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高工论文快拆体系
申报论文
(高级)
题目:
模板快拆体系在水郡长安项目
施工中的应用
单位:
北京城建五
建设工程有限公司
姓名:
李伟
课题方向:
模板快拆体系应用
2011年6月1日
摘要
水郡长安商品住宅项目于北京市朝阳区双桥茶家东路东侧,北侧紧邻通惠河南岸,西靠西柳东街,由3栋高层、4栋中高层、18栋TownHouse和一栋地下车库组成,总建筑面积为14.5万㎡。
项目开工时间为2005年5月,竣工时间为2009年9月。
在现浇砼结构施工中,顶板施工较多采用碗扣架支撑、方木龙骨体系。
该体系具有工艺成熟,施工方便,材料供应货源充足等优点,但存在周转料使用量大,方木损耗率高,综合费用较高,进场碗扣架质量缺陷较多等缺点。
为此,在保证工程质量、施工安全和进度的前提下,需要寻找一种能有效降低成本的新型模板支撑体系。
本工程均为全现浇结构形式,顶板跨度多为4-7m,顶板厚度为120~150mm,以2#楼为样板,在结构顶板施工采用快拆体系代替传统的模板方案。
快拆体系支撑系统由固定三脚支架、独立钢支撑、快拆头及可调顶托组成,钢支撑及三脚支架代替碗扣架立杆和横杆,主龙骨采用50*100mm方钢代替100*100方木,次龙骨采用几字形钢木梁代替50*100方木,面板采用12mm厚竹胶板。
采用该体系施工进度较快,施工质量和安全有保证,可减少支撑体系的投入量,有效降低木材的消耗量,具有良好的经济效益和社会效益。
关键词:
快拆体系,独立钢支撑,方钢与几字梁,效益
目录
摘要………………………………………………………………….…..….........Ⅱ
绪论……………………………………………………………………………….1
一、工程概况及应用背景………………………………………..…….……………2
二、快拆体系简介及方案设计……….………………………..…..………………..2
三、模板支撑验算…………..………………….……………………………………11
1、计算单元的选取……………………………………………………………….11
2、模板验算…….…………………...……………………………………...………11
(1)材料特性……….……………..……………………….………………….…....11
(2)荷载计算………………...……………………………………………….…….11
(3)模板验算………………...……………………………………………….…….11
3、次龙骨验算…….………………...……………………………………...………12
(1)材料特性.………….……………..……………………….……………………12
(2)荷载计算………………...……………………………………………….…….13
(3)次龙骨验算………………...…………………………………………….…….13
4、主龙骨验算…….………………...……………………………………...………13
(1)荷载计算………………...……………………………………………….…….14
(2)主龙骨验算………………...…………………………………………….…….14
四、快拆体系施工方法………..………………….…………………………………15
1、施工准备………………………..……………………………………………….15
(1)技术准备.………….……………..…….………………….…………………...15
(2)流水段划分………………...…………….……………………………….……16
(3)材料机具准备………....…………………………………………..…….……..16
2、工艺流程…….…………………...……………………………………...………16
(1)测量放线.………….……………..…….………………….…………………...16
(2)搭设立杆………………...…………….………………………………….……16
(3)安装快拆头及顶托………....…………………………………………….……16
(4)主次龙骨安装.…….……………..……………………….…………………...17
(5)安装竹胶板……………...…………………………………….……….……..17
(6)模板工程验收………...………………………………………………………17
