高支模板施工方案.docx
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高支模板施工方案
湖南大厦
高支模板工程及支撑体系
专
项
施
工
方
案
编制人:
审核人:
审批人:
湖南建设工程有限公司
年月日
1.编制依据
1.1《建筑工程施工及验收规范》GB50300-2001
1.2《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
1.3《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(2002年版)JGJ130-2001
1.4施工图纸:
湖南省建筑设计院院2009年10月出图
1.5施工组织设计:
2009年11月施工组织设计。
2.工程概况
2.11.湖南商会大厦位于长沙市天心区芙蓉南路与新中路交界处,南临华银园小区,北临中江国际花城,东接韶山南路,西临芙蓉路。
项目一期开发建设的湖南商会大厦位于西南角,集大型商业用房、办公为一体,总建筑面积约8.5万㎡,地下两层,地上28层,建设总高度为99.95m,地下室一层车库和设备用房层为4.8米,地下室二层车库和人防工程层高3.2米;地上裙楼一层商场层高4.5米,二层商场层高4.2米,三层商业餐饮导4.2米,四层商业娱乐层高4.8米;五层办公层高3.8米,六层~二十七层办公层高3.3米,顶层办公层高5.4米。
2.本工程一~三层楼板,二层局部位置无楼板,一~三层无楼板位置楼板距离为8m,采用高支模架搭设。
以下为无楼板位置范围:
东裙楼8~11线与F~H轴21.05mx12.9m;西裙楼A~B轴与1~4线25.2mx2.7m,A~D轴与1~3线22.5mx12.9m,D~E轴与1~2线8.4mx3.6m,1~3线与D~E轴8.4mx3.6m,E~G轴与2~3线16.8mx3.6m,F~G轴与2~3线5.7mx2.7m,F~G轴与3~6线2.7mx33.6m。
本工程地下室一~二层北向车道采用高支模架搭设,位置范围:
4~7线与G~J轴6mx25.2m.(高支模范围详2-1图)
3.模板工程
3.1楼板模板
楼板材料采用竹胶合模板,楼板采用钢管满堂脚手架支撑,脚手架上设可调支撑头,脚手架间距为800×800mm,步距不大于1300mm,第一道设于离地面200mm高处,最上面一道设于离楼板下口不大于450mm处;用φ48钢管作主龙骨,60×80mm木方作背衬,10mm厚竹胶板作为顶板模板。
主龙骨间距不大于800mm,背衬间距不大于300mm。
3.2梁模板
梁底模和梁侧模采用15mm厚木模板和60×80mm木枋在木工加工场地拼装,梁宽度300mm以内梁底模木档2根,300-600mm木档3根,600-800mm木档4根;梁侧模根据梁高度木档间距按不大于500mm设置。
高度超过700mm的梁,设穿梁对拉螺杆,800--1000mm的梁在中间设一排对拉螺杆,高度大于1000的梁按对拉螺杆间距小于600mm设置,对拉螺杆水平间距为500mm,采用M16对拉螺杆。
梁底横向支撑间距300mm。
3.3独立柱模板
柱模板采用塑料模板,独立柱采用分两段浇注,第一段浇注4m,第二段浇注至楼板底。
独立柱模板内楞采用60x80mm木方,间距为250mm;外楞采用双7[槽钢水平设置,间距为400mm;柱中预埋φ18PVC管以利于螺杆重复利用,对拉螺杆采用M16,间距400x400mm。
3.4模板工程验算
3.4.1柱模板
一、柱模板基本参数
柱模板的截面宽度B=1600mm,B方向对拉螺栓3道,
柱模板的截面高度H=800mm,H方向对拉螺栓2道,
柱模板的计算高度L=4000mm,
柱箍间距计算跨度d=400mm。
柱箍采用双槽钢[7号槽钢。
柱模板竖楞截面宽度60mm,高度80mm。
B方向竖楞7根,H方向竖楞4根。
面板厚度15mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm4。
木方剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm4。
柱模板支撑计算简图
二、柱模板荷载标准值计算
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设计值;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
其中
c——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5.700h;
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4.000m;
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=40.440kN/m2
考虑结构的重要性系数0.9,实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=0.9×44.944=40.450kN/m2
考虑结构的重要性系数0.9,倒混凝土时产生的荷载标准值F2=0.9×4.444=4.000kN/m2。
三、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连续梁计算,计算如下
面板计算简图
面板的计算宽度取柱箍间距0.40m。
荷载计算值q=1.2×40.450×0.400+1.40×4.000×0.400=21.656kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=40.00×1.50×1.50/6=15.00cm3;
I=40.00×1.50×1.50×1.50/12=11.25cm4;
(1)抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的净截面抵抗矩;
[f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100×(1.20×16.180+1.4×1.600)×0.257×0.257=0.143kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.143×1000×1000/15000=9.511N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600×(1.20×16.180+1.4×1.600)×0.257=3.335kN
截面抗剪强度计算值T=3×3335.0/(2×400.000×15.000)=0.834N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×16.180×2574/(100×6000×112500)=0.704mm
面板的最大挠度小于256.7/250,满足要求!
