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模板施工方案
河南工业大学师生周转房工程
G标段13#楼
模
板
工
程
施
工
方
案
编制:
审核:
审批:
河南省大成建设工程有限公司
二零一一年三月
第一章编制说明
一、编制依据
(1)、河南工业大学项目投标文件、施工合同、施工图纸等。
(2)、国家现行法律、法规,包括《中华人民共和国建筑法》、《建设工程安全管理条例》、《建设工程质量管理条例》及其它国家、河南省、郑州市有关法律、法规文件。
(3)、国家现行的有关建设工程现场管理规定、安全技术规范与操作规程,省市有关质量、安全、文明、综合管理等规定。
(4)、公司《技术标准》及其他有关管理办法、制度。
二、参照的有关技术规范、标准
(1)、JGJ59-99《建筑施工安全检查标准》;
(2)、JGJ130-2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》;
(3)、BGJ9《建筑结构荷载规范》;
(4)、JGJ80—90《建筑施工高处作业安全技术规范》;
(5)、GB—15831《钢管脚手架扣件》;
(6)、国家、河南省、郑州市、公司有关的其它规范、规程及技术标准;
(7)、《建筑施工计算手册》(第三版)中国建筑工业出版社;
(8)、公司的技术标准。
第二章模板工程的构造和受力分析
(一)、主要构件及材料选用
(1)、模板工程的主要组成构件
立杆、纵向水平杆(大横杆)、横向水平杆(小横杆)、扣件、剪刀撑(十字撑)、纵向扫地杆、横向扫地杆、底座、方木、木模板、螺杆。
(2)、材料选用及要求
1、钢管
支撑系统钢管采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793)中规定的3号普通钢管,其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235—A级钢的规定。
选用φ48mm,壁厚3.5mm的钢管。
新旧钢管的尺寸和表面质量应符合下列规定:
1)、新钢管应符合下列规定:
a、应有产品质量合格证及质量证明书;
b、应有质量检验报告,检验方法和质量应符合规范规定;
c、表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道;
d、钢管外径、壁厚、端面等的偏差,应符合规范规定;
e、钢管必须涂有防锈漆。
2)、旧钢管应符合下列规定:
a、表面的锈蚀深度应符合规范规定,当深度超过时不得使用;
b、钢管弯曲变形应符合规定;
3)、钢管上严禁打孔。
2、扣件
扣件采用可锻铸铁制作的扣件,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB—15831)的规定。
在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,不得发生损坏,应有合格证,质量证明书。
3、方木
平板、梁侧面、柱中间采用50×80mm的松方木,柱角、梁底采用50×80mm的松方木,要求一侧刨光。
4、模板
平板、梁侧面、柱采用厚度为12mm的多层胶合板。
1)、模板要求
①、技术性能必须符合质量标准(通过收存、检查进场木胶板出厂合格证和检测报告来检验)
②、外观质量检查标准(通过观察检验)
在任意部位不得有腐朽、霉斑、鼓泡、公称幅面内不得板边缺损、每m2单板脱胶≤0.001m2、每m2污染面积≤0.005m2、每400m2最大凹陷深度≤1mm,且≤1个。
③、规格尺寸标准
序号
项目
偏差标准
1
厚度
δ=12mm
±0.8mm
2
δ=15mm
±1.0mm
3
长、宽
±3mm
4
对角线长度差
≤5mm
5
翘曲度
≤1.0%
2)、检查方法
①、厚度检测方法:
