模板支撑体系.docx
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模板支撑体系
模板支撑体系作业指导书
模板工程是砼结构外观质量好坏的重要保证,在地下结构施工中也是投入较大的一部分,模板支撑系统的选择正确与否直接影响施工进度及工程质量,模板方案的选择和考虑的出发点是工程的质量及进度,在此基础上进行综合性经济成本分析,为达到满足工程需要,减少周转材料投入,降低工程成本的目的,从六个方面阐述并附模板支撑体系计算书。
(1)剪力墙模板
1)筒体剪力墙模板采用双面镀膜防水胶合板配制,墙体400~600厚的模板竖楞采用50100木枋,纵向间距为300mm,横楞采用483.5钢管,横向间距为500mm。
模板支撑采用普通钢管脚手架,并采用普通钢管做斜撑。
为了保证模板的侧向刚度,内外模板之间加设φ14mm对拉双帽螺杆,为使对拉螺杆重复使用,对拉螺杆外套16硬质塑料管,对拉螺杆的纵向间距500mm,水横向间距450mm。
详见塔楼筒体剪力墙模板支模示意图
(一)
筒体剪力墙模板采用双面镀膜防水胶合板配制,墙体200~300厚的模板竖楞采用50100木枋,纵向间距为400mm,横楞采用483.5钢管,横向间距为550mm。
模板支撑采用普通钢管脚手架,并采用普通钢管做斜撑。
为了保证模板的侧向刚度,内外模板之间加设φ12mm对拉双帽螺杆,为使对拉螺杆重复使用,对拉螺杆外套14硬质塑料管,对拉螺杆的纵向间距550mm,横向间距500mm。
详见塔楼筒体剪力墙模板支模示意图
(一)中圆括号内的数值
2)塔楼区内筒体剪力墙模板配备一套,从地下室开始使用,然后周转到主体结构筒体剪力墙。
3)模板支设前,所有剪力墙的钢筋绑扎完成并验收通过,安装工程在墙体内的预埋管线埋设完毕,且验收通过。
4)裙楼区内墙剪力墙模板
内墙模板采用双面镀膜防水胶合板配制,模板竖楞采用50100木枋,横向间距为400mm,横楞采用483.5钢管,纵向间距为500mm。
模板支撑采用普通钢管脚手架,并采用普通钢管做斜撑。
为了保证模板的侧向刚度,内外模板之间加设φ12mm@500对拉双帽螺杆,为使对拉螺杆重复使用,除人防部分不能用塑料管直接用对拉螺杆外,其它对拉螺杆外套14硬质塑料管,对拉螺杆的双向间距500mm。
详见下图内墙支模示意图
(2)地下室楼层梁板模板及其支撑
1)梁板模板均采用1900×915×18双面镀膜防水胶合板,与日前建筑市场上普遍采用的普通胶合板相比,具有防水性能好,拆模后砼构件外表光洁,能有效提高梁板构件外观质量的突出特点。
2)梁板模板支设时先测定标高,搭设满堂脚手架,然后铺设梁底模,根据楼层上弹出的梁线进行平面位置校正、固定。
较浅的梁支好侧模,而较深的梁先绑扎梁钢筋,再支侧模,然后支平台模板和柱、梁、板交接处的节点模。
最后交工序验收进行下一工序施工。
3)若梁高H<600时,梁侧模仅设斜撑,不设对拉螺杆;若梁高600 4)梁板模板拼缝应密实平整,梁模板的截面尺寸误差应符合规范要求,同时在拼缝处贴胶带纸,防止漏浆。 5)梁板模板支撑采用Φ48,δ=3.5普通钢管和扣件。 附图表: 梁、板模板支设示意图 (3)楼层顶板模板 楼层顶板模板采用双面镀膜防水胶合板配制,模板横楞采用50100木枋,间距为400,顶板模安装支设前应先搭设满堂钢管脚手架做为支撑,为考虑到多层板的接缝,在接缝处必须用50*100的木方,以便于接缝固定。 按混凝土结构工程施工及验收规范规定GB50204-92的要求,现浇钢筋混凝土板,当跨度等于或大于4000时,模板须起拱,起拱的高度为全跨长度的1/1000~3/1000,因此顶板模支设时应考虑起拱要求。 满堂钢管脚手架立杆支撑距墙边300左右,立杆的横、纵向间距为1000,横杆在距地面250设置扫地杆一道,然后按1200间距往上布设横杆。 顶板模支设见下图: (4)地下室柱子模板 1)地下室圆柱模板使用定型圆钢模,每根圆钢模根据柱子直径的大小制作成不同的块数,当Φ=1500时,每根柱子的钢模制作为1/4圆形四片,钢模的高度分为600,400,300三种模数,当Φ=850、800的钢模分为500、400二种高度,为半圆形两片,当R=950的阴角钢模分400和300二种高度,配制时根据高度来分配块数。 钢模配制如下图所示: 钢模支设如下图: 2)地下室方柱和异形柱采用1900×915×18双面镀膜防水胶合板。 附图表: 方柱模板支设示意图 3)定型钢模安装时,直接用塔吊将钢模吊装到所要拼装的位置,然后就位拼装,并用插销将相临的钢模连接固定。 4)地下室每根圆柱子均配备一套定型钢模,地下室方柱和异形柱模也配备一套。 (5)地下室楼梯模板 1)楼梯模板采用1900×915×18双面镀膜防水胶合板进行拼装。 2)楼梯模板采用先进的封闭式模板支设方法。 3)楼梯底板采取胶合板,踏步侧板及挡板采用50厚木板。 踏步面采用双面防水胶合板封闭以使混凝土浇捣后踏步尺寸准确,棱角分明。 由于浇混凝土时将产生顶部模板的升力,因此,在施工时须附加对拉螺栓,将踏步顶板与底板拉结。 使其变形得到控制。 4)地下室楼梯模板配备一套,地下结构施工完成后用于地上结构的施工。 附图楼梯模板支设示意图 (6)模板拆模 1)按规范和同条件养护试块强度试压报告,确定拆模时间。 墙侧模板拆除时间控制以不损坏棱角为宜。 2)拆除后应按编号逐一归堆,便于下层施工,提高施工进度。 3)模板拆除时,不能用力过猛,过急。 拆下来的木料,钢材等要及时运走,整理;同一层模板拆除应遵循“先支的后拆,后支的先拆。 先拆除非承重部分,后拆除承重部分”的原则,脱模困难时,严禁在上口破撬,晃动大锤砸模板,可在模板底部用撬棍撬动拆模。 拆除的模板面应刷隔离效果好且不污染钢筋的隔离剂。 且按规格分类堆放整齐,以利再用。 