模板安装专项施工方案
工程名称: 结构类型: 建设单位: 设计单位: 监理单位: 施工单位:
清研院怀来科技产业基地配套商住区4.1期项目
多层别墅部分)
全现浇钢筋混凝土剪力墙结构 河北清研院房地产开发有限公司
张家口市建筑设计院有限责任公司 河北顺诚工程建设项目管理有限公司
围场满族蒙古族自治县久泰建安有限公司
2016年 月 日
(
模板安装专项施工方案
第一节 编制依据
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社; 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中国建筑工业出版社; 《建筑施工计算手册》江正荣著 中国建筑工业出版社; 《建筑施工手册》第四版 中国建筑工业出版社;
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011 中国建筑工业出版社; 《钢结构设计规范》GB50017-2003中国建筑工业出版社;
第二节 工程概况
清研院怀来科技产业基地配套商住区4.1期工程项目(多层别墅部分),属于钢筋混凝土剪力墙结构,地上3-4层,建筑总高度17.09米,其中V户型建筑面积5031.04平方米,M户型建筑面积1052.44平方米,T户型建筑面积706平方米,标准层层高3.0米\\3.3米。
本工程由河北清研院房地产开发有限公司投资建设,张家口市建筑设计院有限责任公司设计,河北顺诚工程建设项目管理有限公司监理,围场满族蒙古族自治县久泰建筑安装有限公司组织施工。
第三节 模板方案选择
本工程考虑到施工工期、质量和安全要求,故在选择方案时,应充分考虑以下几点: 1、模板及其支架的结构设计,力求做到结构要安全可靠,造价经济合理。 2、在规定的条件下和规定的使用期限内,能够充分满足预期的安全性和耐久性。 3、选用材料时,力求做到常见通用、可周转利用,便于保养维修。
4、结构选型时,力求做到受力明确,构造措施到位,升降搭拆方便,便于检查验收;
5、综合以上几点,模板及模板支架的搭设,还必须符合JCJ59-2011检查标准要求,要符合河北省文明标化工地的有关标准。
6、结合以上模板及模板支架设计原则,同时结合本工程的实际情况,综合考虑了
以往的施工经验,决定采用以下3种模板及其支架方案:
梁模板,模板支架,墙模板。
第四节 材料选择
按清水混凝土的要求进行模板设计,在模板满足强度、刚度和稳定性要求的前提下,尽可能提高表面光洁度,阴阳角模板统一整齐。 梁模板
面板采用12mm 胶合面板50×80木方(内楞)现场拼制,50×80木方(外楞)支撑,采用可回收M12对拉螺栓进行加固。间距500mm一道设置。梁底采用50×80木方支撑。承重架采用扣件式钢管脚手架,由扣件、立杆、横杆、支座组成,采用φ48×3.5钢管。 模板支架
板底采用50mm×80mm方木支撑。承重架采用扣件式钢管脚手架,由扣件、立杆、横杆、支座组成,采用φ48×3.5钢管。 墙模板 分段一
采用18mm厚木模板,方钢管作楞,配套穿墙螺栓M14使用。竖向内楞采用50×80 木方,水平外楞采用矩形钢管60×40×2.5。加固通过在双钢管处用三型卡子拉结穿墙螺栓,。斜撑采用钢管+U型托。有防水要求的外墙和临空墙螺栓采用止水螺栓,内墙采用普通可回收螺栓。螺栓间距为500mm每道。
第五节 模板安装
1、模板安装的一般要求
竖向结构钢筋等隐蔽工程验收完毕、施工缝处理完毕后准备模板安装。安装墙柱模前,要清除杂物,焊接或修整模板的定位预埋件,做好测量放线工作,抹好模板下的找平砂浆。
2、±0.000以下模板安装要求
(1)底板模板安装顺序及技术要点
垫层施工完毕后进行底板模板安装,底板侧模全部采用木模,电梯井模板采用12mm
厚多层板按坑大小加工成定型模板。模板固定要牢固,并用钢丝绳将模板拉在底板钢筋上,或在定型模板上压放较重物品。防止浇筑混凝土时模板上浮。 (2)墙体模板安装顺序及技术要点 ①模板安装顺序
模板定位、垂直度调整→模板加固→验收→混凝土浇筑→拆模 ②技术要点
安装墙模前,要对墙体接茬处凿毛,用空压机清除墙体内的杂物,做好测量放线工作。为防止墙体模板根部出现漏浆\"烂根\"现象,墙模安装前,在底板上根据放线尺寸贴海绵条,做到平整、准确、粘结牢固并注意穿墙螺栓的安装质量。 (3)梁模板安装顺序及技术要点 ①模板安装顺序
搭设和调平模板支架(包括安装水平拉杆)→按标高铺梁底模板→拉线找直→绑扎粱钢筋→安装垫块→梁两侧模板→调整模板 ②技术要点
按设计要求起拱(跨度大于4m时,起拱2‰),并注意梁的侧模包住底模,下面龙骨包住侧模。
(4)楼板模板安装顺序及技术要点 ①模板安装顺序
\"满堂\"脚手架→主龙骨→次龙骨→柱头模板龙骨→柱头模板、顶板模板→拼装→顶板内、外墙柱头模板龙骨→模板调整验收→进行下道工序 ②技术要点
楼板模板当采用单块就位时,宜以每个铺设单元从四周先用阴角模板与墙、梁模板连接,然后向中央铺设,按设计要求起拱(跨度大于4m时,起拱0.2%),起拱部位为中间起拱,四周不起拱。
3、±0.000以上模板安装要求
(1)墙体模板安装顺序及技术要点 ①模板安装顺序
模板定位、垂直度调整→模板加固→验收→混凝土浇筑→拆模 ②技术要点
模板支模均为双面支模,采用对拉螺栓固定,螺栓孔采用锥形堵头防止漏浆。 (2)梁、板模板安装顺序及技术要点 ①模板安装顺序
模板定位、垂直度调整→模板加固→验收→混凝土浇筑→拆模 ②技术要点
安装墙模前,要对墙体接茬处凿毛,用空压机清除墙体内的杂物,做好测量放线工作。为防止墙体模板根部出现漏浆\"烂根\"现象,墙模安装前,在底板上根据放线尺寸贴海绵条,做到平整、准确、粘结牢固并注意穿墙螺栓的安装质量。 (3)梁模板安装顺序及技术要点 ①模板安装顺序
搭设和调平模板支架(包括安装水平拉杆)→按标高铺梁底模板→拉线找直→绑扎梁钢筋→安装垫块→梁两侧模板→调整模板 ②技术要点
按设计要求起拱(跨度大于4m日寸,起拱0.2%),并注意梁的侧模包住底模,下面龙骨包住侧模。
(4)楼板模板安装顺序及技术要点 ①模板安装顺序
\"满堂\"脚手架→主龙骨→次龙骨→柱头模板龙骨→柱头模板、顶板模板→拼装→顶板内、外墙柱头模板龙骨→模板调整验收→进行下道工序 ②技术要点
楼板模板当采用单块就位铺设,宜以每个铺设单元从四周先用阴角模板与墙、梁模板连接,然后向中央铺设,按设计要求起拱(跨度大于4m时,起拱0.2%),起拱部位为中间起拱,四周不起拱。
4、模板组拼
模板组装要严格按照模板配板图尺寸拼装成整体,模板在现场拼装时,要控制好相邻板面之间拼缝,两板接头处要加设海绵条,以防漏浆,拼装完成后用钢丝把模板和竖向钢管绑扎牢固,以保持模板的整体性。拼装的精度要求如下: 1、两块模板之间拼缝 ≤1 2、相邻模板之间高低差 ≤1
3、模板平整度 ≤2 4、模板平面尺寸偏差 ±3
5、模板定位
