金山模板工程施工方案.docx
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金山模板工程施工方案.docx
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金山模板工程施工方案
一、工程概况
本工程位于黄石市黄金山经济开发区金山大道以南,宝山路以西。
本工程总建筑面积约为40215m2,建筑物高度为85.850m,室内±0.000相当于黄海高程为34.30m,为25层商业办公楼,底下有一层地下室,结构体系:
框架核心筒结构,柱下独立基础,局部筏板基础,主体为框架、框剪及现浇钢筋混凝土空心楼盖结构。
本工程抗震等级:
框架抗震等级为三级,核心筒抗震等级为二级;抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第一组;建筑结构安全等级为a级,地基基础设计等级为丙级,建筑耐火等级为一级,防水等级为二级。
。
二、模板施工工艺
模板工程是混凝土成型的一个十分关键的施工工序,其施工质量直接影响混凝土成型的轴线空间位置,观感质量、几何尺寸等设计要求,因此模板工程施工应符合下列要求:
(1)保证工程结构和构件各部分形状尺寸和相互位置的正确。
(2)具有足够的强度,刚度和稳定性,能可靠地承受现浇混凝土的施工动荷载,侧压力及自重。
(3)构造简单、装拆方便,并便于钢筋绑扎与安装,混凝土浇筑和养护。
(4)模板拼缝严密不得漏浆。
三、支模方案:
为了保证整体工程达到预定的质量目标,本工程主体结构质量要求争达到结构铜都杯标准,因此模板的设计选型是保证质量的前提,同时模板作为一种周转材料,对工程的成本投入和工期控制也起到重要作用,综合以上因素,根据本工程的实际情况进行模板的设计选型。
所有构件全部采用木模,钢管扣件支撑系统,不同构件采用不同的支模方法,本着经济、适用、拆装方便,稳固可靠的原则进行施工。
1、剪力墙、柱模板及其支撑:
剪力墙、柱模板用15厚木模板,背50×100方木作纵横龙骨,间距≤250mm,柱模板分柱身和梁柱节点两部分分段制作,柱身模板按柱子梁底以下高度,每边制作成一整块模板,整拼、整拆、中间拼接用双面胶带,梁、柱节点处根据实际尺寸制作,采用柱身形式支模加固,也叫做二次装模法,第一次先装到梁底,根据柱子边长选用Φ48钢管,100×50木方作柱箍,最下一道柱箍距楼地面200mm,并在柱子侧面设三道斜撑与地锚固定,控制其垂直度在规范之内,即每层垂直度≤6mm,总高度累计≤2cm。
为防止涨模,框架柱、剪力墙应设对拉螺栓,从地面往上250㎜高设一道起算,以后每600㎜高设置一道(剪力墙对拉螺栓水平方向设置间距也为600㎜),以确保浇筑完后砼的几何尺寸。
针对以往模板对接时,阴阳角拼缝不严,易造成漏浆问题,此次采用双面胶带贴模板缝,防止漏浆。
凡地下剪力墙部分采用对拉螺栓处,均加设止水环。
第二次安装柱顶梁,柱节点模板至板底,下口利用已浇筑的柱顶加柱箍固定,上口利用梁板模板顶牢,使柱顶砼在施工缝处连接严密顺直交接面几何尺寸准确,梁柱接着模板应在梁板支撑前先行卡固方正,严禁颠倒施工顺序。
2、现浇梁、板模板及支撑:
梁模板同样采用15厚木模板;现浇板模板支设,选用10㎜厚竹胶板,50×100㎜方木作竖向背杆。
主要是为了提高模板的强度、刚度,背楞选用Φ48㎜,梁底和侧模背楞顺梁设置,将竹胶板与背楞连在一起制作成定型模板,为满足平整度要求,全部背楞与模板接角面用压刨刨平,并使背高度一致。
梁、板主楞均采用Φ48水平钢管和50×100木方主楞,木方间距≤200㎜,钢管间距800㎜,梁底支撑利用两侧的板底支撑立杆,用脚手架、扣件安装Φ48水平钢管做支撑主楞,另在梁底中部设置一排早拆支撑。
为充分发挥卡型支架承载力大的优点,其平面布置以梁间距为单元,采取以板为主的布置方式进行合支。
采用可实现模板早拆的支撑头,使得拆模板时模板的竖向支撑保持不动,继续支撑砼结构,从而减少新浇砼梁、板的跨度,使拆模时间大大提前,加快了模板周转速度,缩短工期。
模板支设工艺流程:
搭设支撑架施工缝剔凿清理柱、梁节点等边角模板支设铺模板支撑横梁拉线调整标高铺大面三模板拼缝处理、清理自检检查验收。
现浇梁板采用钢管扣件支撑系统,梁底立杆间距800㎜,板下立杆间距不大于1000㎜,立杆下地基必须夯填坚实,并加垫不小于200×200×60木垫板,梁底立杆加保险扣,以防止扣件下滑和立杆下沉,上一层立杆必须对准下一层立杆,横杆间距不大于1.5m,并加设扫地杆。
(一)、参数信息
1.梁模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):
0.2;梁截面高度D(m):
0.75;
混凝土板厚度(mm):
120.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):
0.80;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
0.80;
立杆步距h(m):
1.00;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):
0.80;
梁支撑架搭设高度H(m):
3.0;梁两侧立杆间距(m):
0.80;
承重架支撑形式:
梁底支撑小楞垂直梁截面方向;
梁底增加承重立杆根数:
0;
采用的钢管类型为Φ48×3.2;
立杆承重连接方式:
双扣件,考虑扣件质量及保养情况,取扣件抗滑承载力折减系数:
1.00;
2.荷载参数
新浇混凝土重力密度(kN/m3):
24.00;模板自重(kN/m2):
0.30;钢筋自重(kN/m3):