剪力墙模板计算书 一、墙模板基本参数 墙模板的背部支撑由两层龙骨(木楞或钢楞)组成,直接支撑模板的龙骨为次龙骨,即内龙骨; 用以支撑内层龙骨为外龙骨,即外龙骨组装成墙体模板时,通过穿墙螺栓将墙体两片模板拉结, 每个穿墙螺栓成为外龙骨的支点。 模板面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。 内楞采用方木,截面50×100mm,每道内楞1根方木,间距300mm。 外楞采用圆钢管φ48×3.5,每道外楞1根钢楞,间距500mm。 穿墙螺栓水平距离450mm,穿墙螺栓竖向距离500mm,直径14mm。 墙模板组装示意图 二、墙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;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=40.540kN/m2 实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=40.550kN/m2 倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6.000kN/m2。 三、墙模板面板的计 面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。 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.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——面板的净截面抵抗矩,W=50.00×1.80×1.80/6=27.00cm3; [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,它包括: 新浇混凝土侧压力设计值,q1=1.2×0.50×40.55=24.33kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值,q2=1.4×0.50×6.00=4.20kN/m; l——计算跨度(内楞间距),l=300mm; 面板的强度设计值[f]=15.000N/mm2; 经计算得到,面板的强度计算值9.510N/mm2; 面板的强度验算<[f],满足要求! 2.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=20.28N/mm; l——计算跨度(内楞间距),l=300mm; E——面板的弹性模量,E=6000N/mm2; I——面板的截面惯性矩,I=50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4; 面板的最大允许挠度值,[v]=1.200mm; 面板的最大挠度计算值,v=0.763mm; 面板的挠度验算v<[v],满足要求! 四、墙模板内外楞的计算 (一).内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载,通常按照均布荷载的三跨连续梁计算。 本算例中,龙骨采用木楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3; I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4; 内楞计算简图 1.内楞强度计算 =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)。 M=ql2/10 其中q——作用在内楞的荷载,q=(1.2×40.55+1.4×6.00)×0.30=17.12kN/m; l——内楞计算跨度(外楞间距),l=500mm; 内楞强度设计值[f]=13.000N/mm2; 经计算得到,内楞的强度计算值5.135N/mm2; 内楞的强度验算<[f],满足要求! 2.内楞的挠度计算 v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250 其中E——内楞的弹性模量,E=9500.00N/mm2; 内楞的最大允许挠度值,[v]=2.000mm; 内楞的最大挠度计算值,v=0.130mm; 内楞的挠度验算v<[v],满足要求! (二).外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,按照集中荷载下的三跨连续梁计算。 本算例中,外龙骨采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 外钢楞的规格: 圆钢管φ48×3.5; 外钢楞截面抵抗矩W=5.08cm3; 外钢楞截面惯性矩I=12.19cm4; 外楞计算简图 3.外楞强度计算 =M/W<[f] 其中 ——外楞强度计算值(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)。 M=0.175Pl 其中P——作用在外楞的荷载,P=(1.2×40.55+1.4×6.00)×0.45×0.50=12.84kN; l——外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距),l=450mm; 外楞强度设计值[f]=205.000N/mm2; 经计算得到,外楞的强度计算值199.022N/mm2; 外楞的强度验算<[f],满足要求! 4.外楞的挠度计算 v=1.146Pl3/100EI<[v]=l/400 其中E——外楞的弹性模量,E=210000.00N/mm2; 外楞的最大允许挠度值,[v]=1.125mm; 外楞的最大挠度计算值,v=0.372mm; 外楞的挠度验算v<[v],满足要求! 