(7)拆除模板支架…….……………..……………………….………………….…17
(8)模板拆除………………...………………………………………………..……17
五、质量保证措施和质量标准.…………………………..…………………………17
1、质量保证制度…………………..………………………………………….……17
2、模板施工质量管理流程………...……….……………………………...………18
3、质量准备………………………..……………………………………………….19
4、应注意的质量问题……………………………………………………...………20
5、成品保护措施…………………………………………………………...………20
六、安全保证措施…………..………………….…………………………………….20
七、经济对比分析…………..………………….…………………………………….22
1、两种体系费用计算……………………………………………………...………22
(1)快拆体系模板费用.……………..………….…………….……………………22
(2)普通模板体系费用…...……………..…………………………………….…….23
2、经济对比分析…………………………………………………………...………24
结论………………….……………………………………………………………26
绪论
在现浇砼结构施工中,顶板施工较多采用碗扣架支撑、方木龙骨体系。
该体系具有工艺成熟,施工方便,材料供应货源充足等优点,但存在周转料使用量大,方木损耗率高,综合费用较高,进场碗扣架质量缺陷较多等缺点。
尤其是碗扣架和方木消耗量巨大,造成非实体性消耗成本居高不下。
另外,我国也是一个森林资源相对匮乏的国家,采用尽量减少木材消耗的施工工艺,也是利国利民的一件好事。
为此,在保证工程质量、施工安全和进度的前提下,需要寻找一种能有效降低成本的新型模板支撑体系,可有效减少材料消耗量,降低工程建设成本,增加经济效益和社会效益。
一、工程概况及应用背景
水郡长安商品住宅项目于北京市朝阳区双桥茶家东路东侧,北侧紧邻通惠河南岸,西靠西柳东街,由3栋高层、4栋中高层、18栋TownHouse和一栋地下车库组成,总建筑面积为14.5万㎡。
项目开工时间为2005年5月,竣工时间为2009年9月。
在现浇砼结构施工中,顶板施工较多采用碗扣架支撑、方木龙骨体系。
该体系具有工艺成熟,施工方便,材料供应货源充足等优点,但存在周转料使用量大,方木损耗率高,综合费用较高,进场碗扣架质量缺陷较多等缺点。
为此,在保证工程质量、施工安全和进度的前提下,需要寻找一种能有效降低成本的新型模板支撑体系。
本工程均为全现浇结构形式,顶板跨度多为4-7m,顶板厚度为120~150mm,以2#楼为样板,在结构顶板施工采用快拆体系模板方案。
二、快拆体系简介及方案设计
快拆体系支撑系统由固定三脚支架、独立钢支撑、快拆头及可调顶托组成,主龙骨采用50*100mm方钢,次龙骨采用几字形钢木梁,面板采用12mm厚竹胶板。
立杆:
独立钢支撑作为受力构件,承受上部结构传递的荷载,下管外径60mm,上管外径48mm,壁厚3.5mm,快拆部分的立杆使用可调顶托,晚拆部分的立杆使用快拆头,安装时用三脚支架临时固定。
横向间距同主龙骨,纵向两端距墙250mm,中间按不大于1400mm均匀布置。
顶板跨中晚拆部分使用早拆头,快拆部分使用可调顶托。
三脚支架由三根φ20钢管制成,与立杆铰接连接,用于立柱安装时的临时固定,顶板砼浇筑完毕后即可拆除。
快拆头便于模板主次龙骨的拆除,在主次龙骨拆除后,快拆头可继续支撑在顶板模板上。
主龙骨:
根据房间不同跨度选择不同长度进行搭接布置,长度有2m、3m、4m三种规格。
主龙骨中心距结构梁或墙250mm左右,中间按间距不大于1400mm均匀布置。
搁置在顶板跨中早拆头上龙骨,采用两根并列50×100mm方钢;搁置在可调顶托上主龙骨,采用单根50×100mm方钢。
次龙骨:
次龙骨为几字形钢木梁,钢梁采用2mm厚钢板压制,截面为45×80×87mm,板槽内放置40×80mm方木,长度有1.5m、2m、3m、4m、四种规格。
横向两边距结构梁边或墙边100mm左右,中间按不大于350mm进行均匀布置,纵向顶紧梁或墙。
面板:
采用12mm厚竹胶板,根据房间跨度和晚拆立杆布置位置,尽量配置整张竹胶板,避免施工时切割。
并根据平面图对每张板进行编号,本层拆除后向上一层周转使用时仍安装在同一位置。