当底板或顶板混凝土浇筑完毕并具有一定强度(≥1.2MPa),即用手按不松软、无痕迹,方可上人开始进行轴线投测。根据轴线位置放出墙柱截面位置尺寸线、模板500 控制线,以便于墙、梁模板的安装和校正。当墙混凝土浇筑完毕,模板拆除以后,开始引测楼层500mm 标高控制线,并根据该500mm 线将板底的控制线直接引测到墙上。 首先根据楼面轴线测量孔引测建筑物的主轴线的控制线,并以该控制线为起点,引出每道墙轴线,根据轴线与施工图用墨线弹出模板的内线、边线以及外侧控制线,施工前三线必须到位,以便于模板的安装和校正。
6、模板的支设
模板支设前用空压机将楼面清理干净。不得有积水、杂物,并将施工缝表面浮浆剔除,用水冲净。所有内侧模板必须刷油性脱模剂。
7、墙体模板
墙模板 分段一
多层板使用前模板表面清理,涂刷隔离剂,严禁隔离剂沾污钢筋与混凝土接槎处。竖向内背楞采用50×80 木方间距300 mm(起步200mm,以上400mm 间距,其余间距600mm),水平外楞矩形钢管60×40×2.5间距500 mm。加固通过背楞三型卡子拉结穿墙螺栓水平间距500mm,竖向间距500mm,斜向支撑用钢管中下三道进行间距500 mm加固以保证其稳定。有防水要求外墙用M14对拉螺栓带止水片。内墙采用普通可回收穿墙螺栓。
8、楼板模板
模板支架
1、楼板模板采用50mm×80mm木方做板底支撑,中心间距300mm,扣件式钢管脚手架作为撑系统,脚手架排距1m,跨距1m,步距1.5m。 2、楼板模板施工时注意以下几点:
(1)横板支撑钢管必须在楼面弹线上垫木方;
(2)钢管排架搭设横平竖直,纵横连通,上下层支顶位置一致,连接件需连接牢
固,水平拉撑连通;
(3)模板底第一排楞需紧靠墙板,如有缝隙用密封条封孔,模板与模板之间拼接缝小于1mm,否则用腻子封条;
(4)根据房间大小,决定顶板模板起拱大小:<4 开间不考虑起拱,4≤L<6起拱10mm,≥6 的起拱15mm;
(5)模板支设,下部支撑用满堂脚手架支撑下垫垫板。顶板纵横格栅用压刨刨成同样规格,并拉通线找平。特别是四周的格栅,弹线保持在同一标高上,板与格栅用50mm 长钉子固定,格栅间距300mm,板铺完后,用水准仪校正标高,并用靠尺找平。铺设四周模板时,与墙齐平,加密封条,避免墙体\"吃模\",板模周转使用时,将表面的水泥砂浆清理干净,涂刷脱模剂,对变形和四周破损的模板及时修整和更换以确保接缝严密,板面平整;模板铺完后,将杂物清理干净,刷好脱模剂。
(6)从墙根起步300mm 立第一根立杆以后按900mm 和1200mm 的间距立支撑,这样可保证立柱支撑上下层位置对应。水平拉杆要求设上、中、下三道,考虑到人行通道,在支撑中留一条通道,中、下两道水平不设(在顶板支撑完善之后拆除部分横杆形成人行通道)。
9、梁模板支撑
梁模板
1、梁侧模板采用木方作为内楞间距300mm,木方作为外楞间距500mm,采用可回收的M12普通穿墙螺栓加固水平间距600mm,竖向间距同外楞。梁模板采用12mm胶合面板作为面板,梁底采用50mm×80mm木方 横向布置,间距300mm。纵向支承为φ48×3.5钢管。扣件式钢管脚手架作为撑系统,脚手架梁跨方向1.5m,梁两侧立杆间1m,步距1m。 2、梁模板施工时注意以下几点:
(1)横板支撑钢管必须在楼面弹线上垫木方;
(2)钢管排架搭设横平竖直,纵横连通,上下层支顶位置一致,连接件需连接牢固,水平拉撑连通;
(3)根据梁跨度,决定顶板模板起拱大小:<4不考虑起拱,4≤L<6起拱10mm,≥6 的起拱15mm;
(4)梁侧设置斜向支撑,采用钢管+U型托,对称斜向加固(尽量取45°)
第六节 模板拆除
1、模板拆除根据现场同条件的试块指导强度,符合设计要求的百分率后,由技术人员发放拆模通知书后,方可拆模。
2、模板及其支架在拆除时混凝土强度要达到如下要求。在拆除侧模时,混凝土强度要达到1.2MPa(依据拆模试块强度而定),保证其表面及棱角不因拆除模板而受损后方可拆除。混凝土的底模,其混凝土强度必须符合下表规定后方可拆除。 3、拆除模板的顺序与安装模板顺序相反,先支的模板后拆,后支的先拆。 (1)墙模板拆除
墙模板在混凝土强度达到1.2MPa,能保证其表面及棱角不因拆除而损坏时方能拆除,模板拆除顺序与安装模板顺序相反,先外墙后内墙,先拆外墙外侧模板,再拆除内侧模板,先模板后角模。拆墙模板时,首先拆下穿墙螺栓,再松开地脚螺栓,使模板向后倾斜与墙体脱开。不得在墙上撬模板,或用大锤砸模板,保证拆模时不晃动混凝土墙体,尤其拆门窗阴阳角模时不能用大锤砸模板。门窗洞口模板在墙体模板拆除结束后拆除,先松动四周固定用的角钢,再将各面模板轻轻振出拆除,严禁直接用撬棍从混凝土与模板接缝位置撬动洞口模板,以防止拆除时洞口的阳角被损坏,跨度大于1m 的洞口拆模后要加设临时支撑。 (2) 楼板模板拆除
楼板模板拆除时,先调节顶部支撑头,使其向下移动,达到模板与楼板分离的要求,保留养护支撑及其上的养护木方或养护模板,其余模板均落在满堂脚手架上。拆除板模板时要保留板的养护支撑。
4、模板拆除吊至存放地点时,模板保持平放,然后用铲刀、湿布进行清理。支模前刷脱模剂。模板有损坏的地方及时进行修理,以保证使用质量。
5、模板拆除后,及时进行板面清理,涂刷隔离剂,防止粘结灰浆。
第七节 模板技术措施
1、进场模板质量标准
模板要求:
(1)技术性能必须符合相关质量标准(通过收存、检查进场木胶合板出厂合格证和检测报告来检验)。
(2)外观质量检查标准(通过观察检验)
任意部位不得有腐朽、霉斑、鼓泡。不得有板边缺损、起毛。每平方米单板脱胶不大于0.001m2 。每平方米污染面积不大于0.005m2 (3)规格尺寸标准
厚度检测方法:用钢卷尺在距板边20mm 处,长短边分别测3 点、1 点,取8 点平均值;各测点与平均值差为偏差。长、宽检测方法:用钢卷尺在距板边100mm 处分别测量每张板长、宽各2点,取平均值。对角线差检测方法:用钢卷尺测量两对角线之差。翘曲度检测方法:用钢直尺量对角线长度,并用楔形塞尺(或钢卷尺)量钢直尺与板面间最大弦高,后者与前者的比值为翘曲度。
2、模板安装质量要求
必须符合《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB 50204-2002)及相关规范要求。即\"模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载\"。 (1)主控项目
1)安装现浇结构的上层模板及其支架时,下层楼板应具有承受上层荷载的承载能力,或加设支架;上下层支架的立柱应对准,并铺设垫板。 检查数量:全数检查。
检验方法:对照模板设计文件和施工技术方案观察。 2)在涂刷模板隔离剂时,不得沾污钢筋和混凝土接槎处。 检查数量:全数检查。 检验方法:观察。 (2) 一般项目
1)模板安装应满足下列要求:
