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模板
模板工程施工方案
1、工程概况
1.1、中塘示范小城镇农民安置用房项目东5、6-2标段工程;属于剪力墙结构;本工程由东6地块1#、2#、3#、4#、5#、7#、配建1、2#楼及东5地块18#、20#、21#、22#、23#、24#、25#、26#、配建3、4#楼组成,其中26层4栋,建筑高度:
81.2m;17层8栋,建筑高度:
54.4m;11层2栋,建筑高度:
37m。
标准层层高:
2.9m;总建筑面积:
99657㎡;
1.2、本工程由天津泰达中塘投资有限公司投资建设,天津市建筑设计院设计,天津津新岩土工程有限公司地质勘察,北京铁研建设监理有限责任公司监理,中国铁建大桥工程局安哥拉分公司组织施工。
2、模板设计
本工程所用木模板配钢支撑,木模板要求规格统一;支模用木方尺寸要标准;扣件要求无损伤开裂;锈蚀严重,有弯曲、裂缝,壁厚不符合要求的钢管禁止在工程中使用。
模板均采木模板及扣件钢管(φ48×3.0mm)脚手架支撑。
所有模板四角接缝处,均在模板侧面粘贴海绵条并在模板连接时夹紧,板底木模板接缝处,用胶带连接,以防漏浆。
采用木模板施工,其板面光洁,硬度好,周转次数较高,混凝土成型质量好。
采用扣件式脚手架早拆支撑体系,具有多功能,效率高,承载力大、安装可靠,便于管理等特点。
支撑系统用以梁为主的双排落地钢管架。
板的支撑采用满堂钢管脚手架,与梁支撑有机结合。
支撑的间距按计算确定。
模板可分片制作,吊装就位组成整体,模板如模数不符应配以木模。
模板支设中应控制模板表面的标高和平整度,并要求拼缝严密。
通过模板设计,确定模板系统的主要尺寸。
3、剪力墙、柱模板设计
混凝土墙采用木模板,木模板采用背肋间距为400mm的40×80mm木方,支撑体系采用双钢管扣件加φ12~φ14的带防水片的对拉螺杆,对拉螺杆水平间距不大于600mm,竖直方向不大于500mm。
以200mm厚墙高度3m为例计算:
3.1、参数信息
3.1.1.基本参数
次楞(内龙骨)间距(mm):
250;穿墙螺栓水平间距(mm):
500;
主楞(外龙骨)间距(mm):
500;穿墙螺栓竖向间距(mm):
500;
对拉螺栓直径(mm):
M14;
3.1.2.主楞信息
龙骨材料:
钢楞;截面类型:
圆钢管48×3.0;
钢楞截面惯性矩I(cm4):
12.19;钢楞截面抵抗矩W(cm3):
5.08;
主楞肢数:
2;
3.1.3.次楞信息
龙骨材料:
木楞;次楞肢数:
2;
宽度(mm):
40.00;高度(mm):
80.00;
3.1.4.面板参数
面板类型:
胶合面板;面板厚度(mm):
13.00;
面板弹性模量(N/mm2):
9500.00;面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):
13.00;
面板抗剪强度设计值(N/mm2):
1.50;
3.1.5.木方和钢楞
方木抗弯强度设计值fc(N/mm2):
13.00;方木弹性模量E(N/mm2):
9500.00;
方木抗剪强度设计值ft(N/mm2):
1.50;钢楞弹性模量E(N/mm2):
206000.00;
钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):
205.00;
墙模板设计简图
3.2、墙模板荷载标准值计算
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2.500m/h;
H--模板计算高度,取3.000m;
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0.850。
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;
分别计算得48.659kN/m2、72.000kN/m2,取较小值48.659kN/m2作为本工程计算荷载。
计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=48.659kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=3kN/m2。
3.3、墙模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
按规范规定,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
3.3.1.抗弯强度验算
跨中弯矩计算公式如下:
其中,M--面板计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(内楞间距):
l=250.0mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×48.66×0.50×0.90=26.276kN/m;
其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×3.00×0.50×0.90=1.890kN/m;
q=q1+q2=26.276+1.890=28.166kN/m;
面板的最大弯距:
M=0.1×28.166×250.0×250.0=1.76×105N.mm;
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
其中,σ--面板承受的应力(N/mm2);
M--面板计算最大弯距(N.mm);
W--面板的截面抵抗矩:
b:
面板截面宽度,h:
面板截面厚度;
W=500×15.0×15.0/6=1.88×104mm3;
f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:
σ=M/W=1.76×105/1.88×104=9.389N/mm2;
面板截面的最大应力计算值σ=9.389N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
3.3.2.抗剪强度验算
计算公式如下:
其中,∨--面板计算最大剪力(N);
l--计算跨度(竖楞间距):
l=250.0mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×48.66×0.50×0.90=26.276kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×3.00×0.50×0.90=1.890kN/m;
q=q1+q2=26.276+1.890=28.166kN/m;
面板的最大剪力:
∨=0.6×28.166×250.0=4224.879N;
截面抗剪强度必须满足:
其中,Τ--面板截面的最大受剪应力(N/mm2);
∨--面板计算最大剪力(N):
∨=4224.879N;