四、竖楞木方的计算
竖楞木方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
竖楞木方计算简图
竖楞木方的计算宽度取BH两方向最大间距0.257m。
荷载计算值q=1.2×40.450×0.257+1.40×4.000×0.257=13.896kN/m
按照三跨连续梁计算,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=5.558/0.400=13.896kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×13.896×0.40×0.40=0.222kN.m
最大剪力Q=0.6×0.400×13.896=3.335kN
最大支座力N=1.1×0.400×13.896=6.114kN
截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.90×7.90×7.90/6=61.37cm3;
I=5.90×7.90×7.90×7.90/12=242.41cm4;
(1)抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.222×106/61369.8=3.62N/mm2
抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
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]
截面抗剪强度计算值T=3×3335/(2×59×79)=1.073N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
抗剪强度计算满足要求!
(3)挠度计算
最大变形v=0.677×10.382×400.04/(100×9000.00×2424108.5)=0.082mm
最大挠度小于400.0/250,满足要求!
五、B方向柱箍的计算
竖楞木方传递到柱箍的集中荷载P:
P=(1.2×40.45+1.40×4.00)×0.257×0.400=5.56kN
B柱箍按照集中荷载下多跨连续梁计算。
B柱箍计算简图
B柱箍弯矩图(kN.m)
B柱箍剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
B柱箍变形计算受力图
B柱箍变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.508kN.m
经过计算得到最大支座F=10.691kN
经过计算得到最大变形V=0.025mm
B柱箍的截面力学参数为
截面抵抗矩W=32.24cm3;
截面惯性矩I=101.58cm4;
(1)B柱箍抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.508×106/1.05/32240.0=15.01N/mm2
B柱箍的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!
(2)B柱箍挠度计算
最大变形v=0.025mm
B柱箍的最大挠度小于510.0/400,满足要求!
六、B方向对拉螺栓的计算
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):
16
对拉螺栓有效直径(mm):
14
对拉螺栓有效面积(mm2):
A=144.000
对拉螺栓最大容许拉力值(kN):
[N]=24.480
对拉螺栓所受的最大拉力(kN):
N=10.691
对拉螺栓强度验算满足要求!
七、H方向柱箍的计算
竖楞木方传递到柱箍的集中荷载P:
P=(1.2×40.45+1.40×4.00)×0.247×0.400=5.34kN
H柱箍按照集中荷载下多跨连续梁计算。
H柱箍计算简图
H柱箍弯矩图(kN.m)
H柱箍剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
H柱箍变形计算受力图
H柱箍变形图(mm)
经过计算得到最大弯矩M=0.196kN.m
经过计算得到最大支座F=6.612kN
经过计算得到最大变形V=0.007mm
H柱箍的截面力学参数为
截面抵抗矩W=32.24cm3;
截面惯性矩I=101.58cm4;
(1)H柱箍抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.196×106/1.05/32240.0=5.79N/mm2
H柱箍的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!
(2)H柱箍挠度计算
最大变形v=0.007mm
H柱箍的最大挠度小于376.7/400,满足要求!
八、H方向对拉螺栓的计算
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):
16
对拉螺栓有效直径(mm):
14
对拉螺栓有效面积(mm2):
A=144.000
对拉螺栓最大容许拉力值(kN):
[N]=24.480
对拉螺栓所受的最大拉力(kN):
N=6.612
对拉螺栓强度验算满足要求!
3.4.2梁模板验算
一、梁模板基本参数
梁截面宽度B=300mm,
梁截面高度H=800mm,
H方向对拉螺栓1道,对拉螺栓直径16mm,
对拉螺栓在垂直于梁截面方向距离(即计算跨度)500mm。
梁模板使用的木方截面60×80mm,
梁模板截面侧面木方距离250mm。
梁底模面板厚度h=15mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。
梁侧模面板厚度h=15mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。
二、梁模板荷载标准值计算
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设计值;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
其中
c——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5.700h;
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0.800m;
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=19.200kN/m2
考虑结构的重要性系数0.9,实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=0.9×21.333=19.200kN/m2
考虑结构的重要性系数0.9,倒混凝土时产生的荷载标准值F2=0.9×4.444=4.000kN/m2。
三、梁底模板木楞计算
梁底木方的计算在脚手架梁底支撑计算中已经包含!