模板的接缝不应漏浆;在浇筑混凝土前,木模板应浇水湿润,但模板内不应有积水;模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂;浇筑混凝土前,模板内的杂物应清理干净;
检查数量:全数检查。
检验方法:观察。
2)对跨度不小于4m 的现浇钢筋混凝土梁、板,其模板应按要求起拱。
检查数量:按规范要求的检验批(在同一检验批内,对梁,应抽查构件数量的10%,且不应少于3 件;对板,应按有代表性的自然间抽查10%,且不得小于3 间。)检验方法:水准仪或拉线、钢尺检查。
3)固定在模板上的预埋件、预留孔洞均不得遗漏,且应安装牢固其偏差应符合附表1的规定;
检查数量:按规范要求的检验批(对梁、柱,应抽查构件数量的10%,且不应少于3 件;对墙和板,应按有代表性的自然间抽查10%,且不得小于3间)。
检验方法:钢尺检查。
(3)现浇结构模板安装的偏差应符合规定。
检查数量:按规范要求的检验批(对梁、柱,应抽查构件数量的10%,且不应少于3 件;对墙和板,应按有代表性的自然间抽查10%,且不得小于3间)。现浇结构模板安装允许偏差和检验方法见表1:(检验方法:检查同条件养护试块强度试验值。检查轴线位置时,应沿纵、横两个方向量测,并取其中的较大值。) (4)模板垂直度控制
1)对模板垂直度严格控制,在模板安装就位前,必须对每一块模板线进行复测,无误后,方可模板安装。
2)模板拼装配合,工长及质检员逐一检查模板垂直度,确保垂直度不超过3mm,平整度不超过2mm;
(5)顶板模板标高控制
每层顶板抄测标高控制点,测量抄出混凝土墙上的500线,根据层高及板厚,沿墙周边弹出顶板模板的底标高线。 (6)模板的变形控制
1)墙模支设前,竖向梯子筋上,焊接顶模棍(墙厚每边减少1mm)。
2)浇筑混凝土时,做分层尺竿,并配好照明,分层浇筑,层高控制在500以内,严防振捣不实或过振,使模板变形。 3)门窗洞口处对称下混凝土;
4)模板支立后,拉水平、竖向通线,保证混凝土浇筑时易观察模板变形,跑位; 5)浇筑前认真检查螺栓、顶撑及斜撑是否松动; 6)模板支立完毕后,禁止模板与脚手架拉结。 (7)模板的拼缝、接头
模板拼缝、接头不密实时,用塑料密封条堵塞;钢模板如发生变形时,及时修整。 (8)窗洞口模板
在窗台模板下口中间留置2个排气孔,以防混凝土浇筑时产生窝气,造成混凝土浇筑不密实。
(9)清扫口的留置
楼梯模板清扫口留在平台梁下口,清扫口50×100 洞,以便用空压机清扫模内的杂物,清理干净后,用木胶合板背订木方固定。
(10)跨度小于4m 不考虑,4~6m 的板起拱10mm;跨度大于6m 的板起拱15mm。
(11)与安装配合
合模前与钢筋、水、电安装等工种协调配合,合模通知书发放后方可合模。 (12)混凝土浇筑时,所有墙板全长、全高拉通线,边浇筑边校正墙板垂直度,每次浇筑时,均派专人专职检查模板,发现问题及时解决。
(13)为提高模板周转、安装效率,事先按工程轴线位置、尺寸将模板编号,以便定位使用。拆除后的模板按编号整理、堆放。安装操作人员应采取定段、定编号负责制。
3、其他注意事项
在模板工程施工过程上中,严格按照模板工程质量控制程序施工,另外对于一些质量通病制定预防措施,防患于未然,以保证模板工程的施工质量。严格执行交底制度,操作前必须有单项的施工方案和给施工队伍的书面形式的技术交底。 (1)胶合板选统一规格,面板平整光洁、防水性能好的。
(2)进场木方先压刨平直统一尺寸,并码放整齐,木方下口要垫平。 (3)模板配板后四边弹线刨平,以保证墙体、柱子、楼板阳角顺直。
(4)墙模板安装基层找平,并粘贴海绵条,模板下端与事先做好的定位基准靠紧,以保证模板位置正确和防止模板底部漏浆,在外墙继续安装模板前,要设置模板支撑垫带,并校正其平直。
(5)墙模板的对拉螺栓孔平直相对,穿插螺栓不得斜拉硬顶。内墙穿墙螺栓套硬塑料管,塑料管长度比墙厚少2~3mm。
(6)门窗洞口模板制作尺寸要求准确,校正阳角方正后加固,固定,对角用木条拉上以防止变形。
(7)支柱所设的水平撑与剪刀撑,按构造与整体稳定性布置。
4、脱模剂及模板堆放、维修
(1)木胶合板选择水性脱模剂,在安装前将脱膜剂刷上,防止过早刷上后被雨水冲洗掉。钢模板用油性脱模剂,机油:柴油=2:8。
(2)模板贮存时,其上要有遮蔽,其下垫有垫木。垫木间距要适当,避免模板变形或损伤。
(3)装卸模板时轻装轻卸,严禁抛掷,并防止碰撞,损坏模板。周转模板分类清理、堆放。
(4)拆下的模板,如发现翘曲,变形,及时进行修理。破损的板面及时进行修补。
第八节 安全、环保文明施工措施
(1)拆模时操作人员必须挂好、系好安全带。
(2)支模前必须搭好相关脚手架(见本工程脚手架方案及相关方案、相关安全操作规程等)。
(3)在拆墙模前不准将脚手架拆除,用塔吊拆时与起重工配合;拆除顶板模板前划定安全区域和安全通道,将非安全通道用钢管、安全网封闭,挂\"禁止通行\"安全标志,操作人员不得在此区域,必须在铺好跳板的操作架上操作。
(4)浇筑混凝土前必须检查支撑是否可靠、扣件是否松动。浇筑混凝土时必须由模板支设班组设专人看模,随时检查支撑是否变形、松动,并组织及时恢复。经常检查支设模板吊钩、斜支撑及平台连接处螺栓是否松动,发现问题及时组织处理。 (5)木工机械必须严格使用倒顺开关和专用开关箱,一次线不得超过3m,外壳接保护零线,且绝缘良好。电锯和电刨必须接用漏电保护器,锯片不得有裂纹(使用前检查,使用中随时检查);且电锯必须具备皮带防护罩、锯片防护罩、分料器和护手装置。使用木工多用机械时严禁电锯和电刨同时使用;使用木工机械严禁戴手套;长度小于50cm 或厚度大于锯片半径的木料严禁使用电锯;两人操作时相互配合,不得硬拉硬拽;机械停用时断电加锁。
(6)用塔吊吊运模板时,必须由起重工指挥,严格遵守相关安全操作规程。模板安装就位前需有缆绳牵拉,防止模板旋转不善撞伤人;垂直吊运必须采取两个以上的吊点,且必须使用卡环吊运。不允许一次吊运二块模板
(7)钢模板堆放时,使模板向下倾斜30°,不得将模板堆放在施工层上,防止模板在风荷载下倾覆。
(8)大模板堆放场地要求硬化、平整、有围护,阴阳角模架设小围护架放置。安装就位后,要采取防止触电保护措施,将大模板加以串联,并同避雷网接通,防止漏电伤人。
(9)在电梯间进行模板施工作业时,必须层层搭设安全防护平台。因混凝土侧力既受温度影响,又受浇筑速度影响,因此当夏季施工温度较高时,可适当增大混凝土浇筑速度,秋冬季施工温度降低混凝土浇筑速度也要适当降低。当T=15℃时,混凝土浇筑速度不大于2m3/h。
(10)环保与文明施工
夜间22:00~6:00 之间现场停止模板加工和其他模板作业。现场模板加工垃圾及时清理,并存放进指定垃圾站。做到工完场清。整个模板堆放场地与施工现场要达到整齐有序、干净无污染、低噪声、低扬尘、低能耗的整体效果。
第九节 模板计算
梁模板