快拆体系立杆、主龙骨、次龙骨及模板平面布置及模板快拆后布置、立面布置图详见附图一至附图七。
图2-1立杆平面布置图
图2-2主龙骨平面布置图
图2-3次龙骨平面布置图
图2-4顶板模板平面布置图
图2-5快拆部分拆除后平面布置图
图2-61-1剖面模板体系布置图
图2-72-2剖面模板体系布置图
三、模板支撑验算
1、计算单元的选取
顶板验算时,选取1.0m宽板带为计算单元,次龙骨作为支座,简化为三等跨连续梁进行验算,支座跨度为0.35m计算;顶板次龙骨进行验算时,选取次龙骨上0.35m宽板带为其单元计算荷载,主龙骨作为支座,跨度为1.4m,简化为三等跨连续梁进行验算;顶板主龙骨进行验算时,立杆作为支座,跨度为1.4m,简化为三等跨连续梁进行验算;立杆承载力验算时,按上部实际荷载施加在单根立杆上的最大荷载进行验算。
2、模板验算
(1)材料特性
查施工手册得:
12mm厚竹胶板截面特征值为:
fm=80N/mm2(顺纹抗弯)
fv=1.4N/mm2(顺纹抗剪)
E=6500N/mm2
W=bh2/6=1000×122/6=24000mm3
I=bh3/12=1000×123/12=144000mm4
(2)荷载计算
模板自重0.08×1.0=0.08KN/m
混凝土自重24×1.0×0.12=2.88KN/m
钢筋自重1.1×1.0×0.12=0.13KN/m
施工荷载2.5×1.0=2.5KN/m
荷载设计值为:
q=(0.08+2.88+0.13)×1.2+2.5×1.4=7.21KN/m(强度验算)
q=(0.08+2.88+0.13)×1.2=3.71KN/m(刚度验算)
(3)模板验算
模板简化为三跨连续梁,查施工手册得内力系数:
Km=0.1,Kv=0.6,ω=0.677
抗弯强度验算:
M=Kmql2=0.1×7.21×0.352=0.088KN·m(3-1)
σ=M/W=0.088×106/24000=3.670N/mm2<[fM]=80N/mm2(3-2)
满足要求。
抗剪强度验算:
V=Kvql=0.6×7.21×0.35=1.51KN(3-3)
τ=3V/2bh=3×1.51×103/2×1000×12=0.189N/mm2<[fv]=1.4N/mm2(3-4)
满足要求。
挠度验算:
f=ω×ql4/100EI(3-5)
=0.677×3.71×3504/100×6500×144000
=0.40mm<l/400=0.875mm,符合要求。
3、次龙骨验算
(1)材料特性
根据厂家提供技术资料:
几字形梁截面特征值为:
g=0.0398+5×0.04×0.08=0.056KN/m
f=210N/mm2
E=2.06×105N/mm2
A=505.46mm2
Wy=10071.3mm3
Iy=437880mm4
(2)荷载计算
模板及次龙骨自重0.08×0.35+0.0398+0.016=0.0838KN/m
混凝土自重24×0.35×0.12=1.008KN/m
钢筋自重1.1×0.35×0.12=0.046KN/m
施工荷载2.5×0.35=0.875KN/m
荷载设计值为:
q=(0.0838+1.008+0.046)×1.2+0.875×1.4=2.590KN/m(强度验算)
q=(0.0838+1.008+0.046)×1.2=1.365KN/m(刚度验算)
(3)次龙骨验算
模板简化为三跨连续梁,查施工手册得内力系数:
Km=0.1,Kv=0.6,ω=0.677
抗弯强度验算:
M=Kmql2=0.1×2.59×1.42=0.508KN·m(3-6)
σ=M/W=0.508×106/10071.3=50.405N/mm2<[f]=210N/mm2(3-7)
满足要求。
抗剪强度验算:
V=Kvql=0.6×2.59×1.4=2.17KN(3-8)
τ=V/A=2.17×103/505.46=4.3N/mm2<[f]=210N/mm2(3-9)
满足要求。
挠度验算:
f=ω×ql4/100EI(3-10)
=0.677×1.365×14004/100×2.06×105×437880
=0.39mm<l/400=3.5mm,符合要求。
4、主龙骨验算
计算时时主龙骨均按1根50×100mm方钢管考虑。
查施工手册得:
50×100mm方钢管截面特征值为:
A=864mm2
G=6.78Kg/m
E=2.1×105
W=22.42×103mm3
I=112×104mm4
(1)荷载计算