1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.0;新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):
17.8;
振捣混凝土对梁底模板荷载(kN/m2):
2.0;振捣混凝土对梁侧模板荷载(kN/m2):
4.0;
3.材料参数
木材品种:
柏木;木材弹性模量E(N/mm2):
9000.0;
木材抗压强度设计值fc(N/mm):
16.0;
木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
17.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):
1.7;
面板材质:
胶合面板;面板厚度(mm):
15;
面板弹性模量E(N/mm2):
6000.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):
13.0;
4.梁底模板参数
梁底方木截面宽度b(mm):
100;梁底方木截面高度h(mm):
50.0;
梁底纵向支撑根数:
3;
5.梁侧模板参数
主楞间距(mm):
200;次楞根数:
4;
主楞竖向支撑点数量:
4;
穿梁螺栓直径(mm):
M12;穿梁螺栓水平间距(mm):
500;
竖向支撑点到梁底距离依次是:
150mm,300mm,450mm,600mm;
主楞材料:
木方;
宽度(mm):
100.00;高度(mm):
50.00;
主楞合并根数:
2;
次楞材料:
木方;
宽度(mm):
100.00;高度(mm):
50.00;
(二)、梁侧模板荷载计算
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
F=0.22γtβ1β2V1/2
F=γH
其中γ--混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,取2.000h;
T--混凝土的入模温度,取20.000℃;
V--混凝土的浇筑速度,取1.500m/h;
H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取1.000m;
β1--外加剂影响修正系数,取1.200;
β2--混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
分别计算得17.848kN/m2、24.000kN/m2,取较小值17.848kN/m2作为本工程计算荷载。
(三)、梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
次楞的根数为4根。
面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
面板计算简图(单位:
mm)
1.强度计算
材料抗弯强度验算公式如下:
σ=M/W<[f]
其中,W--面板的净截面抵抗矩,W=50×2×2/6=33.33cm3;
M--面板的最大弯矩(N·mm);
σ--面板的弯曲应力计算值(N/mm2)
[f]--面板的抗弯强度设计值(N/mm2);
按照均布活荷载最不利布置下的三跨连续梁计算:
M=0.1q1l2+0.117q2l2
其中,q--作用在模板上的侧压力,包括:
新浇混凝土侧压力设计值:
q1=1.2×0.5×17.85=10.709kN/m;
振捣混凝土荷载设计值:
q2=1.4×0.5×4=2.8kN/m;
计算跨度:
l=(1000-120)/(4-1)=293.33mm;
面板的最大弯矩M=0.1×10.709×[(1000-120)/(4-1)]2+0.117×2.8×[(1000-120)/(4-1)]2=1.20×105N·mm;
面板的最大支座反力为:
N=1.1q1l+1.2q2l=1.1×10.709×[(1000-120)/(4-1)]/1000+1.2×2.800×[(1000-120)/(4-1)]/1000=4.441kN;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=1.20×105/3.33×104=3.6N/mm2;
面板的抗弯强度设计值:
[f]=13N/mm2;
面板的受弯应力计算值σ=3.6N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
q--作用在模板上的新浇筑混凝土侧压力线荷载设计值:
q=q1=10.709N/mm;
l--计算跨度:
l=[(1000-120)/(4-1)]=293.33mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=6000N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=50×2×2×2/12=33.33cm4;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.677×10.709×[(1000-120)/(4-1)]4/(100×6000×3.33×105)=0.268mm;
面板的最大容许挠度值:
[ν]=l/250=[(1000-120)/(4-1)]/250=1.173mm;
面板的最大挠度计算值ν=0.268mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=1.173mm,满足要求!