b--构件的截面宽度(mm):
b=500mm;
hn--面板厚度(mm):
hn=15.0mm;
fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=13.000N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值:
T=3×4224.879/(2×500×15.0)=0.845N/mm2;
面板截面抗剪强度设计值:
[fv]=1.500N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值T=0.845N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[T]=1.5N/mm2,满足要求!
3.3.3.挠度验算
根据规范,刚度验算采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用。
挠度计算公式如下:
其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载:
q=48.66×0.5=24.33N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
l=250mm;
E--面板的弹性模量:
E=9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=50×1.5×1.5×1.5/12=14.06cm4;
面板的最大允许挠度值:
[ω]=1mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.677×24.33×2504/(100×9500×1.41×105)=0.482mm;
面板的最大挠度计算值:
ω=0.482mm小于等于面板的最大允许挠度值[ω]=1mm,满足要求!
3.4、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,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,内龙骨采用木楞,宽度40mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=40×80×80/6=42.67cm3;
I=40×80×80×80/12=170.67cm4;
内楞计算简图
3.4.1.内楞的抗弯强度验算
内楞跨中最大弯矩按下式计算:
其中,M--内楞跨中计算最大弯距(N.mm);
l--计算跨度(外楞间距):
l=500.0mm;
q--作用在内楞上的线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×48.66×0.25×0.90=13.138kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×3.00×0.25×0.90=0.945kN/m,
其中,0.90为折减系数。
q=(13.138+0.945)/2=7.041kN/m;
内楞的最大弯距:
M=0.1×7.041×500.0×500.0=1.76×105N.mm;
内楞的抗弯强度应满足下式:
其中,σ--内楞承受的应力(N/mm2);
M--内楞计算最大弯距(N.mm);
W--内楞的截面抵抗矩(mm3),W=4.27×104;
f--内楞的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2;
内楞的最大应力计算值:
σ=1.76×105/4.27×104=4.126N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值:
[f]=13N/mm2;
内楞的最大应力计算值σ=4.126N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
3.4.2.内楞的抗剪强度验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
其中,V-内楞承受的最大剪力;
l--计算跨度(外楞间距):
l=500.0mm;
q--作用在内楞上的线荷载,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2×48.66×0.25×0.90=13.138kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4×3.00×0.25×0.90=0.945kN/m,
其中,0.90为折减系数。
q=(q1+q2)/2=(13.138+0.945)/2=7.041kN/m;
内楞的最大剪力:
∨=0.6×7.041×500.0=2112.440N;
截面抗剪强度必须满足下式:
其中,τ--内楞的截面的最大受剪应力(N/mm2);
∨--内楞计算最大剪力(N):
∨=2112.440N;
b--内楞的截面宽度(mm):
b=40.0mm;
hn--内楞的截面高度(mm):
hn=80.0mm;
fv--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):
τ=1.500N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值:
fv=3×2112.440/(2×40.0×80.0)=0.990N/mm2;
内楞截面的抗剪强度设计值:
[fv]=1.500N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值τ=0.99N/mm2小于内楞截面的抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.4.3.内楞的挠度验算
根据《建筑施工计算手册》,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑振动荷载作用。
挠度验算公式如下:
其中,ω--内楞的最大挠度(mm);
q--作用在内楞上的线荷载(kN/m):
q=48.66×0.25/2=6.08kN/m;
l--计算跨度(外楞间距):
l=500.0mm;
E--内楞弹性模量(N/mm2):
E=9500.00N/mm2;
I--内楞截面惯性矩(mm4),I=1.71×106;
内楞的最大挠度计算值:
ω=0.677×12.16/2×5004/(100×9500×1.71×106)=0.159mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ω]=2mm;
内楞的最大挠度计算值ω=0.159mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=2mm,满足要求!