模板自重0.08×1.4=0.112KN/m
次龙骨自重5×(0.0398+0.016)=0.279KN/m
主龙骨自重2×1.4×6.78=0.186KN/m
混凝土自重24×1.4×0.12=4.032KN/m
钢筋自重1.1×1.4×0.12=0.185KN/m
施工荷载2.5×1.4=3.5KN/m
荷载设计值为:
q=(0.122+0.279+0.186+4.032+0.185)×1.2+3.5×1.4=10.66KN/m(强度验算)
q=(0.122+0.279+0.186×2+4.032+0.185)×1.2=5.76KN/m(刚度验算)
(2)主龙骨验算
模板简化为三跨连续梁,查施工手册得内力系数:
Km=0.1,Kv=0.6,ω=0.677
抗弯强度验算:
M=Kmql2=0.1×10.66×1.42=2.89KN·m(3-11)
σ=M/W=2.89×106/(22.42×103)=93.18N/mm2<[f]=210N/mm2(3-12)
满足要求。
抗剪强度验算:
V=Kvql=0.6×5.76×1.4=4.84KN(3-13)
τ=V/A=4.84×103/864=5.6N/mm2<[f]=210N/mm2(3-14)
满足要求。
挠度验算:
f=w×ql4/100EI(3-15)
=0.677×5.76×14004/(100×112×104×2.1×105)
=0.8mm<l/400=3.5mm,符合要求。
5、立杆验算
根据厂家提供技术资料及查阅施工手册,单根立杆容许荷载取[N]=11.76KN。
取(x-1)-(x-1/2)/(x-a)-(x-b)轴跨顶板立杆进行验算,按单根立杆承受1.4×1.45m面积的荷载进行计算:
模板自重0.08×1.4×1.45=0.17KN
次龙骨自重5×(0.0398+0.016)=0.279KN
主龙骨自重2×1.4×6.78/9.8=0.186KN
混凝土自重24×1.4×1.45×0.12=5.84KN
钢筋自重1.1×1.4×1.45×0.12=0.27KN
施工荷载1×1.4×1.4=2.03KN
立杆受轴压力q=(0.17+0.279+0.186+5.84+0.27)×1.2+2.03
=10.13KN<[N]=11.76KN。
满足要求。
四、快拆体系施工方法
1、施工准备
(1)技术准备:
施工期组织技术、生产人员熟悉图纸,掌握施工图的内容、要求和特点。
同时针对有关施工技术和图纸存在的疑点作好记录,通过会审,对图纸中存在的问题,与设计、甲方、监理共同协商解决,取得一致意见后,办理设计变更和工程洽商作为施工图的变更依据和施工操作依据。
根据图纸和设计变更内容,明确每跨楼板的跨度、板厚、标高、预留预埋情况和梁的位置及截面,据此设计每跨楼板的模板体系。
(2)流水段划分:
根据每层施工面积和工程量的大小,合理划分流水段,保证各工种可进行流水施工。
(3)材料机具准备:
根据工程进度安排和施工方案,制定详尽的材料进场计划,并根据现场平面布置图完善材料堆放场地。
采用快拆体系时,模板及支撑体系配置完整二层材料,三层施工时使用一层快拆下来的钢支撑、可调顶托和方钢、几字梁,仅补充晚拆部分的钢支撑、快拆头;四层施工时使用二层快拆下来的钢支撑、可调顶托和方钢、几字梁,仅补充晚拆部分的钢支撑、快拆头;五层、六层、七层周转情况与四层相同。
三脚支架在每层楼板浇筑完砼,达到上人强度后即可拆除
2、工艺流程:
顶板上测设出立杆布置点位置线→从角部开始搭设立杆→安装快拆头及可调顶托→铺设主龙骨→铺放次龙骨→调整龙骨上表面标高→铺放竹胶板→模板工程验收→拆除三脚支架→拆除早拆部分模板。
(1)测量放线:
根据快拆体系立杆平面布置图,在楼面上放出每根立杆位置线,应保证上下层立杆在同一竖向位置。
(2)搭设立杆:
对准每跨板内放线后的立杆位置,从每跨房间内角部开始搭设立杆,用三脚支架临时固定,并将立杆高度调整至大致位置,用插销固定,并调整立杆垂直度。
立杆底座不平整时,应进行修理,使其底面与楼板接触紧密,每根立杆下均放置短方木。
墙边布置立杆时,应将三脚支架可折叠的两根支腿靠近结构边。
(3)安装快拆头及可调顶托:
将快拆头及可调顶托插放到立杆内,并将其高度进行调整,保证顶托上表面大致在板底位置。
安装前应适当调整可调顶托的位置,使其边肋与方钢接触,增强方钢的稳定性。
(4)主次龙骨安装:
主龙骨采用50*100mm方钢,次龙骨采用几字梁。