(四)、梁侧模板支撑的计算
1.次楞计算
次楞直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
次楞均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:
q=4.441/0.500=8.882kN/m
本工程中,次楞采用木方,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W=1×6×8×8/6=64cm3;
I=1×6×8×8×8/12=256cm4;
E=9000.00N/mm2;
计算简图
剪力图(kN)
弯矩图(kN·m)
变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.222kN·m,最大支座反力R=4.885kN,最大变形ν=0.166mm
(1)次楞强度验算
强度验算计算公式如下:
σ=M/W<[f]
经计算得到,次楞的最大受弯应力计算值σ=2.22×105/6.40×104=3.5N/mm2;
次楞的抗弯强度设计值:
[f]=17N/mm2;
次楞最大受弯应力计算值σ=3.5N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求!
(2)次楞的挠度验算
次楞的最大容许挠度值:
[ν]=500/400=1.25mm;
次楞的最大挠度计算值ν=0.166mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.25mm,满足要求!
2.主楞计算
主楞承受次楞传递的集中力,取次楞的最大支座力4.885kN,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,主楞采用木方,宽度60mm,高度80mm,截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W=2×6×8×8/6=128cm3;
I=2×6×8×8×8/12=512cm4;
E=9000.00N/mm2;
主楞计算简图
主楞弯矩图(kN·m)
主楞变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.684kN·m,最大支座反力R=12.418kN,最大变形ν=0.556mm
(1)主楞抗弯强度验算
σ=M/W<[f]
经计算得到,主楞的受弯应力计算值:
σ=6.84×105/1.28×105=5.3N/mm2;主楞的抗弯强度设计值:
[f]=17N/mm2;
主楞的受弯应力计算值σ=5.3N/mm2小于主楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2,满足要求!
(2)主楞的挠度验算
根据连续梁计算得到主楞的最大挠度为0.556mm
主楞的最大容许挠度值:
[ν]=280/400=0.7mm;
主楞的最大挠度计算值ν=0.556mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=0.7mm,满足要求!
(五)、穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
N<[N]=f×A
其中N--穿梁螺栓所受的拉力;
A--穿梁螺栓有效面积(mm2);
f--穿梁螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;
穿梁螺栓型号:
M12;查表得:
穿梁螺栓有效直径:
9.85mm;
穿梁螺栓有效面积:
A=76mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力:
N=12.418kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值:
[N]=170×76/1000=12.92kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力N=12.418kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.92kN,满足要求!
(六)、梁底模板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。
计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的两跨连续梁计算。
强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=64.29×20×20/6=4.29×103mm3;
I=64.29×20×20×20/12=4.29×104mm4;
1.抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
σ=M/W<[f]
钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m):
q1=1.2×[(24.00+1.50)×1.00+0.30]×0.06=1.990kN/m;
施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m):
q2=1.4×(2.00+2.00)×0.06=0.360kN/m;
q=1.990+0.360=2.350kN/m;
最大弯矩及支座反力计算公式如下:
Mmax=0.125ql2=0.125×2.35×1752=9.00×103N·mm;
RA=RC=0.375q1l+0.437q2l=0.375×1.99×0.175+0.437×0.36×0.175=0.158kN
RB=1.25ql=1.25×2.35×0.175=0.514kN
σ=Mmax/W=9.00×103/4.29×103=2.1N/mm2;
梁底模面板计算应力σ=2.1N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
最大挠度计算公式如下:
ν=0.521ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:
q=q1/1.2=1.659kN/m;
l--计算跨度(梁底支撑间距):
l=175.00mm;
E--面板的弹性模量:
E=6000.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:
[ν]=175.00/250=0.700mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.521×1.99×1754/(100×6000×4.29×104)=0.038mm;
面板的最大挠度计算值:
ν=0.038mm小于面板的最大允许挠度值:
[ν]=0.7mm,满足要求!
