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模板工程施工方案
目录
第一章、工程概况
第二章、模板及支撑强度、稳定性验算
一、墙模板支撑计算
二、柱模板支撑计算
三、楼板模板扣件钢管支撑架计算
四、梁模板扣件钢管支撑架计算
第三章、模板安装
一、材料规格及要求
二、模板施工
三、支撑的搭设
第四章、模板拆除
第五章、安全技术措施
第六章、模板工程安全应急预案
第一章、工程概况
本工程为驻马店市工业集聚区综合服务中心工程,建筑主体为框架结构,地上十一层,局部十二局,无地下室,建筑功能为综合服务中心。
本工程为框架结构,设计合理使用年限为五十年抗震设防烈度为6度。
室外地面至主要屋面高度为42.600米,一层室内外商差为600mm;结构型式为钢筋混凝土框架结构,楼盖结构为现浇钢筋混凝土楼盖;基础采用筏板基础,局部独立基础。
本工程模板采用木模板,梁底模、梁侧板、板模板全部采用15mm厚的多层板,多层板背面采用木骨架固定,模板支撑采用扣件式钢管支撑,钢管采用Φ48×3.0。
所有材料必须采用合格品并有产品合格证。
编制依据:
1、图纸及图纸会审记录
2、地质勘察报告
3、施工合同及合同要求
4、GB50204—2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》
5、JGJ130-2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
6、JGJ80-91《建筑施工高处作业安全技术规范》
第二章、模板及支撑强度、稳定性验算
一、柱模板支撑计算
针对本工程柱截面尺寸的种类,现对800*800类型的柱模板支撑进行计算,其他截面尺寸的柱参照施工。
内楞间距200mm;外楞间距400mm;对拉螺栓间距400mm×400mm直径12mm
1、荷载设计值计算
抗弯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。
1)混凝土侧压力
新浇混凝土侧压力标准值计算公式为下式中的较小值:
其中
——混凝土的重力密度,取24kN/m3;
t——新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取5h;
T——混凝土的入模温度,取25℃;
V——混凝土的浇筑速度,取2.5m/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4.65m;
1——外加剂影响修正系数,取1.2;
2——混凝土坍落度影响修正系数,取1.15。
F1=0.22×24×5×1.2×1.15×√(2.5)=57.6kN/m2
F2=24×4.65=111.6kN/m2
取两者中较小值,即F1=57.6kN/m2
混凝土侧压力设计值:
F1=F1×分项系数×折减系数=57.6×1.2×0.9=62.208kN/m2
2)倾倒混凝土时产生的水平荷载
查表8-66倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6kN/m2
荷载设计值为F2=6×1.4×0.9=7.56kN/m2
3)按表8-69进行荷载组合
F=62.208+7.56=69.768kN/m2≈70kN/m2
2、柱模板计算简述
柱箍是柱模板的横向支撑构件,其受力状态为受弯杆件,应按受弯杆件进行计算。
柱模板的截面宽度B=800mm;
柱模板的截面高度H=800mm;
柱模板的高度L=4650mm;
柱箍的间距计算跨度d=400mm。
3、柱模板面板的计算
面板直接承受模板传递的荷载,应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算,计算如下
3.1.面板强度计算
=M/W<[f]
其中
——面板的强度计算值(N/mm2);
M——面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的截面抵抗矩,
W=(20×1.5×1.5)/6=7.5cm3;
[f]——面板的强度设计值(N/mm2)。
M=ql2/10
其中q——作用在模板上的侧压力设计值
化为线均布荷载:
q1=F×0.2/1000=70×0.2/1000=14N/mm(用于计算承载力)
q2=F1×0.2/1000=62.208×0.2/1000=12.44N/mm(用于验算挠度)
l——计算跨度(内楞间距),l=200mm;
面板的强度设计值[f]=12N/mm2;
M=ql2/10=14×200×200/10=56000N.mm
经计算面板的强度计算值
=56000/7500=7.47N/mm2;
面板的强度验算<[f],满足要求!
3.2.抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6qd
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.6×14×0.2=1.68kN
截面抗剪强度计算值T=3×1680/(2×200×15)=0.84N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.3N/mm2
面板的抗剪强度计算满足要求!
3.3.面板挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
其中q——作用在模板上的侧压力,q=12.44N/mm;
l——计算跨度(内楞间距),l=200mm;
E——面板的弹性模量,E=4200N/mm2;
I——面板的截面惯性矩,
I=20×1.5×1.5×1.5/12=5.625cm4;
面板的最大容许挠度值,[v]=200/250=0.8mm;
面板的最大挠度计算值,v=0.677×12.44×2004/(100×4200×5.625×104)=0.57mm;
面板的挠度验算v<[v],满足要求!