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:WKL13。
一、参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度 B(m):0.16; 梁截面高度 D(m):0.60 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):1.50; 梁支撑架搭设高度H(m):4.50; 梁两侧立柱间距(m):1.00;
承重架支设:1根承重立杆,钢管支撑垂直梁截面; 梁底增加承重立杆根数:2; 立杆横向间距或排距Lb(m):1.00; 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/m):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
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3.材料参数
木材品种:长叶松;
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):12.0;
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):600; 穿梁螺栓竖向间距(mm):500; 穿梁螺栓直径(mm):M12;
主楞龙骨材料:木楞,,宽度50mm,高度80mm; 主楞龙骨材料:木楞,,宽度50mm,高度80mm;
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1.150。
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 50.994 kN/m2、18.000 kN/m2,取较小值18.000 kN/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 = 50.00×1.2×1.2/6=12.00cm3; [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 = 10.980 kN/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 / 1.20×104=8.235N/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 =8.235N/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
l--计算跨度(内楞间距): l = 300.00mm;
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;
E--面板材质的弹性模量: E = 9500.00N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.20×1.20×1.20/12=7.20cm4; 面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×9.00×300.004/(100×9500.00×7.20×104) = 0.722 mm;
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 =0.722mm 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 = 24.00 cm3; I = 40×60×60×60/12 = 72.00 cm;
4
(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 = (1.2×18.000×0.85+1.4×2.000×0.85)×0.300/2=3.11 kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距): l = 500 mm;
内楞的最大弯距: M=0.1×3.11×500.002= 7.78×104 N.mm; 经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 7.78×104/2.40×104 = 3.241 N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17.000 N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值 σ = 3.241 N/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: 10000.00 N/mm2;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =18.00×0.30/2= 2.70 N/mm; l--计算跨度(内楞间距):l = 500.00 mm; I--面板的截面惯性矩:E = 7.20×105 N/mm2;
内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×2.70/2×500.004/(100×10000.00×7.20×105) = 0.159 mm;
内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000 mm;
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]=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 = 64.00 cm3; I = 60×80×80×80/12 = 256.00 cm4;
(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 = (1.2×18.00×0.85+1.4×2.00×0.85)×0.50×0.50/2=2.59 kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓竖向间距): l = 500 mm;
外楞的最大弯距:M = 0.175×2592.500×500.000 = 2.27×105 N/mm 经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 2.27×105/6.40×104 = 3.544 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 17.000 N/mm2;
