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;
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中国建筑工业出版社;
另外参照本工程施工图纸及施工组织设计编制本施工方案。
第二节 工程概况
品茗软件大厦工程;工程建设地点:杭州市文二路教工路口;属于结构;地上0层;地下0层;建筑高度:0m;标准层层高:0m ;总建筑面积:0平方米;总工期:0天。
本工程由某某房开公司投资建设,某某设计院设计,某某勘察单位地质勘察,某某监理公司监理,某某施工单位组织施工;由章某某担任项目经理,李某某担任技术负责人。
第三节 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JCJ59-99检查标准要求,要符合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,决定采用以下模板及其支架方案:
梁模板(扣件钢管架)。
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(扣件钢管架)
面板采用18mm胶合面板60×80木方(内楞)现场拼制,圆钢管48×3.5(外楞)支撑,采用可回收m12对拉螺栓进行加固。梁底采用50×100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。钢材强度等级Q235-A,钢管表面应平直光滑,不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯,新用的钢管要有出厂合格证。脚手架施工前必须将入场钢管取样,送有相关国家资质的试验单位,进行钢管抗弯、抗拉等力学试验,试验结果满足设计要求后,方可在施工中使用。
本工程钢管脚手架的搭设使用可锻铸造扣件,应符合建设部《钢管脚手扣件标准》JGJ22-85的要求,由有扣件生产许可证的生产厂家提供,不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷,扣件的规格应与钢管相匹配,贴和面应干整,活动部位灵活,夹紧钢管时开口处最小距离不小于5mm。钢管螺栓拧紧力矩达70N.m时不得破坏。如使用旧扣件时,扣件必须取样送有相关国家资质的试验单位,进行扣件抗滑力等试验,试验结果满足设计要求后方可在施工中使用。
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。
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,两板接头处要加设卡子,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
2、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。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,引出每道细部轴线,根据轴线位置放出细部截面位置尺寸线、模板500(mm) 控制线,以便于模板的安装和校正。当混凝土浇筑完毕,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、柱上。
3、±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,底板侧模全部采用砖模,沿底板边线外延50mm砌筑240mm厚砖墙,高度二底板厚+450mm,在底板厚度范围内砌筑永久性保护墙,砂浆采用1:3水泥砂浆,上面450nnn部分砌筑临时性保护墙,用混合砂浆砌筑,砖墙内侧抹20mm厚1:3水泥砂浆。
积水坑、电梯井模板采用15mm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,防止浇筑混凝土时模板上浮。
(2)梁模板安装顺序及技术要点
4、±0.000以上模板安装要求
(1)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。
(2)梁模板安装顺序及技术要点
5、模板构造
梁模板(扣件钢管架)
1、梁侧模板采用木方作为内楞间距217mm,钢管作为外楞间距500mm,采用可回收的m12普通穿墙螺栓加固水平间距500mm,竖向间距同外楞。梁模板采用150mm,150mm,150mm,150mm18mm作为面板,梁底采用胶合面板钢管(单钢管) :Φ48 × 3.5布置,间距横向。300mm支承为钢管。扣件式钢管脚手架作为撑系统,脚手架梁跨方向φ48×3.5,梁两侧立杆间距1m,步距0.6m。
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)。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;
3)模板就位前,检查顶模棍位置、间距是否满足要求。
(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2800mm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 模板计算书
梁模板(扣件钢管架)
梁段:L1。
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):0.75;
混凝土板厚度(mm):100.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):1.00;
立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.10;
立杆步距h(m):1.50;板底承重立杆横向间距或排距Lb(m):1.00;
梁支撑架搭设高度H(m):3.00;梁两侧立杆间距(m):0.60;
承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向;
梁底增加承重立杆根数:0;
采用的钢管类型为Φ48×3.5;
立杆承重连接方式:可调托座;
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;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
梁底方木截面宽度b(mm):50.0;梁底方木截面高度h(mm):100.0;
梁底纵向支撑根数:4;面板厚度(mm):18.0;
5.梁侧模板参数
次楞间距(mm):350 ,主楞竖向根数:4;
主楞间距为:100mm,220mm,210mm;
穿梁螺栓水平间距(mm):500;
穿梁螺栓直径(mm):M12;
主楞龙骨材料:钢楞;截面类型为圆钢管48×3.5;
主楞合并根数:2;
次楞龙骨材料:木楞,宽度60mm,高度80mm;
次楞合并根数:2;
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
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;
分别计算得 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。
面板计算简图(单位:mm)
1.强度计算
跨中弯矩计算公式如下:
其中,W -- 面板的净截面抵抗矩,W = 100×2.1×2.1/6=73.5cm3;
M -- 面板的最大弯距(N·mm);
σ -- 面板的弯曲应力计算值(N/mm2)
[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= 1.2×1×18×0.9=19.44kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×1×2×0.9=2.52kN/m;
q = q1+q2 = 19.440+2.520 = 21.960 kN/m;
计算跨度(内楞间距): l = 350mm;
面板的最大弯距 M= 0.125×21.96×3502 = 3.36×105N·mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 3.36×105 / 7.35×104=4.575N/mm2;