用钢卷尺在距板边20mm处,长短边分别测3点、1点,取8点平均值;各测点与平均值差为偏差。
②、长、宽检测方法:
用钢卷尺在距板边100mm处分别测量每张板长、宽各2点,取平均值。
③、对角线差检测方法:
用钢卷尺测量两对角线之差。
④、翘曲度检测方法:
用钢直尺量对角线长度,并用楔形塞尺(或钢卷尺)量钢直尺与板面间最大弦高,后者与前者的比值为翘曲度。
(二)、支模设计
(1)、结构概况
本工程地下室层高4.2m,顶板厚180㎜,剪力墙厚250㎜,标准层剪力墙厚度为200㎜。
(2)板设计
1、构造
采用12厚的整块九合木模板作为剪力墙板,四周用50×100的方木作为楞条支撑模板,保证其刚度,方木的间距为≤300mm,外围用φ480×3.5的钢管作为外楞。
中间采用φ12的对拉螺杆作为受力杆件。
外楞钢管在内侧与整个支模系统连成整体,增加整体稳定性。
2、模板工程计算
(1)、荷载计算
根据荷载分析,
1)、倾倒混凝土时产生的荷载标准值:
采用泵送混凝土浇筑,取6KN/m2;
2)、新浇筑混凝土对模板侧面的压力标准值:
按以下两式计算,并取其较小值作为计算
①、F=0.22rctoβ1β2V0.5
②、F=rcH
其中:
F—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力,KN/m2;
rc—混凝土的重力密度25KN/m2;
to—新浇混凝土的初凝时间h,采用to=200/(T+15)计算,T为混凝土的温度为30℃;
V—混凝土的浇筑速度,2m/h;
H—混凝土侧压力计算位置至新浇筑混凝土顶面的总高度4.8m;
β1—外加剂影响修正系数,掺有缓凝作用的外加剂,取1.2。
β2—混凝土坍落度影响修正系数,泵送混凝土坍落度为110~150mm,取1.15。
计算:
F=0.22×25×200÷(15+30)×1.2×1.15×20.5=47.71KN/m2
荷载设计值:
47.71×1.2=57.3KN/m2
有效压头高度:
47.71/25=1.91m
F=rcH=25×4.8=120KN/m2
设计倾倒砼产生的水平荷载标准值为:
6KN/m2
值为:
6×1.4=8.4KN/m2
由有效压头高度1.91m,知倾倒砼产生的荷载仅在有效压头高度范围内起作用,可略去不计,考虑到模板结构不确定的因素较多,同时亦不考虑荷载拆减,取q1=57.3KN/m
(2)、对拉螺杆间距计算
公式:
A=P÷F
式中:
A:
每螺杆承受荷载面积m2;
P:
螺杆的拉力,查表得φ12螺杆的允许拉应力[δ]=12.9KN;
F:
侧压力值KN/m2。
计算:
A=12.9÷57.3=0.225m2
按螺杆横向间距450mm计算,则螺杆纵向间距:
S=0.225÷0.45=500mm;取纵向间距为400mm
∴对拉螺杆的横向间距为450mm,纵向间距400mm能满足侧压力的强度要求。
(3)木模板的计算
1)强度验算
设木模的厚度为18mm.W=1000×18×18/6=5.4×104
由公式:
M=0.1q1l2=0.1×57.3×(0.25)0.5=0.36KN.m
模板截面强度由式ó=M/W=0.36×106/5.4×104=6.67N/㎜ 故强度满足要求。 2)刚度验算 刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用,则 q2=47.71×1=47.71KN/m 由模板挠度公式 ω=q2l4/(150EI) ω=47.71×2504/(150×9×103×4.86×105)=0.284㎜<250/400=0.625㎜ 故刚度满足要求。 (4)、内木楞的计算 设内木楞的截面50×100,W=8.33×104㎜3,I=4.17×106,外楞间距为400㎜ 1)、按强度要求 由公式: M=0.1q1l2=57.3/10×(0.4)2=0.92KN.m 强度由式ó=M/W=0.92×106/(8.33×104)=11 式中: l: 模板计算跨度mm; q1: 作用在模板上的侧压力N/mm; [fm]: 木材的抗弯强度设计值,木模板取13N/mm2; W: 模板截面抵抗矩mm3; b: 侧板宽度mm; h: 侧板厚度mm; 故强度满足要求。 2)、按刚度要求 由公式: ω=q2l4/(150EI)=47.71×4004/(150×9×1000×4.17×106)=0.217<400/400=1 公式中: ω: 容许挠度值mm; E: 弹性模量,木材为9×103N/mm2; I: 模板截面惯性矩mm4; 故刚度满足要求。 ∴方木的间距取两者中的较小值l=300mm,能满足模板的强度和刚度要求。 考虑施工时的不可预见因素,保证混凝土的平整度,施工时取方木间距为250mm。 (5)、钢管的间距计算 钢管承受方木作用的集中荷载,为简化按多跨连续梁均布荷载计算, 1)、按强度要求 由公式: M=0.1q2l2=0.1×57.3×0.452=1.16KN.m 强度由式ó=M/W=1.16×106/(5.08×103×2)=114.2 式中: l: 内楞计算跨度mm; q2: 作用在内楞上的线荷载N/mm; [fm]: 钢管的抗弯强度设计值,取215N/mm2; W: 钢管截面抵抗矩mm3; 故强度满足要求。 2)、按刚度要求 由公式: ω=q2l4/(150EI)=57.3×4504/(150×2.1×105×12.18×104×2)=0.612<400/400=1 公式中: ω: 容许挠度值mm; E: 弹性模量,为2.1×103N/mm2; I: 钢管截面惯性矩12.18×104mm4。 故刚度满足要求。 综合上述计算,结合构造的实际做法,同时考虑施工时的不可预见因素,确保混凝土的平整度,施工时按间距250mm设置方木,钢管按400间距,螺杆间距按400×450mm设置,能满足强度和刚度的要求。 (4)、梁模板设计 1、构造 采用18厚的九合木模板作为梁底板,用50mm×100mm的方木作为楞条支撑模板,用钢管脚手架作为支承系统。 按地下室顶板大梁截面250mm×600mm进行受力计算。 高度超过600mm的梁在侧面中间采用φ12的对拉螺杆作为侧压力受力杆件,梁底侧面用方木紧贴,加扣件受力。 梁底钢管支撑和平板的支撑系统连成整体,增加其整体稳定性。 2、荷载计算 根据荷载分析,梁底受力的主要荷载由新浇混凝土自重标准值、施工人员及设备自重荷载标准、振捣混凝土产生的荷载标准组成。 1)、新浇混凝土自重标准值: 普通钢筋混凝土,取用25KN/m2计取; 2)、施工人员及设备自重荷载标准值: 查下表,按2.5KN/m2计取; 施工人员及设备荷载标准值 计算项目 均布荷载(KN/m2) 模板及小楞 2.5 立杆 1.5 立杆支架 1.0 3)、振捣混凝土时产生的荷载标准值: 查表,按2.0KN/m3计取; 振捣混凝土时产生的荷载标准值: 计算项目 均布荷载(KN/m2) 板、梁(底面) 2.0 柱、墙、梁(侧面) 4.0 4)、荷载组合值 查荷载分项系数表和荷载组合表。 荷载分项系数表 序号 荷载类别 类别 分项系数 编号 1 新浇混凝土自重 恒载 1.2 A 2 施工人员及设备荷载 活载 1.4 B 3 振捣混凝土时产生的荷载 活载 1.4 C 4 新浇筑混凝土对模板侧面的压力 恒载 1.2 D 5 倾倒混凝土时产生的荷载 活载 1.4 E 荷载组合表 项次 项目 荷载组合 计算承载能力 验算刚度 1 平板及其支架 A+B+C A+B 2 梁底板及其支架 A+B+C A+B 3 梁、柱(边长≤300mm)、墙(厚≤100mm)的侧面模板 C+D D 4 大体积结构、墙(厚>100mm)、梁、柱(边长>300mm)的侧面模板 D+E D 计算承载能力: F=(1.2×25×0.9+1.4×2.5+1.4×2.0)×0.4 =13.32KN/m 验算刚度: F=(1.2×25×0.9+1.4×2.5)×0.4 =12.2KN/m 3、方木的间距计算 方木承受梁底模板作用的荷载,按多跨连续梁均布荷载计算,模板的尺寸为250×18(b×h)。 