外楞的受弯应力计算值 σ =3.544N/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 10000.00 N/mm2;
p--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: p ==18.00×0.50×0.50/2= 2.25 KN;
l--计算跨度(拉螺栓间距):l = 500.00 mm; I--面板的截面惯性矩:I = 2.56×106 N/mm2;
外楞的最大挠度计算值: ω = 11.146×2.25×103×500.003/(100×10000.00×2.56×106) = 0.126 mm;
外楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000 mm;
外楞的最大挠度计算值 ω =0.126mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm,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170.000 N/mm2; 查表得:
穿梁螺栓的直径: 12 mm; 穿梁螺栓有效直径: 9.85 mm; 穿梁螺栓有效面积: A= 76 mm2; 穿梁螺栓所受的最大拉力: N = 5.400 kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170.000×76/1000 = 12.920 kN; 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,按支撑在底撑上的两跨连续梁计算。
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 = 1000.00×12.00×12.00/6 = 2.40×104mm3; I = 1000.00×12.00×12.00×12.00/12 = 1.44×105mm4;
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 =80.00mm; 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)×1.00×0.60×0.90=16.52kN/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=16.52+0.38+2.52=19.42kN/m; 跨中弯矩计算公式如下:
Mmax = 0.125×19.422×0.080=0.194kN.m; σ =0.194×106/2.40×104=8.093N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =8.093 N/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)×0.600+0.35)×1.00= 15.65N/mm; l--计算跨度(梁底支撑间距): l =80.00mm; E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2; 面板的最大允许挠度值:[ω] =80.00/250 = 0.320mm; 面板的最大挠度计算值: ω =
0.521×15.650×80.04/(100×9500.0×1.44×105)=0.002mm;
面板的最大挠度计算值: ω =0.002mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ω] = 80.0 / 250 = 0.320mm,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)×0.600×1.000=15.300 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2 = 0.350×1.000×(2×0.600+0.160)/ 0.160=2.975 kN/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)×0.160×1.000=0.720 kN;
2.钢管的支撑力验算
均布荷载 q = 1.2×15.300+1.2×2.975=21.930 kN/m; 集中荷载 P = 1.4×0.720=1.008 kN;
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=0.732 kN; N2=3.178 kN; N3=0.732 kN;
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 = 3.178/1.000=3.178 kN/m;
最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×3.178×1.000×1.000= 0.318 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.318×106/5080.0 = 62.566 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f]=63.0 N/mm2;
钢管的最大应力计算值 62.566 N/mm2 大于 钢管抗弯强度设计值 63.0 N/mm2,满足要求!
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 = 0.6×3.178×1.000 = 1.907 kN;
圆木的截面面积矩 S =0.785×50.00×50.00 = 1962.50 N/mm2;
圆木方受剪应力计算值 T =1.91×1962.50/(12.19×50.00) = 6.14 N/mm2; 钢管抗剪强度设计值 [T] = 7 N/mm2;
钢管的受剪应力计算值 6.140 N/mm2 大于 钢管抗剪强度设计值 7 N/mm2,满足要求!
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= 0.677×2.649×1000.0004
/(100×20600.000×12.190×104)=3.141mm;
钢管的最大允许挠度 [ω]=1.000×1000/250=4.000 mm;
钢管的最大挠度计算 ω= 3.141 mm 大于 钢管的最大允许挠度 [ω]=4.000 mm,满足要求!
