模板工程施工方案.docx
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模板工程施工方案.docx
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模板工程施工方案
本工程由3幢16层框剪结构商住楼,位于潮阳区谷饶镇华光居委游泳池洋坊,东、南、北方三向均为私人住宅楼,西边为一条小河流,总建筑面积约60324为平方米,建筑物总高度(檐口高度)48.5米。
整个场区设计一层地下室,地下室面积约8747.7㎡,作为停车场和设备用房,每梯为四户配2条电梯兼做消防电梯均直落地下室。
本工程按7度抗震设防,框架抗震等级三级、剪力墙抗震等级二级;结构安全等级为二级;地基设计等级为丙级,砌体施工质量控制等级为B级。
第一章梁模板的验算
一、参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):
0.25;
梁截面高度D(m):
0.50
混凝土板厚度(mm):
120;
立杆纵距(沿梁跨度方向间距)La(m):
0.60;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
0.10;
脚手架步距(m):
1.20;
梁支撑架搭设高度H(m):
2.90;
梁两侧立柱间距(m):
0.70;
承重架支设:
无承重立杆,钢管支撑垂直梁截面;
立杆横向间距或排距Lb(m):
1.00;
采用的钢管类型为Φ48×3.50;
扣件连接方式:
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:
0.80;
2.荷载参数
模板自重(kN/m2):
0.35;
钢筋自重(kN/m3):
1.50;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.5;
新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2):
18.0;
倾倒混凝土侧压力(kN/m2):
2.0;
振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):
2.0
3.材料参数
木材品种:
柏木;
木材弹性模量E(N/mm2):
10000.0;
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;
面板类型:
钢面板;
钢材弹性模量E(N/mm2):
210000.0;
钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):
205.0;
面板弹性模量E(N/mm2):
210000.0;
面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):
205.0;
4.梁底模板参数
梁底纵向支撑根数:
2;
面板厚度(mm):
18.0;
5.梁侧模板参数
主楞间距(mm):
500;
次楞间距(mm):
300;
穿梁螺栓水平间距(mm):
500;
穿梁螺栓竖向间距(mm):
600;
穿梁螺栓直径(mm):
M12;
主楞龙骨材料:
木楞,,宽度60mm,高度80mm;
主楞合并根数:
2;
次楞龙骨材料:
木楞,,宽度40mm,高度60mm;
次楞合并根数:
2;
二、梁模板荷载标准值计算
1.梁侧模板荷载
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
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:
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,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;
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0.750m;
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1.000。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别为44.343kN/m2、18.000kN/m2,取较小值18.000kN/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倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。
面板计算简图
1.抗弯验算
其中,σ--面板的弯曲应力计算值(N/mm2);
M--面板的最大弯距(N.mm);
W--面板的净截面抵抗矩,W=50.00×1.8×1.8/6=27.00cm3;
[f]--面板的抗弯强度设计值(N/mm2);
按以下公式计算面板跨中弯矩:
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=1.2×0.50×18.00×0.85=9.18kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值:
q2=1.4×0.50×2.00×0.85=1.19kN/m;
q=q1+q2=9.180+1.190=10.370kN/m;
计算跨度(内楞间距):
l=300.00mm;
面板的最大弯距M=0.1×10.37×300.002=9.33×104N.mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=9.33×104/2.70×104=3.457N/mm2;
面板的抗弯强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
面板的受弯应力计算值σ=3.457N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
2.挠度验算
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=18.00×0.50=9.00N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
l=300.00mm;
E--面板材质的弹性模量:
E=210000.00N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.677×9.00×300.004/(100×210000.00×2.43×105)=0.010mm;
面板的最大容许挠度值:
[ω]=l/250=300.000/250=1.200mm;
面板的最大挠度计算值ω=0.010mm小于面板的最大容许挠度值[ω]=1.200mm,满足要求!
四、梁侧模板内外楞的计算
1.内楞计算
内楞(木或钢)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。
本工程中,龙骨采用木楞,截面宽度40mm,截面高度60mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=40×60×60/6=24.00cm3;
I=40×60×60×60/12=72.00cm4;
内楞计算简图
(1).内楞强度验算
强度验算计算公式如下:
其中,σ--内楞弯曲应力计算值(N/mm2);
M--内楞的最大弯距(N.mm);
W--内楞的净截面抵抗矩;
[f]--内楞的强度设计值(N/mm2)。
按以下公式计算内楞跨中弯矩:
其中,作用在内楞的荷载,q=(1.2×18.000×0.85+1.4×2.000×0.85)×0.300/2=3.11kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距):
l=500mm;
内楞的最大弯距:
M=0.1×3.11×500.002=7.78×104N.mm;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=7.78×104/2.40×104=3.241N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值:
[f]=17.000N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值σ=3.241N/mm2内楞的抗弯强度设计值小于[f]=17.000N/mm2,满足要求!
