生产车间工程模板专项施工方案.docx
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生产车间工程模板专项施工方案
第一章工程概况
一、编制依据………………………………………………………………1
二、工程概况………………………………………………………………1
第二章计算理论及工艺要求
一、施工顺序………………………………………………………………2
二、梁、板模板施工技术…………………………………………………2
三、现浇梁板的支模架理论计算与分析…………………………………2
四、模板架下满堂脚手架部份计算………………………………………5
五、楼梯模板部份…………………………………………………………10
第三章模板一般施工技术
一、模板总体施工技术……………………………………………………10
二、安装方法要点…………………………………………………………12
三、模板拆除施工技术……………………………………………………12
第四章模板施工质量安全保证措施
一、模板质量保证措施……………………………………………………14
二、模板工程安全保证措施………………………………………………15
临海市川南劲松表面处理有限公司厂房工程
模板专项施工方案
第一章、工程概况
一、编制依据
1.甲方提供的设计施工图纸一套
2.建设部颁发的建质[2003]82号通知,《建筑工程预防坍塌事故若干规定》
3.《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
4.《建筑工程扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001(2002年版)
5.《钢结构设计规范》GB50017-2003
6.《木结构设计规范》GBJ5-88
7.《混凝土结构工程施工验收规范》GBJ50204-2002
二、工程概况
临海市川南劲松表面处理有限公司厂房工程位于临海市杜桥镇南洋工业园区内。
其建筑面积为14457.70平方米,成产车间框架结构,4层,一层层高为6.0米,建筑高度为24.00m。
本工程室内外高差0.15m。
本工程的梁截面以二层1-1~1-2/1-A~1-B轴KL2为最不利梁,梁截面尺寸为250×770;现浇板厚度以100mm、120mm为主。
根据国家脚手架规范,本工程作了多方案比较,并结合本公司以往类似工程施工经验,决定采用扣件满堂脚手架形式。
本工程为商品泵送混凝土,支撑采用Φ48×3.25钢管;模板为1830×915×18mm多层木夹板安装在2000×80×60㎜松木方料上;梁高为400mm时设一道对拉螺栓@800mm,700mm<梁高≤1100mm时,设二道对拉螺栓@800mm。
对拉螺杆采用Φ12双螺帽螺杆。
本方案钢管扣件试验数据参照上一个工地的检测结果,原材料进场后,应立即取样送检,并根据检测结果对该方案进行修正。
第二章、计算理论及工艺要求
一、施工顺序
技术交底→施工准备→投点放线→柱钢筋绑扎、预埋、施工缝处理→钢筋验收(支模)→梁板支模→钢筋绑扎→检查验收→混凝土浇筑→养护→放线→柱钢筋绑扎→循环至主体完成。
二、梁、楼板模板施工技术
1.
(1)梁、楼板(顶板)模板均用钢管支撑,以防混凝土浇筑时模板爆裂,楼板模板采用大模板。
(2)支设模板时,在复核梁、板底标高并校正轴线位置无误后,搭设和调整模板支架(包括安装水平拉杆和剪刀撑),固定钢楞(横担),再在钢楞上设置纵向松木方搁栅,搁栅上铺放梁底模板,梁底模用十字形直角扣件在两侧固定在钢楞上,拉线找直,拼接角模。
(3)在绑扎钢筋后,安装并固定两侧模板。
按设计要求起拱(一般跨度大于4m时,起拱2‰~3‰)。
上下层模板支撑应安装在竖向中心线上,模板底标高断面尺寸,平整度均须符合设计要求和施工规范规定。
(4)预埋件绑扎在主筋和箍筋上,埋件较大时可用点焊固定,但注意不得损伤钢筋。
(5)楼盖排架搭设时,排架采用φ48钢管,离地200㎜设一道纵横向扫地杆,在梁底和板底位置设一道纵横向钢管顶撑,中间的水平拉杆纵横向设置每步高度不大于1.8m。
(6)梁、板支模架的顶撑处均采用双扣件。
楼板模板做法,这里着重提出六点:
1、双扣件传递力仅达到1.2T;
2.脚手架水平杆全部要纵横贯通。
3.做好扫地杆与硬地坪工作。
4.立杆采用对接扣件整根式对接。
5.直接顶着梁、板的大横肋钢管与立杆交会处全部采用双扣件,其余下部纵横杆用单扣件。
三、现浇梁、板的支模架理论计算与分析
高支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。
因本工程梁支架高度大于4米,根据有关文献建议,如果仅按规范计算,架体安全性仍不能得到完全保证。
为此计算中还参考了《施工技术》2002(3):
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
梁段:
KL2。
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):
0.77;
混凝土板厚度(mm):
0.12;
立杆纵距(沿梁跨度方向间距)La(m):
1.00;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
0.10;
脚手架步距(m):
1.60;
梁支撑架搭设高度H(m):
4.60;
梁两侧立柱间距(m):
0.80;
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):
0.90;
采用的钢管类型为Φ48×3.50;
扣件连接方式:
单扣件,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:
胶合面板;
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):
9500.0;
面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):
13.0;
4.梁底模板参数
梁底模板支撑的间距(mm):
300.0;
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):
300;
穿梁螺栓直径(mm):
M12;
主楞龙骨材料:
木楞,,宽度60mm,高度80mm;
主楞龙骨材料:
木楞,,宽度40mm,高度60mm;
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=1.2×0.50×18.00×0.90=9.72kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值:
q2=1.4×0.50×2.00×0.90=1.26kN/m;
q=q1+q2=9.720+1.260=10.980kN/m;
计算跨度(内楞间距):
l=300.00mm;
面板的最大弯距M=0.1×10.98×300.002=9.88×104N.mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=9.88×104/2.70×104=3.660N/mm2;
面板的抗弯强度设计值:
[f]=13.000N/mm2;
面板的受弯应力计算值σ=3.660N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[f]=13.000N/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=9500.00N/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/(100×9500.00×2.43×105)=0.214mm;
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=0.214mm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=(1.2×18.000×0.90+1.4×2.000×0.90)×0.300/1=6.59kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距):
l=500mm;
内楞的最大弯距:
M=0.1×6.59×500.002=1.65×105N.mm;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=1.65×105/2.40×104=6.863N/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=6.863N/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=18.00×0.30/1=5.40N/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=0.677×5.40×500.004/(100×10000.00×7.20×105)=0.317mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ω]=2.000mm;