3.支撑钢管的强度验算
支撑钢管按照简支梁的计算如下
经过连续梁的计算得到: 支座反力 RA = RB= 4.087 kN; 最大弯矩 Mmax= 0.920 kN.m; 最大挠度计算值 Vmax= 1.934 mm;
支撑钢管的最大应力 σ=0.920×106/5080.0=181.008 N/mm2; 支撑钢管的抗压设计强度 [f]=205.0 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 181.008 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!
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6.40 kN;
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= 4.09 kN; R < 6.40 kN , 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 = 4.087 kN;
脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×4.500=0.697 kN;
楼板的混凝土模板的自重: N3=1.2×(1.00/2+(0.70-0.25)/2)×1.00×0.35=0.305 kN;
楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=1.2×(1.00/2+(0.70-0.25)/2)×1.00×0.100×(1.50+24.00)=2.219 kN;
N =4.087+0.697+0.305+2.219=7.307 kN;
φ-- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/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;
σ -- 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/mm2);
[f] -- 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205.00 N/mm2; lo -- 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算 lo = k1uh (1) 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 =1.700; 上式的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.700×1.500 = 2.945 m; Lo/i = 2945.250 / 15.800 = 186.000;
由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.207 ; 钢管立杆受压应力计算值 ;σ=7306.890/(0.207×489.000) = 72.186 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 72.186 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算
lo = k1k2(h+2a) (2)
k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167;
k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.002; 上式的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.002×(1.500+0.100×2) = 1.988 m; Lo/i =1987.868 / 15.800 = 126.000;
由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.417 ; 钢管立杆受压应力计算值 ;σ=7306.890/(0.417×489.000) = 35.833 N/mm2; 钢管立杆稳定性计算 σ = 35.833 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
以上表参照 杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
十一、梁模板支撑架的构造和施工要求:
除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外,还要考虑以下内容
1.模板支架的构造要求:
a.梁板模板支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆;
b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向足够的设计刚度;
c.梁和楼板荷载相差较大时,可以采用不同的立杆间距,但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。
2.立杆步距的设计:
a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时,可以采用等步距设置; b.当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置,但变化不要过多;
c.支撑架步距以0.9--1.5m为宜,不宜超过1.5m。
3.整体性构造层的设计:
a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时,需要设置整体性单或双水平加强层; b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置
斜杆层数要大于水平框格总数的1/3;
c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置,四周和中部每10--15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层;
d.在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。
4.顶部支撑点的设计:
a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm; b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm;
c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载N≤12kN时,可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。
5.支撑架搭设的要求:
a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置; b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求; c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的; d.地基支座的设计要满足承载力的要求。
6.施工使用的要求:
a.精心设计混凝土浇筑方案,确保模板支架施工过程中均衡受载,最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式;
b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施,钢筋等材料不能在支架上方堆放;
c.浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决。
模板支架
一、参数信息:
1.脚手架参数
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;脚手架搭设高度(m):2.50; 采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ;
扣件连接方式:单扣件,取扣件抗滑承载力系数:0.80;
板底支撑连接方式:方木支撑;
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; 楼板浇筑厚度(m):0.12;倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):2.000; 施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000;
3.楼板参数
钢筋级别:三级钢HRB 400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi);楼板混凝土标号:C30; 每层标准施工天数:5;每平米楼板截面的钢筋面积(mm):1440.000; 计算楼板的宽度(m):3.60;计算楼板的厚度(m):0.12; 计算楼板的长度(m):4.00;施工平均温度(℃):20.000;
2
4.木方参数
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):50.00;木方的截面高度(mm):80.00;
图2 楼板支撑架荷载计算单元
二、模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=5.000×8.000×8.000/6 = 53.33 cm3;
I=5.000×8.000×8.000×8.000/12 = 213.33 cm4;
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= 25.000×0.300×0.120 = 0.900 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m): q2= 0.350×0.300 = 0.105 kN/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 = (1.000 + 2.000)×1.000×0.300 = 0.900 kN;
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) = 1.2×(0.900 + 0.105) = 1.206 kN/m; 集中荷载 p = 1.4×0.900=1.260 kN;
最大弯距 M = Pl/4 + ql2/8 = 1.260×1.000 /4 + 1.206×1.0002/8 = 0.466 kN; 最大支座力 N = P/2 + ql/2 = 1.260/2 +1.206×1.000/2 = 1.233 kN ; 方木最大应力计算值 σ= M /W = 0.466×106/53333.33 = 8.733 N/mm2; 方木的抗弯强度设计值 [f]=13.0 N/mm;
方木的最大应力计算值为 8.733 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13.0 N/mm2,满足要求!
2
3.抗剪验算:
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 = 1.206×1.000/2+1.260/2 = 1.233 kN;
方木受剪应力计算值 T = 3 ×1.233×103/(2 ×50.000×80.000) = 0.462 N/mm2; 方木抗剪强度设计值 [T] = 1.400 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.462 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.400 N/mm2,满足要求!
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 = 1.005 kN/m; 集中荷载 p = 0.900 kN;
最大挠度计算值 V= 5×1.005×1000.04 /(384×9500.000×2133333.333) +900.000×1000.03 /( 48×9500.000×2133333.3) = 1.571 mm; 最大允许挠度 [V]=1000.000/ 250=4.000 mm;
方木的最大挠度计算值 1.571 mm 小于 方木的最大允许挠度 4.000 mm,满足要求!