(七)、梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木。
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
1.荷载的计算:
梁底支撑小楞的均布荷载按照面板最大支座力除以面板计算宽度得到:
q=0.514/0.064=7.997kN/m
2.方木的支撑力验算
方木计算简图
方木按照三跨连续梁计算。
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=6×8×8/6=64cm3;
I=6×8×8×8/12=256cm4;
方木强度验算:
计算公式如下:
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×7.997×0.0642=0.003kN·m;
最大应力σ=M/W=0.003×106/64000=0.1N/mm2;
抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
方木的最大应力计算值0.1N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
方木抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足:
τ=3V/(2bh0)
其中最大剪力:
V=0.6×7.997×0.064=0.308kN;
方木受剪应力计算值τ=3×0.308×1000/(2×60×80)=0.096N/mm2;
方木抗剪强度设计值[τ]=1.7N/mm2;
方木的受剪应力计算值0.096N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.7N/mm2,满足要求!
方木挠度验算:
计算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
方木最大挠度计算值ν=0.677×7.997×64.2864/(100×9000×256×104)=0mm;
方木的最大允许挠度[ν]=0.064×1000/250=0.257mm;
方木的最大挠度计算值ν=0mm小于方木的最大允许挠度[ν]=0.257mm,满足要求!
3.支撑小横杆的强度验算
梁底模板边支撑传递的集中力:
P1=RA=0.158kN
梁底模板中间支撑传递的集中力:
P2=RB=0.514kN
梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力:
P3=(0.900-0.350)/4×0.064×(1.2×0.120×24.000+1.4×2.000)+1.2×2×0.064×(1.000-0.120)×0.300=0.096kN
简图(kN·m)
剪力图(kN)
弯矩图(kN·m)
变形图(mm)
经过连续梁的计算得到:
支座力:
N1=N2=0.511kN;
最大弯矩Mmax=0.186kN·m;
最大挠度计算值Vmax=0.598mm;
最大应力σ=0.186×106/4730=39.2N/mm2;
支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2;
支撑小横杆的最大应力计算值39.2N/mm2小于支撑小横杆的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!
(八)、梁跨度方向钢管的计算
作用于梁跨度方向钢管的集中荷载为梁底支撑方木的支座反力。
钢管的截面惯性矩I,截面抵抗矩W和弹性模量E分别为:
W=4.73cm3;
I=11.36cm4;
E=206000N/mm2;
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P=0.511kN
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算剪力图(kN)
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
支撑钢管计算变形图(mm)
最大弯矩Mmax=0.64kN·m;
最大变形νmax=1.529mm;
最大支座力Rmax=7.355kN;
最大应力σ=M/W=0.64×106/(4.73×103)=135.4N/mm2;
支撑钢管的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值135.4N/mm2小于支撑钢管的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度νmax=1.529mm小于900/150与10mm,满足要求!
(九)、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,扣件抗滑承载力系数1.00,该工程实际的双扣件承载力取值为16.00kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取16.00kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到R=7.355kN;
R<16.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
(十)、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式
σ=N/(φA)≤[f]
1.梁两侧立杆稳定性验算:
其中N--立杆的轴心压力设计值,它包括:
横向支撑钢管的最大支座反力:
N1=0.511kN;
纵向钢管的最大支座反力:
N2=7.355kN;
脚手架钢管的自重:
N3=1.2×0.149×7.4=1.322kN;
楼板混凝土、模板及钢筋的自重:
N4=1.2×[(0.90/2+(0.90-0.35)/4)×0.90×0.30+(0.90/2+(0.90-0.35)/4)×0.90×0.120×(1.50+24.00)]=2.132kN;
施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值:
N5=1.4×(2.000+2.000)×[0.900/2+(0.900-0.350)/4]×0.900=2.961kN;
N=N1+N2+N3+N4+N5=0.511+7.355+1.322+2.132+2.961=14.281kN;
φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i--计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.59;
A--立杆净截面面积(cm2):
A=4.5;
W--立杆净截面抵抗矩(cm3):
W=4.73;
σ--钢管立杆轴心受压应力计算值(N/mm2);
[f]--钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
lo--计算长度(m);
考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算
lo=k1k2(h+2a)
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185;
k2--计算长度附加系数,h+2a=2.6按照表2取值1.009;
上式的计算结果:
立杆计算长度lo=k1k2(h+2a)=1.185×1.009×(1+0.8×2)=3.109m;
lo/i=3108.729/15.9=196;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.188;
钢管立杆受压应力计算值;σ=14280.726/(0.188×450)=168.8N/mm2;
钢管立杆稳定性计算σ=168.8N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
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