五、穿墙螺栓的计算 计算公式: N<[N]=fA 其中N——穿墙螺栓所受的拉力; A——穿墙螺栓有效面积(mm2); f——穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2; 穿墙螺栓的直径(mm): 14 穿墙螺栓有效直径(mm): 12 穿墙螺栓有效面积(mm2): A=105.000 穿墙螺栓最大容许拉力值(kN): [N]=17.850 穿墙螺栓所受的最大拉力(kN): N=9.124 穿墙螺栓强度验算满足要求! 备注: 本次仅验算300厚墙体,其他墙厚的支设用同样的方法可验证。 楼板模板、扣件钢管支架计算书 模板支架的计算参照《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4.0米。 搭设尺寸为: 立杆的纵距b=1.00米,立杆的横距l=1.00米,立杆的步距h=1.20米。 图1楼板支撑架立面简图 图2楼板支撑架荷载计算单元 采用的钢管类型为 48×3.5。 一、模板支撑方木的计算 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=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3; I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4; 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=25.000×0.120×0.300=0.900kN/m (2)模板的自重线荷载(kN/m): q2=1.500×0.300=0.450kN/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)×1.000×0.300=0.900kN 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,计算公式如下: 均布荷载q=1.2×0.900+1.2×0.450=1.620kN/m 集中荷载P=1.4×0.900=1.260kN 最大弯矩M=1.260×1.00/4+1.62×1.00×1.00/8=0.518kN.m 最大支座力N=1.260/2+1.62×1.00/2=1.440kN 截面应力 =0.518×106/83333.3=6.21N/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=1.000×1.620/2+1.260/2=1.440kN 截面抗剪强度计算值T=3×1440/(2×50×100)=0.432N/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 最大弯矩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=0.900+0.450=1.350kN/m 集中荷载P=0.900kN 最大变形v=5×1.350×1000.04/(384×9500.00×4166666.8)+900.0 ×1000.03/(48×9500.00×4166666.8)=0.918mm 方木的最大挠度小于1000.0/250,满足要求! 二、板底支撑钢管计算 支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算 集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=2.88kN 支撑钢管计算简图 支撑钢管弯矩图(kN.m) 支撑钢管变形图(mm) 支撑钢管剪力图(kN) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩Mmax=0.969kN.m 最大变形vmax=2.476mm 最大支座力Qmax=10.473kN 截面应力 =0.97×106/5080.0=190.83N/mm2 支撑钢管的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,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=10.47kN 单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件! 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。 四、模板支架荷载标准值(轴力): 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)脚手架的自重(kN): NG1=0.149×4.000=0.596kN (2)模板的自重(kN): NG2=1.500×1.000×1.000=1.500kN (3)钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3=25.000×0.120×1.000×1.000=3.000kN 经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.096kN。 