(二).外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,外龙骨采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面类型为圆钢管48×3.0;
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
3.4.4.外楞抗弯强度验算
外楞跨中弯矩计算公式:
其中,作用在外楞的荷载:
P=(1.2×48.66+1.4×3)×0.25×0.5/2=3.52kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):
l=500mm;
外楞最大弯矩:
M=0.175×3520.73×500.00=3.08×105N/mm;
强度验算公式:
其中,σ--外楞的最大应力计算值(N/mm2)
M--外楞的最大弯距(N.mm);M=3.08×105N/mm
W--外楞的净截面抵抗矩;W=5.08×103mm3;
[f]--外楞的强度设计值(N/mm2),[f]=205.000N/mm2;
外楞的最大应力计算值:
σ=3.08×105/5.08×103=60.643N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值:
[f]=205N/mm2;
外楞的最大应力计算值σ=60.643N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
3.4.5.外楞的抗剪强度验算
公式如下:
其中,P--作用在外楞的荷载:
P=(1.2×48.66+1.4×3)×0.25×0.5/2=3.521kN;
l--计算跨度(水平螺栓间距间距):
l=500.0mm;
∨--外楞计算最大剪力(N);
外楞的最大剪力:
∨=0.65×3520.733=1.14×103N;
外楞截面抗剪强度必须满足:
其中,τ--外楞截面的受剪应力计算值(N/mm2);
∨--外楞计算最大剪力(N):
∨=1.14×103N;
b--外楞的截面宽度(mm):
b=80.0mm;
hn--外楞的截面高度(mm):
hn=100.0mm;
fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2):
fv=1.500N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值:
τ=3×1.14×103/(2×80.0×100.0)=0.215N/mm2;
外楞的截面抗剪强度设计值:
[fv]=1.500N/mm2;
外楞截面的抗剪强度设计值:
[fv]=1.5N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值τ=0.215N/mm2小于外楞截面的抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2,满足要求!
3.4.6.外楞的挠度验算
根据《建筑施工计算手册》,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑振动荷载作用。
挠度验算公式如下:
其中,P--内楞作用在支座上的荷载(kN/m):
P=48.66×0.25×0.50/2=3.04kN/m;
ω--外楞最大挠度(mm);
l--计算跨度(水平螺栓间距):
l=500.0mm;
E--外楞弹性模量(N/mm2):
E=206000.00N/mm2;
I--外楞截面惯性矩(mm4),I=1.22×105;
外楞的最大挠度计算值:
ω=1.146×6.08×100/2×5003/(100×206000×1.22×105)=0.173mm;
外楞的最大容许挠度值:
[ω]=2mm;
外楞的最大挠度计算值ω=0.173mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=2mm,满足要求!
3.5、穿墙螺栓的计算
计算公式如下:
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;
查表得:
穿墙螺栓的型号:
M14;
穿墙螺栓有效直径:
11.55mm;
穿墙螺栓有效面积:
A=105mm2;
穿墙螺栓最大容许拉力值:
[N]=1.70×105×1.05×10-4=17.85kN;
穿墙螺栓所受的最大拉力:
N=48.659×0.5×0.5=12.165kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力N=12.165kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=17.85kN,满足要求!