四、梁模板侧模计算
面板直接承受模板传递的荷载,应该按照均布荷载下的连续梁计算,计算如下
作用在梁侧模板的均布荷载q=(1.2×19.20+1.40×4.00)×0.80=22.912N/mm
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=80.00×1.50×1.50/6=30.00cm3;
I=80.00×1.50×1.50×1.50/12=22.50cm4;
(1)抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的净截面抵抗矩;
[f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100×(1.20×15.360+1.4×3.200)×0.250×0.250=0.143kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.143×1000×1000/30000=4.773N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600×(1.20×15.360+1.4×3.200)×0.250=3.437kN
截面抗剪强度计算值T=3×3437.0/(2×800.000×15.000)=0.430N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×15.360×2504/(100×6000×225000)=0.301mm
面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!
五、穿梁螺栓计算
计算公式:
N<[N]=fA
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170N/mm2;
穿梁螺栓承受最大拉力N=(1.2×19.20+1.40×4.00)×0.80×0.50/1=11.46kN
穿梁螺栓直径为16mm;
穿梁螺栓有效直径为13.6mm;
穿梁螺栓有效面积为A=144.000mm2;
穿梁螺栓最大容许拉力值为[N]=24.480kN;
穿梁螺栓承受拉力最大值为N=11.456kN;
穿梁螺栓的布置距离为侧龙骨的计算间距500mm。
每个截面布置1道穿梁螺栓。
穿梁螺栓强度满足要求!
3.4.3梁模板支撑验算
计算参数:
模板支架搭设高度为8.0m,
梁截面B×D=300mm×800mm,立杆的纵距(跨度方向)l=0.80m,立杆的步距h=1.30m,
梁底增加0道承重立杆。
面板厚度15mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15.0N/mm2,弹性模量6000.0N/mm4。
木方60×80mm,剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13.0N/mm2,弹性模量9000.0N/mm4。
梁两侧立杆间距0.80m。
梁底按照均匀布置承重杆2根计算。
模板自重0.50kN/m2,混凝土钢筋自重25.10kN/m3,施工活荷载5.00kN/m2。
梁两侧的楼板厚度0.18m,梁两侧的楼板计算长度0.70m。
扣件计算折减系数取0.80。
图1梁模板支撑架立面简图
计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。
集中力大小为F=1.20×25.100×0.180×0.700×0.300=1.139kN。
采用的钢管类型为
48×3.0。
一、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.100×0.800×0.300=6.024kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.500×0.300×(2×0.800+0.300)/0.300=0.950kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值P1=(1.000+4.000)×0.300×0.300=0.450kN
均布荷载q=1.20×6.024+1.20×0.950=8.369kN/m
集中荷载P=1.40×0.450=0.630kN
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=30.00×1.50×1.50/6=11.25cm3;
I=30.00×1.50×1.50×1.50/12=8.44cm4;
计算简图
弯矩图(kN.m)
剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
变形计算受力图
变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=0.471kN
N2=2.199kN
N3=0.471kN
最大弯矩M=0.023kN.m
最大变形V=0.037mm
(1)抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.023×1000×1000/11250=2.044N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f],取15.00N/mm2;
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
截面抗剪强度计算值T=3×784.0/(2×300.000×15.000)=0.261N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
(3)挠度计算
面板最大挠度计算值v=0.037mm
面板的最大挠度小于150.0/250,满足要求!
二、梁底支撑木方的计算
(一)梁底木方计算
按照三跨连续梁计算,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=2.199/0.300=7.331kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×7.33×0.30×0.30=0.066kN.m
最大剪力Q=0.6×0.300×7.331=1.319kN
最大支座力N=1.1×0.300×7.331=2.419kN
木方的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=6.00×8.00×8.00/6=64.00cm3;
I=6.00×8.00×8.00×8.00/12=256.00cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.066×106/64000.0=1.03N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算[可以不计算]
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]
截面抗剪强度计算值T=3×1319/(2×60×80)=0.412N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
均布荷载通过上面变形受力图计算的最大支座力除以跨度得到4.359kN/m
最大变形v=0.677×4.359×300.04/(100×9000.00×2560000.0)=0.010mm
木方的最大挠度小于300.0/250,满足要求!
三、梁底支撑钢管计算
(一)梁底支撑横向钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管剪力图(kN)
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,受力图与计算结果如下:
支撑钢管变形计算受力图
支撑钢管变形图(mm)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.780kN.m
最大变形vmax=1.
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