面板的抗弯强度设计值: [f] = 13N/mm2;
面板的受弯应力计算值 σ =4.575N/mm2 小于 面板的抗弯强度设计值 [f]=13N/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=21.96N/mm;
l--计算跨度(内楞间距): l = 350mm;
E--面板材质的弹性模量: E = 9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 100×1.8×1.8×1.8/12=48.6cm4;
面板的最大挠度计算值: ν= 5×21.96×3504/(384×9500×4.86×105) = 0.929 mm;
面板的最大容许挠度值:[ν] = l/250 =350/250 = 1.4mm;
面板的最大挠度计算值 ν=0.929mm 小于 面板的最大容许挠度值 [ν]=1.4mm,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60mm,截面高度80mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 6×82×2/6 = 128cm3;
I = 6×83×2/12 = 512cm4;
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 = (1.2×18×0.9+1.4×2×0.9)×1=21.96kN/m;
内楞计算跨度(外楞间距): l = 177mm;
内楞的最大弯距: M=0.101×21.96×176.672= 6.92×104N·mm;
最大支座力:R=1.1×21.96×0.177=8.455 kN;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值 σ = 6.92×104/1.28×105 = 0.541 N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值: [f] = 17N/mm2;
内楞最大受弯应力计算值 σ = 0.541 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值 [f]=17N/mm2,满足要求!
(2).内楞的挠度验算
其中 l--计算跨度(外楞间距):l = 500mm;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:q=21.96 N/mm;
E -- 内楞的弹性模量: 10000N/mm2;
I -- 内楞的截面惯性矩:I = 5.12×106mm4;
内楞的最大挠度计算值: ν= 0.677×21.96×5004/(100×10000×5.12×106) = 0.181 mm;
内楞的最大容许挠度值: [ν] = 500/250=2mm;
内楞的最大挠度计算值 ν=0.181mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ν]=2mm,满足要求!
2.外楞计算
外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力,取内楞的最大支座力8.455kN,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48×3.5;
外钢楞截面抵抗矩 W = 10.16cm3;
外钢楞截面惯性矩 I = 24.38cm4;
(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)。
根据三跨连续梁算法求得最大的弯矩为M=F×a=1.441 kN·m;
其中,F=1/4×q×h=4.118,h为梁高为0.75m,a为次楞间距为350mm;
经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 1.44×106/1.02×104 = 141.843 N/mm2;
外楞的抗弯强度设计值: [f] = 205N/mm2;
外楞的受弯应力计算值 σ =141.843N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
(2).外楞的挠度验算
其中E-外楞的弹性模量:206000N/mm2;
F--作用在外楞上的集中力标准值:F=4.118kN;
l--计算跨度:l=500mm;
I-外楞的截面惯性矩:I=243800mm4;
外楞的最大挠度计算值:
ν=1.615×4117.500×500.003/(100×206000.000×243800.000)=0.166mm;
根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.166 mm
外楞的最大容许挠度值: [ν] = 500/400=1.25mm;
外楞的最大挠度计算值 ν=0.166mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ν]=1.25mm,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 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 =(1.2×18+1.4×2)×0.5×0.225 =2.745 kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170×76/1000 = 12.92 kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力 N=2.745kN 小于 穿梁螺栓最大容许拉力值 [N]=12.92kN,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,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。
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 = 1000×18×18/6 = 5.40×104mm3;
I = 1000×18×18×18/12 = 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 =83.33mm;
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)×1.00×0.75×0.90=20.66kN/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=20.66+0.38+2.52=23.55kN/m;
跨中弯矩计算公式如下:
Mmax = 0.10×23.553×0.0832=0.016kN·m;
σ =0.016×106/5.40×104=0.303N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =0.303 N/mm2 小于 梁底模面板的抗压强度设计值 [f]=13N/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)×0.750+0.35)×1.00= 19.48KN/m;
l--计算跨度(梁底支撑间距): l =83.33mm;
E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:[ν] =83.33/250 = 0.333mm;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×19.475×83.34/(100×9500×4.86×105)=0.001mm;
面板的最大挠度计算值: ν=0.001mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ν] = 83.3 / 250 = 0.333mm,满足要求!