(2).内楞的挠度验算
其中E--面板材质的弹性模量:
10000.00N/mm2;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=18.00×0.30/2=2.70N/mm;
l--计算跨度(外楞间距):
l=500.00mm;
I--面板的截面惯性矩:
E=7.20×105N/mm2;
内楞的最大挠度计算值:
ω=0.677×2.70×500.004/(100×10000.00×7.20×105)=0.159mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ω]=2.000mm;
内楞的最大挠度计算值ω=0.159mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=2.000mm,满足要求!
2.外楞计算
外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,外龙骨采用木楞,截面宽度60mm,截面高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=60×80×80/6=64.00cm3;
I=60×80×80×80/12=256.00cm4;
外楞计算简图
(1)外楞抗弯强度验算
其中σ--外楞受弯应力计算值(N/mm2)
M--外楞的最大弯距(N.mm);
W--外楞的净截面抵抗矩;
[f]--外楞的强度设计值(N/mm2)。
最大弯矩M按下式计算:
其中,作用在外楞的荷载:
P=(1.2×18.00×0.85+1.4×2.00×0.85)×0.50×0.60/2=3.11kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距):
l=600mm;
外楞的最大弯距:
M=0.175×3111.000×600.000=3.27×105N.mm
经计算得到,外楞的受弯应力计算值:
σ=3.27×105/6.40×104=5.104N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值:
[f]=17.000N/mm2;
外楞的受弯应力计算值σ=5.104N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=17.000N/mm2,满足要求!
(2)外楞的挠度验算
其中E--外楞的弹性模量,其值为10000.00N/mm2;
p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
p=18.00×0.50×0.60/2=2.70KN;
l--计算跨度(拉螺栓间距):
l=600.00mm;
I--面板的截面惯性矩:
I=2.56×106mm4;
外楞的最大挠度计算值:
ω=1.146×2.70×103×600.003/(100×10000.00×2.56×106)=0.261mm;
外楞的最大容许挠度值:
[ω]=2.400mm;
外楞的最大挠度计算值ω=0.261mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=2.400mm,满足要求!
五、穿梁螺栓的计算
验算公式如下:
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170.000N/mm2;
查表得:
穿梁螺栓的直径:
12mm;
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=18.000×0.500×0.600×2=10.800kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值:
[N]=170.000×76/1000=12.920kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力N=10.800kN小于穿梁螺栓最大容许拉力值[N]=12.920kN,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,按支撑在底撑上的简支梁计算。
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=600.00×18.00×18.00/6=3.24×104mm3;
I=600.00×18.00×18.00×18.00/12=2.92×105mm4;
1.抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中,σ--梁底模板的弯曲应力计算值(N/mm2);
M--计算的最大弯矩(kN.m);
l--计算跨度(梁底支撑间距):
l=300.00mm;
q--作用在梁底模板的均布荷载设计值(kN/m);
新浇混凝土及钢筋荷载设计值:
q1:
1.2×(24.00+1.50)×0.60×0.70×0.85=10.92kN/m;
模板结构自重荷载:
q2:
1.2×0.35×0.60×0.85=0.21kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载设计值:
q3:
1.4×2.00×0.60×0.85=1.43kN/m;
q=q1+q2+q3=10.92+0.21+1.43=12.57kN/m;
跨中弯矩计算公式如下:
Mmax=1/8×12.566×0.3002=0.141kN.m;
σ=0.141×106/3.24×104=4.363N/mm2;
梁底模面板计算应力σ=4.363N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=205.000N/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:
其中,q--作用在模板上的压力线荷载:
q=((24.0+1.50)×0.700+0.35)×0.60=10.92KN/m;
l--计算跨度(梁底支撑间距):
l=300.00mm;
E--面板的弹性模量:
E=210000.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:
[ω]=300.00/250=1.200mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=5×10.920×300.04/(384×210000.0×2.92×105)=0.019mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.019mm小于面板的最大允许挠度值:
[ω]=300.0/250=1.200mm,满足要求!
七、梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用钢管。
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:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=(24.000+1.500)×0.700×0.300=5.355kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.300×(2×0.700+0.300)/0.300=0.595kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值P1=(2.500+2.000)×0.300=1.350kN/m;
2.钢管的支撑力验算
静荷载设计值q=1.2×5.355+1.2×0.595=7.140kN/m;
活荷载设计值P=1.4×1.350=1.890kN/m;
钢管计算简图
钢管按照三跨连续梁计算。
本算例中,钢管的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.08cm3
I=12.19cm4
钢管强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
线荷载设计值q=7.140+1.890=9.030kN/m;
最大弯距M=0.1ql2=0.1×7.140×0.600×0.600=0.257kN.m;
最大应力σ=M/W=0.257×106/5080.0=50.598N/mm2;
抗弯强度设计值[f]=205.000N/mm2;
钢管的最大应力计算值50.598N/mm2小于钢管抗弯强度设计值205.000N/mm2,满足要求!