1)、按强度要求 由公式: M=0.1q1l2=[fm]W 得: l=4.65h(b/q1)0.5 式中: l: 模板计算跨度mm; q1: 作用在梁底模板上的均布荷载N/mm; [fm]: 木材的抗弯强度设计值,木模板取13N/mm2; W: 模板截面抵抗矩mm3; b: 梁底板宽度mm; h: 梁底板厚度mm; 计算: l=4.65×18×(400÷13.32)0.5=459mm 2)、按刚度要求 由公式: ω=q1l4/(150EI)=1/250 得: l=7.663h(b/q1)0.33 公式中: ω: 容许挠度值mm; E: 弹性模量,木材为9×103N/mm2; I: 模板截面惯性矩mm4。 计算: l=7.663×18×(400÷12.2)0.33=441mm ∴方木的间距取≤两者中的较小值,l=400mm,能满足模板的强度和刚度要求。 4、立杆的横向间距计算 梁底作用在方木上的荷载,通过方木传递到纵向钢管,再通过立杆传到楼板或基础。 方木起到了小楞条的作用。 方木尺寸为50mm×100mm,间距为400mm。 1)、按强度要求 由公式: M=(2—b/1)qb/8和M=[f]W 得: l=52W/(qb)+b/2 式中: b: 梁宽度mm; q: 作用在方木上的均布荷载N·mm; W: 方木截面抵抗矩mm3; [fm]: 木材的抗弯强度设计值,木材取13N/mm2; 计算: l=52×50×1002÷6÷(0.4×13.32×103)+400÷2 =1013mm 2)、按刚度要求 由公式: ω=qbl3/(48EI)=1/250 得: l=41.57[I/(qb)]0.5 式中: q: 作用在方木上的均布荷载N·mm; b: 梁宽度mm I: 方木截面惯性矩mm4; E: 木材弹性模量,取9×103; 计算: l=41.57×[50×1003÷12÷(12.2×0.4×103)]0.5 =1215 ∴立杆的横向间距即方木的跨度取≤两者中的较小值,取l=1000mm,能满足方木的强度和刚度要求。 5、立杆的纵向间距计算 立杆的纵向间距即为大楞的计算跨度,纵向杆采用φ48×3.5钢管,承受小楞即方木传来的集中荷载,为简化计算,转换为均布荷载,精度能满足要求。 1)、按强度要求 由公式: M=0.1q2l2=[f]W 式中: q2: 小楞作用在大楞上的均布荷载N/mm; l: 大楞计算跨度mm; [f]: 钢材的抗弯强度设计值,取215N/mm2; W: 钢管截面抵抗矩mm3,为5080mm3; l=3304.8×(1/13.32)0.5 =906mm 2)、按刚度要求 由公式: ω=q2l4/(150EI)=1/250 得: l=2465.87×(1/12.2)0.5 =706mm ∴立杆的纵向间距取≤两者中的较小值,取l=700mm,能满足钢管的强度和刚度要求。 5、立杆的稳定性计算 一层层高3.0m,梁底钢管支撑系统按底板上200mm设置一道纵横扫地杆,2400mm位置设置一道纵横水平杆,4600mm位置放梁底水平杆,即按立杆的最大步距为1600mm进行验算稳定性。 按两端铰接的受压构件来简化计算。 立杆采用对接接头,局部立杆采用搭接,必须用三个扣件进行搭接。 由公式: N=ψ1A1[f] 公式中: ψ1: 构件轴心受压稳定系数; A1: 钢管净面积489mm2; [f]: 钢材抗压强度设计值N/mm2; N: 钢管立柱允许荷载N。 