4、现浇楼板模板设计:
本工程现浇楼板采用木模板进行模板设计。
现浇楼板采用现场散装散拆的施工方法,满堂钢管支撑系统方木龙骨体系。
根据结构施工图列出各块现浇板净面积,结合木模板规格进行楼板模板设计。
4.1、参数信息:
4.1.1.模板支架参数
横向间距或排距(m):
1.00;纵距(m):
1.00;步距(m):
1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0.10;模板支架搭设高度(m):
3.00;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.0;板底支撑连接方式:
方木支撑;
扣件连接方式:
双扣件,取扣件抗滑承载力系数:
0.80;
4.1.2.荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):
0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):
25.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
1.000;
4.1.3.楼板参数
楼板的计算厚度(mm):
100.00;
4.1.4.材料参数
面板采用胶合面板,厚度为13mm;板底支撑采用方木;
面板弹性模量E(N/mm2):
9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):
13;
木方弹性模量E(N/mm2):
9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.400;木方的间隔距离(mm):
300.000;
木方的截面宽度(mm):
60.00;木方的截面高度(mm):
80.00;
托梁材料为:
钢管(单钢管):
Φ48×3.0;
图2楼板支撑架荷载计算单元
4.2、模板面板计算:
面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度,取单位宽度1m的面板作为计算单元
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=100×1.52/6=37.5cm3;
I=100×1.53/12=28.125cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
4.2.1、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=25×0.1×1+0.35×1=2.85kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN):
q2=1×1=1kN/m;
4.2.2、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:
其中:
q=1.2×2.85+1.4×1=4.82kN/m
最大弯矩M=0.1×4.82×0.32=0.043kN·m;
面板最大应力计算值σ=43380/37500=1.157N/mm2;
面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;
面板的最大应力计算值为1.157N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
4.2.3、挠度计算
挠度计算公式为
其中q=2.85kN/m
面板最大挠度计算值v=0.677×2.85×3004/(100×9500×2560000)=0.006mm;
面板最大允许挠度[V]=300/250=1.2mm;
面板的最大挠度计算值0.006mm小于面板的最大允许挠度1.2mm,满足要求!
4.3、模板支撑方木的计算:
方木按照两跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=6×8×8/6=64cm3;
I=6×8×8×8/12=256cm4;
方木楞计算简图(mm)
4.3.1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25×0.3×0.1=0.75kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.35×0.3=0.105kN/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):
p1=1×0.3=0.3kN/m;
4.3.2.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=1.2×(q1+q2)+1.4×p1=1.2×(0.75+0.105)+1.4×0.3=1.446kN/m;
最大弯距M=0.125ql2=0.125×1.446×12=0.181kN;
最大支座力N=1.25×q×l=1.25×1.446×1=1.807kN;
方木最大应力计算值σ=M/W=0.181×106/64000=2.824N/mm2;
方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2;
方木的最大应力计算值为2.824N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!
4.3.3.抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力:
Q=0.625×1.446×1=0.904kN;
方木受剪应力计算值T=3×0.904×103/(2×60×80)=0.282N/mm2;
方木抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2;
方木的受剪应力计算值0.282N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!
4.3.4.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:
均布荷载q=q1+q2=0.855kN/m;
最大挠度计算值ω=0.521×0.855×10004/(100×9500×2560000)=0.183mm;
最大允许挠度[V]=1000/250=4mm;
方木的最大挠度计算值0.183mm小于方木的最大允许挠度4mm,满足要求!
4.4、托梁材料计算:
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
托梁采用:
钢管(单钢管):
Φ48×3.0;
W=5.08cm3;
I=12.19cm4;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.807kN;
托梁计算简图
托梁计算弯矩图(kN.m)
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.608kN.m;
最大变形Vmax=1.555mm;
最大支座力Qmax=6.573kN;
最大应力σ=608452.7/5080=119.774N/mm2;
托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
托梁的最大应力计算值119.774N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为1.555mm小于1000/150与10mm,满足要求!
4.5、模板支架立杆荷载标准值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
4
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