钢管抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力:
V=0.6×7.140×0.600=2.570kN;
钢管的截面面积矩查表得A=489.000mm2;
钢管受剪应力计算值τ=2×2570.400/489.000=10.513N/mm2;
钢管抗剪强度设计值[τ]=120.000N/mm2;
钢管的受剪应力计算值10.513N/mm2小于钢管抗剪强度设计值120.000N/mm2,满足要求!
钢管挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
q=5.355+0.595=5.950kN/m;
钢管最大挠度计算值ω=0.677×5.950×600.0004/(100×20600.000×12.190×104)=2.079mm;
钢管的最大允许挠度[ω]=0.600×1000/250=2.400mm;
钢管的最大挠度计算值ω=2.079mm小于钢管的最大允许挠度[ω]=2.400mm,满足要求!
3.支撑钢管的强度验算
支撑钢管按照简支梁的计算如下
荷载计算公式如下:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m2):
q1=(24.000+1.500)×0.700=17.850kN/m2;
(2)模板的自重(kN/m2):
q2=0.350kN/m2;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m2):
q3=(2.500+2.000)=4.500kN/m2;
q=1.2×(17.850+0.350)+1.4×4.500=28.140kN/m2;
梁底支撑根数为n,立杆梁跨度方向间距为a,梁宽为b,梁高为h,梁底支撑传递给钢管的集中力为P,梁侧模板传给钢管的集中力为N。
当n=2时:
当n>2时:
计算简图(kN)
支撑钢管变形图(kN.m)
支撑钢管弯矩图(kN.m)
经过连续梁的计算得到:
支座反力RA=RB=2.709kN;
最大弯矩Mmax=0.542kN.m;
最大挠度计算值Vmax=1.178mm;
支撑钢管的最大应力σ=0.542×106/5080.0=106.654N/mm2;
支撑钢管的抗压设计强度[f]=205.0N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值106.654N/mm2小于支撑钢管的抗压设计强度205.0N/mm2,满足要求!
八、梁底纵向钢管计算
纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。
九、扣件抗滑移的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.000kN,按照扣件抗滑承载力系数0.800,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.400kN。
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6.40kN;
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=2.709kN;
R<6.40kN,单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
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:
横杆的最大支座反力:
N1=2.709kN;
脚手架钢管的自重:
N2=1.2×0.149×3.900=0.697kN;
楼板的混凝土模板的自重:
N3=1.2×(1.00/2+(0.70-0.30)/2)×0.60×0.35=0.176kN;
楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=1.2×(1.00/2+(0.70-0.30)/2)×0.60×0.120×(1.50+24.00)=1.542kN;
N=2.709+0.697+0.176+1.542=5.124kN;
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=1.58;
A--立杆净截面面积(cm2):
A=4.89;
W--立杆净截面抵抗矩(cm3):
W=5.08;
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]=205.00N/mm2;
lo--计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算
lo=k1uh
(1)
k1--计算长度附加系数,取值为:
1.155;
u--计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,u=1.700;
上式的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.700×1.200=2.356m;
Lo/i=2356.200/15.800=149.000;
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=0.312;
钢管立杆受压应力计算值;σ=5124.492/(0.312×489.000)=33.588N/mm2;
钢管立杆稳定性计算σ=33.588N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205.00N/mm2,满足要求!
第二章模板支架验算
一、设计参数
1.脚手架参数
横向间距或排距(m):
1.00;纵距(m):
1.00;步距(m):
1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0.10;脚手架搭设高度(m):
3.46;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.5;
扣件连接方式:
双扣件,取扣件抗滑承载力系数:
0.80;
板底支撑连接方式:
钢管支撑;
板底钢管的间隔距离(mm):
300.00;
2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):
0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):
25.000;
楼板浇筑厚度(m):
0.14;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
1.000;
3.楼板参数
钢筋级别:
二级钢HRB335(20MnSi);楼板混凝土标号:
C30;
每层标准施工天数:
10;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):
1440.000;
计算楼板的宽度(m):
10.80;计算楼板的厚度(m):
0.14;
计算楼板的长度(m):
12.90;施工平均温度(℃):
25.000;
图1楼板支撑架立面简图
图2楼板支撑架荷载计算单元
二、纵向支撑钢管的计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面力学参数为
截面抵抗矩w=5.08cm3;
截面惯性矩I=12.19cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q11=25.000×0.300×0.120=0.900kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.350×0.300=0.105kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
q2=(1.000+2.000)×0.300=0.900kN/m;
2.强度验算:
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
最大弯矩计算公式如下:
静荷载:
q1=1.2×(q1+q2)=1.2×(0.900+0.105)=1.206kN/m;
活荷载:
q2=1.4×0.900=1.260kN/m;
最大弯距Mmax=(0.100×1
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