三、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 = 1.206×1.000 + 1.260 = 2.466 kN;
最大弯矩 Mmax = 0.830 kN.m ; 最大变形 Vmax = 2.122 mm ; 最大支座力 Qmax = 8.968 kN ; 最大应力 σ= 163.410 N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]= 205.000 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 163.410 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205.000 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150与10 mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
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12.80 kN;
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= 8.968 kN;
R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、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。
1.静荷载标准值包括以下内容: (1)脚手架的自重(kN):
NG1 = 0.129×3.000 = 0.387 kN; (2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.350×1.000×1.000 = 0.350 kN; (3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 =25.000×0.120×1.000×1.000 = 3.000 kN; 静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.737 kN;
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000 ) ×1.000×1.000 = 3.000 kN; 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 = 8.685 kN;
六、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 = 8.685 kN; σ---- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到; i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.58 cm; A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.89 cm2;
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W= 5.08 cm3; σ-------- 钢管立杆受压应力计算值 (N/mm2);
[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] = 205.000 N/mm2; L0---- 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》,由下式计算
l0 = h+2a
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.100 m; 得到计算结果:
立杆计算长度 L0 = h + 2a = 1.500+2×0.100 = 1.700 m ; L0 / i = 1700.000 / 15.800=108.000 ;
由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.530 ; 钢管立杆受压应力计算值;σ=8684.760/(0.530×489.000) = 33.510 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ= 33.510 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f]= 205.000 N/mm2,满足要求!
七、楼板强度的计算:
1. 楼板强度计算说明
验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板的跨度取4.5M,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。
宽度范围内配置级钢筋,配置面积As=1440 mm2,fy=300 N/mm2。 板的截面尺寸为 b×h=4000mm×120mm,截面有效高度 ho=100 mm。
按照楼板每8天浇筑一层,所以需要验算8天、16天、24天...的承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:
2.验算楼板混凝土8天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4.0 m;
楼板计算跨度范围内设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 × ( 0.350 + 25.000×0.120 ) + 1× 1.2 × ( 0.387×5×5/4.500/4.000 ) + 1.4 ×(1.000 + 2.000) = 12.890 kN/m2;
单元板带所承受均布荷载 q = 4.500×12.886 = 57.985 kN/m; 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax = 0.0596×57.980×4.0002 = 55.294 kN.m;
因平均气温为15℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到8天龄期混凝土强度达到62.400%,C30混凝土强度在8天龄期近似等效为C15.600。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=7.488 N/mm2; 则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( b × ho × fcm ) = 1440.000×300.000 / ( 4000.000×100.000×7.488 )= 0.144
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 αs = 0.134
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M1 = αs× b× ho2×fcm = 0.134×4000.000×100.0002×7.488×10-6 = 40.025 kN.m; 结论:由于 ∑Mi = M1+M2=40.025 <= Mmax= 55.294
所以第8天楼板强度尚不足以承受上面楼层传递下来的荷载。 第2层以下的模板支撑必须保留。
3.验算楼板混凝土16天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.5m,短边为4.0 m;
楼板计算跨度范围内设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 = 3× 1.2 × ( 0.350 + 25.000×0.120 ) + 2× 1.2 × ( 0.387×5×5/4.500/4.000 ) + 1.4 ×(1.000 + 2.000) = 17.550 kN/m2;
单元板带所承受均布荷载 q = 4.500×17.551 = 78.980 kN/m; 板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算 Mmax = 0.0596×78.980×4.0002 = 75.315 kN.m;
因平均气温为15℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线 得到16天龄期混凝土强度达到83.210%,C30混凝土强度在16天龄期近似等效为C25.800。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=9.968 N/mm2; 则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ= As× fy/ ( b × ho × fcm ) = 1440.000×300.000 / ( 4000.000×100.000×9.968 )= 0.108
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 αs = 0.102
此时楼板所能承受的最大弯矩为:
M2 = αs× b× ho2×fcm = 0.102×4000.000×100.0002×9.968×10-6 = 40.736 kN.m kN.m;
结论:由于 ∑Mi = M1+M2=80.762 <= Mmax= 75.315 所以第16天楼板强度足以承受上面楼层传递下来的荷载。
墙模板
墙模板的背部支撑由两层龙骨(木楞或钢楞)组成:直接支撑模板的为次龙骨,即内龙骨;用以支撑内层龙骨的为主龙骨,即外龙骨。组装墙体模板时,通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结,每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。
根据规范,当采用溜槽、串筒或导管时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为2.00kN/m2;
一、参数信息
1.基本参数
次楞(内龙骨)间距(mm):300;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;
2.主楞信息
龙骨材料:钢楞;截面类型:矩形钢管60×40×2.5;
钢楞截面惯性矩I(cm4):21.88;钢楞截面抵抗矩W(cm3):7.29; 主楞肢数:2;
3.次楞信息
龙骨材料:木楞;
宽度(mm):50.00;高度(mm):80.00; 次楞肢数:2;
4.面板参数
面板类型:木面板;面板厚度(mm):18.00; 面板弹性模量(N/mm2):210000.00; 面板抗弯强度设计值fc(N/mm):205.00; 面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50;
2
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):210000.00;
钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00;
墙模板设计简图
二、墙模板荷载标准值计算
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1.000; β2-- 混凝土坍落度影响修正系数,取1.150。
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 54.861 kN/m2、72.000 kN/m2,取较小值54.861 kN/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=54.861kN/m2; 倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2.000 kN/m2。
三、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
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 =300.0mm; 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: 1.2×54.86×0.50×0.85=27.979kN/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: 1.4×2.00×0.50×0.85=1.190kN/m; q = q1 + q2 =27.979+1.190=29.169 kN/m;
面板的最大弯距:M =0.1×29.169×300.0×300.0= 2.63×105N.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= 500×18.0×18.0/6=2.70×104 mm3;
f --面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2); f=205.000N/mm2;
面板截面的最大应力计算值:σ = M/W = 2.63×105 / 2.70×104 = 9.723N/mm2; 面板截面的最大应力计算值 σ =9.723N/mm2 小于 面板截面的抗弯强度设计值 [f]=205.000N/mm2,满足要求!