七、梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木。
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+1.5)×0.75×0.083=1.594 kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2 = 0.35×0.083×(2×0.75+0.25)/ 0.25=0.204 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/m):
经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.5+2)×0.083=0.375 kN/m;
2.方木的支撑力验算
静荷载设计值 q = 1.2×1.594+1.2×0.204=2.158 kN/m;
活荷载设计值 P = 1.4×0.375=0.525 kN/m;
方木计算简图
方木按照三跨连续梁计算。
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5×10×10/6 = 83.33 cm3;
I=5×10×10×10/12 = 416.67 cm4;
方木强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
线荷载设计值 q = 2.158+0.525=2.682 kN/m;
最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×2.682×1×1= 0.268 kN.m;
最大应力 σ= M / W = 0.268×106/83333.3 = 3.219 N/mm2;
抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
方木的最大应力计算值 3.219 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
方木抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力: V = 0.6×2.682×1 = 1.61 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3×1609.5/(2×50×100) = 0.483 N/mm2;
方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.7 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.483 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.7 N/mm2,满足要求!
方木挠度验算:
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:
q = 1.594 + 0.204 = 1.798 kN/m;
方木最大挠度计算值 ν= 0.677×1.798×10004 /(100×10000×416.667×104)=0.292mm;
方木的最大允许挠度 [ν]=1.000×1000/250=4.000 mm;
方木的最大挠度计算值 ν= 0.292 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ν]=4 mm,满足要求!
3.支撑托梁的强度验算
支撑托梁按照简支梁的计算如下
荷载计算公式如下:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m2):
q1 = (24.000+1.500)×0.750= 19.125 kN/m2;
(2)模板的自重(kN/m2):
q2 = 0.350 kN/m2;
(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/m2):
q3= (2.500+2.000)=4.500 kN/m2;
q = 1.2×(19.125 + 0.350 )+ 1.4×4.500 = 29.670 kN/m2;
梁底支撑根数为 n,立杆梁跨度方向间距为a, 梁宽为b,梁高为h,梁底支撑传递给托梁的集中力为P,梁侧模板传给托梁的集中力为N 。
当n=2时:
当n>2时:
计算简图(kN)
变形图(mm)
弯矩图(kN·m)
经过连续梁的计算得到:
支座反力 RA = RB=4.024 kN;
最大弯矩 Mmax=0.91 kN.m;
最大挠度计算值 Vmax=1.293 mm;
最大应力 σ=0.91×106/5080=179.173 N/mm2;
支撑抗弯设计强度 [f]=205 N/mm2;
支撑托梁的最大应力计算值 179.173 N/mm2 小于 支撑托梁的抗弯设计强度 205 N/mm2,满足要求!
八、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式
1.梁两侧立杆稳定性验算:
其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括:
水平钢管的最大支座反力: N1 =4.024 kN ;
脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×3=0.465 kN;
N =4.024+0.465=4.4 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.;
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 N/mm2;
lo -- 计算长度 (m);
参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,按下式计算
lo = k1uh
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 =1.7;
上式的计算结果:
立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.7×1.5 = 2.945 m;
Lo/i = 2945.25 / 15.8 = 186 ;
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=4488.51/(0.207×4) = 44.343 N/mm2;
钢管立杆稳定性计算 σ = 44.343 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
九、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p ≤ fg
地基承载力设计值:
fg = fgk×kc = 120×1=120 kPa;
其中,地基承载力标准值:fgk= 120 kPa ;
脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =4.4/0.25=17.954 kPa ;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 4.4 kN;
基础底面面积 :A = 0.25 m2 。
p=17.954 ≤ fg=120 kPa 。地基承载力满足要求!