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=(1.000+2.000)×1.000×1.000=3.000kN 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 五、立杆的稳定性计算: 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 其中N——立杆的轴心压力设计值(kN);N=10.32 ——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=1.58 A——立杆净截面面积(cm2);A=4.89 W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=5.08 ——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》,由公式 (1)或 (2)计算 l0=k1uh (1) l0=(h+2a) (2) k1——计算长度附加系数,取值为1.155; 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=0.00m; 公式 (1)的计算结果: =67.61N/mm2,立杆的稳定性计算 <[f],满足要求! 公式 (2)的计算结果: =28.17N/mm2,立杆的稳定性计算 <[f],满足要求! 六、楼板强度的计算: 1.计算楼板强度说明 验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取4.50m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。 宽度范围内配筋2级钢筋,配筋面积As=1620.0mm2,fy=300.0N/mm2。 板的截面尺寸为b×h=4500mm×120mm,截面有效高度h0=100mm。 按照楼板每6天浇筑一层,所以需要验算6天、12天、18天...的 承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下: 2.计算楼板混凝土6天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边4.50m,短边4.50×1.00=4.50m, 楼板计算范围内摆放5×5排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。 第2层楼板所需承受的荷载为 q=2×1.2×(1.50+25.00×0.12)+ 1×1.2×(0.60×5×5/4.50/4.50)+ 1.4×(2.00+1.00)=15.88kN/m2 计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×15.88=71.47kN/m 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax=0.0513×ql2=0.0513×71.47×4.502=74.25kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为15.00℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到6天后混凝土强度达到53.77%,C40.0混凝土强度近似等效为C21.5。 混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=10.29N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度: ξ=Asfy/bh0fcm=1620.00×300.00/(4500.00×100.00×10.29)=0.10 查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=0.104 此层楼板所能承受的最大弯矩为: M1= sbh02fcm=0.104×4500.000×100.0002×10.3×10-6=48.2kN.m 结论: 由于ΣMi=48.18=48.18 所以第6天以后的楼板楼板强度和不足以承受以上楼层传递下来的荷载。 第2层以下的模板支撑必须保存。 3.计算楼板混凝土12天的强度是否满足承载力要求 楼板计算长边4.50m,短边4.50×1.00=4.50m, 楼板计算范围内摆放5×5排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。 第3层楼板所需承受的荷载为 q=3×1.2×(1.50+25.00×0.12)+ 2×1.2×(0.60×5×5/4.50/4.50)+ 1.4×(2.00+1.00)=22.16kN/m2 计算单元板带所承受均布荷载q=4.50×22.16=99.74kN/m 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax=0.0513×ql2=0.0513×99.74×4.502=103.61kN.m 验算楼板混凝土强度的平均气温为15.00℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到12天后混凝土强度达到74.57%,C40.0混凝土强度近似等效为C29.8。 混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=14.22N/mm2 则可以得到矩形截面相对受压区高度: ξ=Asfy/bh0fcm=1620.00×300.00/(4500.00×100.00×14.22)=0.08 查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为 s=0.077 此层楼板所能承受的最大弯矩为: M2= sbh02fcm=0
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