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 =300.0mm; 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: 1.2×54.86×0.50×0.85=27.979kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.50×0.85=1.190kN/m; q = q1 + q2 =27.979+1.190=29.169 kN/m; 面板的最大剪力:∨ = 0.6×29.169×300.0 = 5250.440N; 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):∨ = 5250.440N; b--构件的截面宽度(mm):b = 500mm ; hn--面板厚度(mm):hn = 18.0mm ;
fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 205.000 N/mm2;
面板截面的最大受剪应力计算值: T =3×5250.440/(2×500×18.0)=0.875N/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=0.875N/mm2 小于 面板截面抗剪强度设计值 [T]=1.500N/mm2,满足要求!
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 = 54.86×0.50 = 27.43N/mm; l--计算跨度(内楞间距): l = 300.00mm; E--面板的弹性模量: E = 210000.00N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4; 面板的最大允许挠度值:[ω] = 1.200mm;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×27.43×300.004/(100×210000.00×2.43×105) = 0.029 mm;
面板的最大挠度计算值: ω =0.029mm 小于等于面板的最大允许挠度值 [ω]=1.200mm,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,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50mm,高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 50×80×80/6 = 64.00 cm3; I = 50×80×80×80/12 = 256.00 cm4;
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 = 500.0 mm; 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: 1.2×47.71×0.30×0.90=15.456 kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.30×0.90=0.756 kN/m,其中,0.90为折减系数。
q = (15.456+0.756)/2=8.106 kN/m;
内楞的最大弯距:M = 0.1×8.106×500.0×500.0= 2.03×105 N.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(mm),W=6.40×10;
f --内楞的抗弯强度设计值(N/mm2); f=13.000 N/mm2; 内楞的最大应力计算值:σ = 2.03×105/6.40×104 = 3.166 N/mm2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 13.000 N/mm2;
内楞的最大应力计算值 σ = 3.166 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/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 =500.0 mm; 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: 1.2×47.71×0.30×0.90=15.456 kN/m; 倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.30×0.90=0.756 kN/m,其中,0.90为折减系数。
q = (q1 + q2)/2 =(15.456+0.756)/2=8.106 kN/m; 内楞的最大剪力:∨ = 0.6×8.106×500.0 = 2431.863 N;
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):∨ = 2431.863 N; b--内楞的截面宽度(mm):b = 60.0 mm ; hn--内楞的截面高度(mm):hn = 80.0 mm ;
fv--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):τ = 1.500 N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值: fv = 3×2431.863/(2×60.0×80.0)=0.760 N/mm2; 内楞截面的抗剪强度设计值: [fv]=1.500 N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值 τ =0.760N/mm2 小于 内楞截面的抗剪强度设计值 [fv]=1.50N/mm2,满足要求!
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 = 47.71×0.30/2=7.16 kN/m; l--计算跨度(外楞间距): l = 500.0 mm ; E--内楞弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ; I--内楞截面惯性矩(mm4),I = 2.56×106;
内楞的最大挠度计算值: ω = 0.677×14.31/2×500.004/(100×9500.00×2.56×106) = 0.124 mm;
内楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.000 mm;
内楞的最大挠度计算值 ω=0.124mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ω]=2.000mm,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,外龙骨采用木楞,宽度80mm,高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 80×100×100/6 = 133.33 cm3; I = 80×100×100×100/12 = 666.67 cm4;
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 =(1.2×47.71+1.4×2.00)×0.30×0.50/1=8.11 kN; 外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 600 mm; 外楞最大弯矩:M = 0.175×8106.21×600.00= 8.51×105 N/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 = 8.51×105 N/mm W -- 外楞的净截面抵抗矩; W = 1.33×105 mm3; [f] --外楞的强度设计值(N/mm2),[f] = 13.000 N/mm2; 外楞的最大应力计算值: σ = 8.51×105/1.33×105 = 6.384 N/mm2; 外楞的抗弯强度设计值: [f] = 13.000 N/mm2;
外楞的最大应力计算值 σ =6.384N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=13.000N/mm2,满足要求!
5.外楞的抗剪强度验算
公式如下:
其中, ∨--外楞计算最大剪力(N);
l--计算跨度(水平螺栓间距间距): l =600.0 mm;
P--作用在外楞的荷载: P = (1.2×47.71+1.4×2.00)×0.30×0.50/1=8.106 kN;
外楞的最大剪力:∨ = 0.65×8106.210 = 3.16×103 N; 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):∨ = 3.16×103 N; b--外楞的截面宽度(mm):b = 80.0 mm ; hn--外楞的截面高度(mm):hn = 100.0 mm ;
fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 1.500 N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值: τ =3×3.16×103/(2×80.0×100.0)=0.593 N/mm2;
外楞的截面抗剪强度设计值: [fv]=1.500 N/mm2;
外楞截面的受剪应力计算值 τ =0.593N/mm2 小于 外楞截面的抗剪强度设计值 [fv]=1.50N/mm2,满足要求!
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, ω--外楞最大挠度(mm);
P--内楞作用在支座上的荷载(kN/m):P = 47.71×0.30×0.50/1=7.16 kN/m; l--计算跨度(水平螺栓间距): l =600.0 mm ; E--外楞弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ; I--外楞截面惯性矩(mm4),I=6.67×106;
外楞的最大挠度计算值: ω = 1.146×7.16×100/1×600.003/(100×9500.00×6.67×106) = 0.280 mm;
外楞的最大容许挠度值: [ω] = 2.400 mm;
外楞的最大挠度计算值 ω =0.280mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ω]=2.400mm,满足要求!
五、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 (mm);
f -- 穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170.000 N/mm2; 查表得:
穿墙螺栓的型号: M14 ; 穿墙螺栓有效直径: 11.55 mm; 穿墙螺栓有效面积: A = 105 mm2;
2
穿墙螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.05×10-4 = 17.850 kN; 穿墙螺栓所受的最大拉力: N =47.705×0.600×0.500 = 14.312 kN。 穿墙螺栓所受的最大拉力 N=14.312kN 小于 穿墙螺栓最大容许拉力值 [N]=17.850kN,满足要求!
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