4、竖楞方木的计算
竖楞方木直接承受模板传递的荷载,应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算,计算如下
4.1.竖楞方木强度计算
=M/W<[f]
其中
——内楞强度计算值(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)。
13N/mm2
M=ql2/10
其中q——作用在内楞的荷载,
化为线均布荷载:
q1=F×0.4/1000=70×0.4/1000=28N/mm(用于计算承载力)
q2=F1×0.4/1000=62.208×0.4/1000=24.9N/mm(用于验算挠度)
l——内楞计算跨度(外楞间距),l=400mm;
内楞强度设计值[f]=13N/mm2;
经计算得到,内楞的强度计算值
28×400×400/10/42667=10.5N/mm2;
内楞的强度验算<[f],满足要求!
4.2.竖楞方木抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6qd
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.6×0.4×28=6.72kN
截面抗剪强度计算值T=3×6.72/(2×40×400)=0.63N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
竖楞方木抗剪强度计算满足要求!
4.3.竖楞方木挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/400
其中E——内楞的弹性模量,E=10000N/mm2;
内楞的最大允许挠度值,[v]=1mm;
内楞的最大挠度计算值,
v=0.677×24.9×4004/(100×10000×1706667)=0.253mm;
内楞的挠度验算v<[v],满足要求!
5、柱箍的计算(B方向与H方向同)
本算例中,柱箍采用钢管,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
钢柱箍的规格:
圆钢管φ48×3.0mm;
钢柱箍截面抵抗矩W=4.49cm3;
钢柱箍截面惯性矩I=10.78cm4;
P——竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN);
P=70×0.2×0.4=5.6kN
经过连续梁的计算得到
最大弯矩M=0.392kN.m
最大变形v=0.181mm
5.1.柱箍强度计算
柱箍截面强度计算公式
其中Mx——柱箍杆件的最大弯矩设计值,Mx=0.392kN.m;
x——截面塑性发展系数,为1.05;
W——弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩,W=4.49cm3;
柱箍的强度设计值(N/mm2):
[f]=205.000
柱箍的强度计算值f=83.148N/mm2;
柱箍的强度验算满足要求!
5.2.柱箍挠度计算
经过计算得到v=0.181mm
[v]柱箍最大允许挠度,[v]=400/400=1mm;
柱箍的最大挠度满足要求!
6、对拉(穿柱)螺栓的计算
计算公式:
N<[N]=fA
其中N——对拉螺栓所受的拉力;
A——对拉螺栓有效面积(mm2);
f——对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;
对拉螺栓的直径(mm):
12
对拉螺栓有效直径(mm):
9.85
对拉螺栓有效面积(mm2):
A=76
对拉螺栓最大容许拉力值(kN):
[N]=12.9KN
对拉螺栓所受的最大拉力(kN):
N=400×400×0.95×70=10640N=10.64KN
对拉螺栓强度验算满足要求!
二、楼板模板扣件钢管支撑架计算
支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
模板支架搭设高度为5.6米,搭设尺寸为:
立杆的纵距b=1.2米,立杆的横距l=1.2米,立杆的步距h=1.50米。
图楼板支撑架立面简图
图楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
采用的钢管类型为
48×3.0;方木类型40mm×80mm。
一、支撑方木的计算
方木按照简支梁计算,方木的截面力学参数为
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=4.0×8.0×8.0/6=42.667cm3;
I=4.0×8.0×8.0×8.0/12=170.6667cm4;
方木楞计算简图
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=24×0.18×0.15=0.648kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.75×0.15=0.113kN/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):
经计算得到,活荷载标准值P1=(2.5+2)×1.2×0.15=0.81kN
2.强度计算
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,计算如下:
均布荷载q=1.2×0.648+1.2×0.113=0.913kN/m
集中荷载P=1.4×0.810=1.134kN
最大弯矩M=1.134×1.2/4+0.913×1.2×1.2/8=0.505kN.m
最大支座力N=1.134/2+0.913×1.2/2=1.115kN
截面应力
=0.505×106/42667=11.836N/mm2
方木的计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
3.抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=ql/2+P/2
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.913×1.2/2+1.134/2=1.115kN
截面抗剪强度计算值T=3×1.115/(2×40×80)=0.523N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
方木的抗剪强度计算满足要求!
4.挠度计算
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:
均布荷载q=0.648+0.113=0.761kN/m
集中荷载P=0.81kN
最大变形v=810×12003/(48×9500×1706667)+5×0.761×12004/(384×9500×1706667)=3.066mm
方木的最大挠度小于1200/250=4.8,满足要求!