计算: 钢管的回转半径: I=(482+412)0.5/4=15.78mm 长细比: λ=1600/15.78=101 由长细比λ查《钢结构设计规范》,得ψ1=0.58 则N=0.58×489×215=60978N 作用在立杆上的荷载: P=13.32×103×0.7÷2=4660N ∴立杆的稳定性能满足要求。 (5)、平板模板设计 1、构造 采用18厚的九合木模板作为平板模板,用40mm×80mm@300的方木作为楞条支承模板,用钢管脚手架作为支撑系统。 地下室平板厚度为180mm,按最大平板面积4500×3000进行受力计算。 立杆的间距按1200×1000设置,平板支撑系统和梁支撑系统连成整体,以增加其整体稳定性。 2、荷载计算 根据荷载分析,平板受力的主要荷载由新浇混凝土自重标准值、施工人员及设备自重荷载标准、振捣混凝土产生的荷载标准值组成。 1)、新浇混凝土自重标准值: 普通钢筋混凝土,取用25KN/m3计取; 2)、施工人员及设备自重荷载标准值: 查表,按2.5KN/m2计取; 3)、振捣混凝土时产生的荷载标准值: 查表,按2.0KN/m2计取; 4)、荷载组合值: 查荷载分项系数表和荷载组合表。 计算承载能力: F=(1.2×25×0.18+1.4×2.5+1.4×2.0)×0.4 =4.44KN/m 验算刚度: F=(1.2×25×0.16+1.4×25)×0.4=3.32KN/m2 3、方木的间距计算 方木承受平板模板作用的均布荷载,按多跨连续梁均布荷载计算,模板的尺寸为250×18(b×h)。 1)、按强度要求 由公式: l=4.65h(b/q1)0.5 l=4.65×18×(400÷4.44)0.5=794mm 2)、按刚度要求 由公式: l=7.663h(b/q1)0.33 l=7.663×18×(400÷3.32)0.33=681mm ∴方木的间距取≤两者中的较小值,l=620mm,能满足模板的强度和刚度要求。 4、立杆的横向间距计算 板底作用在方木上的荷载,通过方木传递到纵向钢管,再通过立杆传到楼板或基础。 方木起到了小楞条的作用。 方木尺寸为了50mm×100mm,间距为400mm。 1)、按强度要求 由公式: l=11.4(W/q2)0.5 l=11.4×(50×1002÷6÷4.44)0.5 =1562mm 2)、按刚度要求 由公式: l=15.3(I/q2)0.33 l=15.3×(50×1003÷12÷3.32)0.33 =1650mm ∴钢管的间距取两者中的较小值l=1500mm,能满足方木的强度和刚度要求。 取1300mm间距安全。 5、立杆的纵向间距计算 立杆的纵向间距即为大楞的计算跨度,纵向杆采用φ48×3.5钢管,承受小楞即方木传来的集中荷载,为简化计算,转换为均布荷载,精度能满足要求。 1)、按强度要求 由公式: M=0.1q2l2=[f]W l=3304.8×(1/4.44)0.5 =1568mm 2)、按刚度要求 由公式: ω=q2l4/(150EI)=1/250 得: l=2465.87×(1/3.32)0.5 =1353mm ∴立杆的纵向间距取≤两者中的较小值l=1350mm,能满足钢管的强度和刚度要求。 取1200mm能安全满足要求。 6、立杆的稳定性计算 平板底钢管支撑系统按底板上200mm设置一道纵横扫地杆,1700mm位置设置一道纵横水平杆,3200mm位置设置二道纵横水平杆,0.24m位置设置板底支撑钢管和方木,则计算长度为1600mm。 按两端铰接的受压构件来简化计算。 立杆采用对接接头,局部立杆采用搭接,必须用三个扣件进行搭接。 由公式: N=ψ1A1[f] 计算: 钢管的回转半径: I=(482+412)0.5/4=15.78mm 长细比: λ=1600/15.78=101 由长细比λ查《钢结构设计规范》,得ψ1=0.58 作用在立杆上的荷载: P=13.32×103×1.3×1.2=20779N [f]=20873÷489÷0.58 =73.26N/mm2≤215N/mm2 ∴立杆的稳定性能满足要求。 (三)、支模参数汇总 根据上述计算的原则,经多次计算分析,同时结合常用支模参数和以往经验,本工程支模系统的有关参数汇总如下表。 支模参数汇总表 项目 截面 模板厚度 楞条最大间距(mm) 支撑最大间距(mm) 板 90厚 12 500 1300 180厚 12 400 1000 梁 250×300 18 800 1600 250×350 600 1500 250×400 800 1600 400×600 400 700(加顶撑) 墙 250厚 18(竖向木楞50×100@200) 250 对拉螺栓间距450×400 第三章质量验收标准 (一)、一般规定 (1)、模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类型、施工设备和材料供应等条件进行设计。 模板安装及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受混凝土的重量、侧压力以及施工荷载。 (2)、在浇筑混凝土之前,应对模板及其支架进行观察和维护。 发生异常情况时,应按施工技术方案及时进行处理。 (3)、模板及其支架拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。 (二)、主控项目 (1)、安装现浇结构的上层模板及其支架时,下层模板应具有上层荷载的承载能力,上、下层支架应对准,并铺设垫板。 (2)、模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂,但不得采用影响结构性能或妨碍装饰工程施工的隔离剂。 (三)、一般性能 (1)、模板内侧面要平整,接缝严密,不漏浆;在浇筑混凝土前,木模板应浇水湿润,但模板内不应有积水。 (2)、模板在梁与柱、梁与梁、梁与板的交接处,应妥善处理,不得用大小条镶嵌,以免产生混凝土夹渣。 (3)、现浇结构模板安装检查数量为同一检验批内,对梁、柱、独立基础应抽查构件数量的10%且不少于3件;对墙和板,应按有代表性的自然间抽查10%且不少于3件。 (四)、允许偏差项目 (1)、固定在模板上的预埋件、预留孔不得遗漏,安装必须牢固,检查数量为同一检验批内,应抽查构件数量的10%且不少于3件,其偏差应符合下表规定。 预埋件和预留孔洞的允许偏差 项次 项目 允许偏差(mm) 1 预埋钢板中心线位置 3 2 预埋管、预留孔中心线位置 3 3 插筋 中心线位置 5 外露长度 +10,0 4 预埋螺栓 中心线位置 2 外露长度 +10,0 5 预留洞 中心线位置 10 尺寸 +10,0 (2)、现浇结构模板安装的允许偏差和检验方法应符合下表规定。 现浇结构模板安装的允许偏差和检验 项次 项目 允许偏差 (mm) 检验方法 1 轴线位置 5 用钢尺检查 2 底模上表面标高 ±5 用水准仪或拉线和钢尺检查 3 截面内部尺寸 基础 ±10 用钢尺检查 柱、墙、梁 +4,5 用钢尺检查 4 层高垂直度 不大于5m 6 用经纬仪或吊线和钢尺检查 大于5m 8 用经纬仪或吊线和钢尺检查 5 相邻两板表面高低差 2 用钢尺检查 6 表面平整度 5 用钢尺检查 7 预埋管预留孔中心线位移 3 用2m靠尺检查 第四章模板拆除 (一)、拆除顺序原则: 先支后拆,后支先拆,承重模板先拆,模板支撑后拆。 (二)、非承重模板,在混凝土强度保证不因拆模而受损时,方可拆除。 (三)、承重模板应在与结构同条件养护的试块达到下表中规定强度后方可拆除。 结构拆模所需混凝土强度要求表 构件类型 构件跨度(m) 达到设计的混凝土立方体抗压强度标准值的百分率(%) 板 ≤2 ≥50 >2,≤8 ≥75 >8 ≥100 梁、拱、壳 ≤8 ≥75 >8 ≥100 悬臂构件 - ≥100
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