Kw=0.632 1)强度验算 q=92.94×0.9×0.15=12.55KN/m M=Kmql2=-0.107×12.55×0.42=-0.215×106N·mm W=bh2/6=38×882/6=49045mm3 σm=M/W=4.38N/mm2<13N/mm2(满足要求) 2)挠度验算 q/=86.88KN/m2×0.9×0.15=11.7288KN/m I=bh3/12=38×883/12=2.16×104mm2 ω=Kwq/l4/100EI=0.1mm (4)主龙骨承载力验算 1)强度验算 对拉螺栓间距为400mm,按集中荷载下的多跨连续梁验算,取四跨验算,查表得: Km=-0.286,Kw=1.764 次龙骨传给外龙骨的力为: q=92.94×0.9×0.4=33.4584KN/m 集中力F=33.4584×0.15=5.02KN M=FL=5.02×0.4=2KN·m=2×106N·mm W=5.08×103×2=1.016×104mm3 σm=M/W=200N/mm2<205N/mm2(满足要求) 2)挠度验算 q/=86.88KN/m2×0.9×0.4=31.2768KN/m F/=31.2678×0.15=4.69KN 查表得两根φ48钢管I=2×14.81×104=2.962×105mm2 ω=KwF/l3/100EI=0.08mm (5)对拉螺栓验算 每个螺栓的拉力为N=83.232×0.4×0.4=13.32KN M16对拉螺栓的最大允许拉力[N]=24KN N<[N](满足要求) 3.5承台及地连梁模板验算 承台模板采用15mm厚木胶板支设,木龙骨水平支撑和双钢管竖向支撑。 木龙骨间距为2000mm,钢管间距为500mm。 (1)荷载计算 新浇混凝土对模板的侧压力为: 1)新浇混凝土对模板的侧压力为: F=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2 =0.22×24×5.71×1.2×1×41/2 =72.4kN/m2 F=rcH=24×1=24kN/m2 取较小值F=24kN/m2 2)振捣混凝土时产生的水平荷载为4kN/m2 荷载计算如下表: 荷载标准值(kN/㎡) 荷载分项系数 设计荷载值(kN/m2) 振捣混凝土荷载 4 1.4 5.6 新浇混凝土侧压力 24 1.2 28.8 合计 34.4 (2)木胶板承载力验算 取1m长模板,次龙骨间距为200mm,按四跨连续梁验算,查表得: Km=-0.107,Kw=0.632 1)强度验算 q=34.4×1×0.9=30.96KN/m M=Kmql2=-0.107×30.96×0.22=-0.13×106N·mm W=bh2/6=1000×152/6=23750mm3 σm=M/W=5.47N/mm2<13N/mm2(满足要求) 2)挠度验算 q/=24KN/m2×1=24KN/m I=bh3/12=28.1×104mm2 ω=Kwq/l4/100EI=0.24mm (3)次龙骨承载力验算 主龙骨间距为500mm,按四跨连续梁验算,查表得: Km=-0.107,Kw=0.632 1)强度验算 q=30.96×0.9×0.2=5.5728KN/m M=Kmql2=-0.107×5.5728×0.52=-0.15×106N·mm W=bh2/6=38×882/6=49045mm3 σm=M/W=3.06N/mm2<13N/mm2(满足要求) 2)挠度验算 q/=24KN/m2×0.2=4.8KN/m I=bh3/12=38×883/12=2.16×104mm2 ω=Kwq/l4/100EI=0.1mm (4)主龙骨承载力验算 次龙骨传递给主龙骨的荷载为: q=34.4×0.9×0.5=15.48KN/m q/=24×0.5=12KN/m 1)强度验算 M=ql2/8=15.48×1/8=1.935×106N·mm σm=M/W=190.5KN·mm 2)挠度验算 ω=5q/l4/384EI=2.56mm
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