二、方木支撑钢管计算
支撑钢管按照集中荷载作用下的简支梁计算
集中荷载P取纵向钢管传递力,P=2.047kN
支撑钢管计算简图如下
支撑钢管按照简支梁的计算公式
其中n=1.2/0.15=8
经过简支梁的计算得到
支座反力RA=RB=(8-1)/2×2.047+2.047=9.2115kN
通过传递到立杆的最大轴向力为2×1.115+2.047=4.277kN
最大弯矩Mmax=8/8×2.47×1.2=2.456kN.m
截面应力
=2.456/42667=57.562N/mm2
支撑钢管的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
三、扣件抗滑移的计算:
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8.0kN;
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,R=4.277kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
四、立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.129×5.6=0.722kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.350×1.2×1.2=0.504kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=24×0.18×1.2×1.2=6.221kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=7.447kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(2.5+2)×1.2×1.2=6.48kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=18.008kN
五、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=18.008kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49
——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式
(1)或
(2)计算
=k1uh
(1)
=(h+2a)
(2)
k1——计算长度附加系数,按照表1取值为1.163;
u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.70
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.10m;
公式
(1)的计算结果:
=203.019N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
(2)的计算结果:
=78.07N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
如果考虑到支撑架的安全因素,由公式(3)计算
=k1k2(h+2a)(3)
k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.007;
公式(3)的计算结果:
=99.044N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
三、梁模板扣件钢管支撑架计算书
针对本工程梁截面尺寸的种类,现对400*700类型的梁进行计算,其它截面尺寸的梁参照施工。
1、梁模板荷载标准值
模板自重=0.340kN/m2;
钢筋自重=1.500kN/m3;
混凝土自重=24.000kN/m3;
施工荷载标准值=2.500kN/m2。
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。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
其中
——混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t——新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取5.714h;
T——混凝土的入模温度,取20.000℃;
V——混凝土的浇筑速度,取2.500m/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1.200m;
1——外加剂影响修正系数,取1.000;
2——混凝土坍落度影响修正系数,取0.850。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=28.800kN/m2
实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=28.800kN/m2
倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6.000kN/m2。
2、梁底模板木楞计算
梁底方木的计算在下面脚手架梁底支撑计算中已经包含!
3、梁模板侧模计算
梁侧模板按照三跨连续梁计算,计算简图如下
图梁侧模板计算简图
3.1.强度计算
强度计算公式要求:
=M/W<[f]
其中
——梁侧模板的强度计算值(N/mm2);
M——计算的最大弯矩(kN.m);
q——作用在梁侧模板的均布荷载(N/mm);
q=(1.2×28.80+1.4×6.00)×0.70=30.072N/mm
最大弯矩计算公式如下:
M=-0.10×30.072×0.3002=-0.271kN.m
=0.271×106/37800.0=7.160N/mm2
梁侧模面板计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!
3.2.抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.6×0.300×30.072=5.413kN
截面抗剪强度计算值T=3×5413/(2×700×18)=0.644N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
面板的抗剪强度计算满足要求!
3.3.挠度计算
最大挠度计算公式如下:
其中q=28.80×0.70=20.16N/mm
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
v=0.677×20.160×300.04/(100×6000.00×340200.0)=0.542mm
梁侧模板的挠度计算值:
v=0.542mm小于[v]=300/250,满足要求!
4、梁支撑脚手架的计算
模板支架搭设高度为6.0米,基本尺寸为:
梁截面B×D=400mm×700mm,梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=1.2米,小横杆间距l=0.6米,立杆的步距h=1.50米。
4.1、梁底支撑钢管的计算
作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
4.1.1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.000×0.700×0.600=10.500kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.600×(2×0.700+0.300)/0.300=1.190kN/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):
经计算得到,活荷载标准值P1=(1.000+2.000)×0.300×0.600=0.540kN
4.1.2.方木楞的支撑力计算:
均布荷载q=1.2×10.500+1.2×1.190=14.028kN/m
集中荷载P=1.4×0.540=0.756kN
方木楞计算简图
经过计算得到从左到右各方木传递集中力分别为
N1=0.792kN
N2=3.381kN
N3=0.792kN
方木按照三跨连续梁计算,方木的截面力学参数为
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=4.0×8.0×8.0/6=42.667cm3;
I=4.0×8.0×8.0×8.0/12=170.6667cm4;
方木强度计算
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:
均布荷载q=3.381/0.600=5.636kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×5.64×0.60×0.60=0.203kN.m
截面应力
=0.203×106/42667=4.757N/mm2
方木的计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
方木抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.6×0.600×5.636=2.029kN
截面抗剪强度计算值T=3×2029/(2×40×80)=0.951N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
方木的抗剪强度计算满足要求!
方木挠度计算
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:
最大变形v=0.677×4.696×600.04/(100×9500.00×1706667)=0.254mm
方木的最大挠度小于600.0/250,满足要求!
4.1.3.支撑钢管的强度计算:
支撑钢管按照连续梁的计算如下
支座反力RA=RB=0.02kN中间支座最大反力Rmax=4.71kN
最大弯矩Mmax=0.112kN.m
最大变形vmax=0.052mm
截面应力
=0.112×106/4491.0=24.877N/mm2
支撑钢管的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
4.2、扣件抗滑移的计算
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8.0kN;
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,R=4.71kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
4.3、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式
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=4.71kN(已经包括组合系数1.4)
脚手架钢管的自重N2=1.4×0.129×6.0
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