内楞的最大挠度计算值ω=0.317mm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=(1.2×18.00×0.90+1.4×2.00×0.90)×0.50×0.30/1=3.29kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距):
l=300mm;
外楞的最大弯距:
M=0.175×3294.000×300.000=1.73×105N.mm
经计算得到,外楞的受弯应力计算值:
σ=1.73×105/6.40×104=2.702N/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=2.702N/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=18.00×0.50×0.30/1=2.70KN;
l--计算跨度(拉螺栓间距):
l=300.00mm;
I--面板的截面惯性矩:
I=2.56×106mm4;
外楞的最大挠度计算值:
ω=1.146×2.70×103×300.003/(100×10000.00×2.56×106)=0.033mm;
外楞的最大容许挠度值:
[ω]=1.200mm;
外楞的最大挠度计算值ω=0.033mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=1.200mm,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=18.000×0.500×0.300×2=5.400kN。
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=5.400kN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=1000.00×18.00×18.00/6=5.40×104mm3;
I=1000.00×18.00×18.00×18.00/12=4.86×105mm4;
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=250.00mm;
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)×1.00×0.85×0.90=23.41kN/m;
模板结构自重荷载:
q2:
1.2×0.35×1.00×0.90=0.38kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载设计值:
q3:
1.4×2.00×1.00×0.90=2.52kN/m;
q=q1+q2+q3=23.41+0.38+2.52=26.31kN/m;
跨中弯矩计算公式如下:
Mmax=1/8×26.307×0.2502=0.206kN.m;
σ=0.206×106/5.40×104=3.806N/mm2;
梁底模面板计算应力σ=3.806N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=13.000N/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)×0.850+0.35)×1.00=22.03N/mm;
l--计算跨度(梁底支撑间距):
l=250.00mm;
E--面板的弹性模量:
E=9500.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:
[ω]=250.00/250=1.000mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=5×22.025×250.04/(384×9500.0×4.86×105)=0.243mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.243mm小于面板的最大允许挠度值:
[ω]=250.0/250=1.000mm,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)×0.850×1.000=21.675kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×1.000×(2×0.850+0.250)/0.250=2.730kN/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=(2.500+2.000)×0.250×1.000=1.125kN;
2.钢管的支撑力验算
均布荷载q=1.2×21.675+1.2×2.730=29.286kN/m;
集中荷载P=1.4×1.125=1.575kN;
钢管计算简图
经过计算得到从左到右各钢管传递集中力[即支座力]分别为:
N1=4.511kN;
N2=4.511kN;
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计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载q=4.511/1.000=4.511kN/m;
最大弯距M=0.1ql2=0.1×4.511×1.000×1.000=0.451kN.m;
最大应力σ=M/W=0.451×106/5080.0=88.804N/mm2;
抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2;
钢管的最大应力计算值88.804N/mm2大于钢管抗弯强度设计值13.0N/mm2,不满足要求!
建议增大钢管截面尺寸,或减少立杆跨度方向间距。
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=0.6×4.511×1.000=2.707kN;
圆木的截面面积矩S=0.785×50.00×50.00=1962.50N/mm2;
圆木方受剪应力计算值T=2.71×1962.50/(12.19×50.00)=8.72N/mm2;
钢管抗剪强度设计值[T]=1.700N/mm2;
钢管的受剪应力计算值8.715N/mm2大于钢管抗剪强度设计值1.700N/mm2,不满足要求!
建议增大钢管截面尺寸,或减少立杆跨度方向间距。
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:
钢管最大挠度计算值ω=0.677×3.759×1000.0004/(100×20600.000×12.190×104)=10.135mm;
钢管的最大允许挠度[ω]=1.000×1000/250=4.000mm;
钢管的最大挠度计算ω=10.135mm大于钢管的最大允许挠度[ω]=4.000mm,不满足要求!
建议增大钢管截面尺寸,或减少立杆跨度方向间距。
3.支撑钢管的强度验算
支撑钢管按照简支梁的计算如下
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=4.511kN;
最大弯矩Mmax=1.241kN.m;
最大挠度计算值Vmax=3.330mm;
支撑钢管的最大应力σ=1.241×106/5080.0=244.211N/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244.211N/mm2大于支撑钢管的抗压设计强度205.0N/mm2,不满足要求!
建议增加梁底支撑根数。
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8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
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=4.51kN;
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
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=4.511kN;
脚手架钢管的自重:
N2=1.2×0.125×4.600=0.689kN;
楼板的混凝土模板的自重:
N3=1.2×(0.90/2+(0.80-0.25)/2)×1.00×0.35=0.305kN;
楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=1.2×(0.90/2+(0.80-0.25)/2)×1.00×0.120×(1.50+24.00)=2.662
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