施工时先沿楼板短跨方向铺设方钢主龙骨,然后再铺设次龙骨,主龙骨中心与立杆中心对应,每跨内次龙骨距结构边为100mm,间距不大于350mm。
应严格按照平面布置图中每跨顶板方钢及几字梁的规格使用材料,不得混用。
(5)安装竹胶板:
按竹胶板布置图事先将非整张的竹胶板加工好,并对每张板进行编号。
顶板模板安装时,应将先拆部分与后拆部分分开铺设,拼缝处应平整、严密。
固定竹胶板时,应在板面上画好几字梁中方木位置,避免钉子钉到钢板上。
(6)模板工程验收:
施工前应对钢支撑及几字梁的质量情况进行检查,外观质量不合格的材料严禁使用,并及时做退场处理。
验收时重点检查立杆稳定性、支撑系统牢固程度、模板拼缝等项目。
(7)拆除三脚支架:
顶板砼浇筑安装完毕达到上人强度后,即可将三脚支架拆除。
拆除后集中收集存放,以便于周转使用。
(8)模板拆除:
按规范要求,顶板跨度2.0≤L<8.0m时,在同条件试块达到75%设计强度时即可拆模。
施工时先将早拆部分模板拆除,后拆部分保证顶板具有三层连续支撑。
五、质量保证措施及质量标准
1、质量保证制度
为确保质量达到“合格”验收标准,项目部建立人事上责任明确、分工明确、按照绩效对职工进行考核,并将绩效与工资、奖金挂钩的制度。
在正式施工前,建立样板制、教育和信息传达机制;施工中,建立三检制和信息反馈机制,于施工工序完成后,建立验收机制和针对反馈信息的响应机制。
(1)将外施队的管理纳入项目部的管理流程中,保证施工队与项目部信息交流畅通,反馈及时有效。
(2)在模板工序施工前,对各级员工进行逐级教育、交底,确保施工方法和意图能传达到各级职工,并对项目部和施工队进行质量意识的动员和教育。
。
对特殊部位和施工方法,应有项目部技术股提前提出解决方案,再逐级落实,并建立样板制:
对于分项工程应先做样板段,经验收合格后,方可大面积展开。
(3)施工中,建立自检、互检、交接检制度,给予质检员充分的决定权,建立质量奖罚制度。
(4)班组施工中,遇到困难应及时向上级反映,并及时解决,坚决将质量事故消灭在施工过程中,禁止蛮干、隐藏事故和隐患不报。
(5)施工段完成后,应及时报监理检查,并按照检验批进行验收。
(6)针对突发问题,提出整改方案、措施,并限定时间落实到人。
(7)由项目部总工、技术股、栋号技术负责、外施队技术负责定期检查完成的施工段,针对问题采取响应奖惩措施和整改措施。
2、模板施工质量管理流程
模板设计及选择
学习图纸技术资料
平整与清理钢模板
准备工作
模板涂隔离剂
学习操作规程和质量标准
学习操作规程和质量标准
工种交接
书面交底
检查脚手架和脚手板
操作人员参加
技术交底
底部标高、平面位置、断面尺寸放线
中间抽查
钢筋混凝土工序交接检查
自检
支模
监理检查
浇筑混凝土时留人看模
执行验评标准
不合格的处理(返工)
按规范实际抽样检查
质量评定
按同条件确定拆模时间
拆模
注意保护棱角
自检记录
清理现场、文明施工
资料整理
质量评定记录
施工记录
3、质量标准
(1)保证项目:
模板及其支架必须具有足够的强度、刚度和稳定性;其支承部分应有足够的支承面积。
(2)基本项目:
模板接缝不应漏浆。
模板与混凝土接触表面清理干净并涂隔离剂,严禁隔离剂沾污钢筋与混凝土接槎处。
(3)允许偏差项目
项目
允许偏差
检验方法
预留孔洞
中心线位移
10
拉线、尺量
尺寸
+10,0
轴线位置
梁
5
尺量
底模上表面标高
±5
水准仪或拉线检查
层高垂直度
不大于5mm
6
经纬仪或吊线、钢尺检查
相邻两扳表面高低差
2
钢尺检验
表面平整度
5
靠尺和塞尺检查
阴阳角
方正
4
线尺
顺直
4
拉线、尺量
预埋铁件中心线位移
3
拉线、尺量
4、应注意的质量问题
(1)梁板模板容易产生的问题:
梁身不平直、梁底不平、梁侧面鼓出、梁上口尺寸偏大、板中部下挠。
防治办法是:
梁板模板应通过设计确定龙骨、支撑的尺寸的间距.使模板支撑系统有足够强度及刚度,防止浇混凝土时模板变形。
模板支撑的底部应支在坚实地面上,铺设通长脚手板防止支撑下沉,梁板模板应按设计要求起拱,防止挠度过大。
梁模板上口应有拉杆锁紧,防止变形。
(2)模板漏浆:
模板使用前要进行检查与整修,合格后方可使用。
当模板安装好后,要全面检查一遍,对于大于3mm的缝隙要嵌补密实平整。
(3)预埋件、预留孔漏放和位移:
应熟悉图纸,确定预埋件、预留孔的安装位置、轴线、标
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