支
模
架
搭
设
方
案
编制:
审核:
审批:
浙江省建设投资集团股份有限公司
2010年5月
支模架搭设方案
一、工程概况:
XXX工程位于XX市东北角。东侧为XX路,北侧为XX路。西侧、南侧为拟建的XX路、市陌南路。场地中间有一条大致东西向的河流将场地分成南北两块。该区域原为老住宅区。该工程主要为5层、18层、25层住宅及部分商业用房。总共有26幢楼房组成。其中1-6#楼为砖混结构五层;7-10#楼为框架结构五层,11-14#楼框架结构25层,7-14#楼共同为1#地下室。15#楼为框架结构25层,地下为自行车库层,16-19#楼共同为2#地下车库,其中16、17#楼为框架结构五层,18、19#楼为框架结构18层,20-26#楼为砖混结构五层。总用地面积约45367平方米,总建筑面积为128830平方米。其中地上总建筑面积105018平方米,地下总建筑面积173平方米。本工程1#地下室底板从自然地坪下4.6米,局部坑中坑8米。自然地坪黄海高程3米,底板面黄海高程-1.25米,底板厚度400mm.承台深度1000~1600.设计一层平面框架结构±0.000相当于黄海高程4.85米,砖混结构±0.000相当于黄海高程6.15米。工程等级二级,耐火等级一级。本工程合同工期为750日历天。
本工程地下室顶板主次梁截面尺寸为400×1000mm,300×800mm, 不等;地下室顶板厚度为250mm、200mm;地下室顶板标高为-2.3米,底板标高-6.1米。二层以上梁尺寸大多为200×400,200×500不等。板厚度为110mm,100mm。框架结构标准层层高2.9米,砖混结构标准层层高2.8米。混凝土采用泵送混凝土、机械振捣。
二、框架结构模板设计
编制依据
1、混凝土结构工程施工及验收规范
2、木结构设计规范
3、木结构工程施工及验收规范
4、施工图纸
1、基础模板
基础采用砖砌胎模,采用砼多孔砖,水泥砂浆M10砌筑,内侧面采用1∶2水泥砂浆抹面。砖胎模周围回填土后浇捣混凝土。
2、地下室顶板梁支模架计算(取最大梁截面计算)
计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、
《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、
《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
现浇楼板采用十一夹板,在钢管支架上用8×6㎝方木@350支撑,梁外侧用4×6cm方木@500作背楞,但个别梁尺寸特别大的采用4×6cm 方木@400作背楞。支模架采用Ф48×3.5钢管。支模架立杆间距:地下室部分为600×600;标准层梁1000×1000;标准层板支模架间距为1000×1000。
梁段:L1。
(一)、计算参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度 B(m):0.40;梁截面高度 D(m):1.00;
混凝土板厚度(mm):250.00;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):3.50;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;
采用的钢管类型为Φ48×3.5;
立杆承重连接方式: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/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:松木;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:2;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;
次楞龙骨材料:木楞,宽度60mm,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。
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,按5.714h考虑;
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=1.922 kN·m;
其中,F=1/4×q×h=5.49,h为梁高为1m,a为次楞间距为350mm;
经计算得到,外楞的受弯应力计算值: σ = 1.92×106/1.02×104 = 1.124 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 =1.124N/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=5.49kN;
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=1.615×5490.000×500.003/(100×206000.000×243800.000)=0.221mm;
根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.221 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=0.221mm 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。
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 =133.33mm;
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)×1.00×1.00×0.90=27.54kN/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=27.54+0.38+2.52=30.44kN/m;
跨中弯矩计算公式如下:
Mmax = 0.10×30.438×0.1332=0.054kN·m;
σ =0.054×106/5.40×104=1.002N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =1.002 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)×1.000+0.35)×1.00= 25.85KN/m;
l--计算跨度(梁底支撑间距): l =133.33mm;
E--面板的弹性模量: E = 9500.0N/mm2;
面板的最大允许挠度值:[ν] =133.33/250 = 0.533mm;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×25.85×133.34/(100×9500×4.86×105)=0.012mm;
面板的最大挠度计算值: ν=0.012mm 小于 面板的最大允许挠度值:[ν] = 133.3 / 250 = 0.533mm,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)×1×0.133=3.4 kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2 = 0.35×0.133×(2×1+0.4)/ 0.4=0.28 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)×0.133=0.6 kN/m;
2.方木的支撑力验算
静荷载设计值 q = 1.2×3.4+1.2×0.28=4.416 kN/m;
活荷载设计值 P = 1.4×0.6=0.84 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 = 4.416+0.84=5.256 kN/m;
最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×5.256×0.5×0.5= 0.131 kN.m;
最大应力 σ= M / W = 0.131×106/83333.3 = 1.577 N/mm2;
抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
方木的最大应力计算值 1.577 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 = 0.6×5.256×0.5 = 3.154 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3×3153.6/(2×50×100) = 0.946 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 0.946 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 = 3.400 + 0.280 = 3.680 kN/m;
方木最大挠度计算值 ν= 0.677×3.68×5004 /(100×10000×416.667×104)=0.037mm;
方木的最大允许挠度 [ν]=0.500×1000/250=2.000 mm;
方木的最大挠度计算值 ν= 0.037 mm 小于 方木的最大允许挠度 [ν]=2 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
荷载计算公式如下:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m2):
q1 = (24.000+1.500)×1.000= 25.500 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×(25.500 + 0.350 )+ 1.4×4.500 = 37.320 kN/m2;
梁底支撑根数为 n,梁底小横杆支撑间距为a, 梁宽为b,梁高为h,梁底支撑传递给钢管的集中力为P,梁侧模板传给钢管的集中力为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=3.942 kN;
最大弯矩 Mmax=0.726 kN.m;
最大挠度计算值 Vmax=1.081 mm;
最大应力 σ=0.726×106/5080=142.9 N/mm2;
支撑抗弯设计强度 [f]=205 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 142.9 N/mm2 小于 支撑钢管的抗弯设计强度 205 N/mm2,满足要求!
(八)、梁跨度方向钢管的计算
作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等,通过方木的集中荷载传递。
1.梁两侧支撑钢管的强度计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;集中力P= 3.942 KN.
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩 Mmax = 0.69 kN·m ;
最大变形 Vmax = 1.815 mm ;
最大支座力 Rmax = 8.476 kN ;
最大应力 σ= 0.69×106 /(5.08×103 )=135.813 N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值 135.813 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度Vmax=1.815mm小于1000/150与10 mm,满足要求!
(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=8.476 kN;
R > 6.40 kN 且R < 12.80 kN,所以单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求!
故采用双扣件!
(十)、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:
纵向钢管的最大支座反力: N1 =8.476 kN ;
脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×3.5=0.542 kN;
楼板的混凝土模板的自重: N3=1.2×(1.00/2+(0.60-0.40)/2)×1.00×0.35=0.252 kN;
楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=1.2×(1.00/2+(0.60-0.40)/2)×1.00×0.250×(1.50+24.00)=4.590 kN;
N =8.476+0.542+0.252+4.59=13.86 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=13859.757/(0.207×4) = 136.923 N/mm2;
钢管立杆稳定性计算 σ = 136.923 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
三、砖混结构模板计算
根据本工程实际1-6#楼砖混结构预采用枇杷撑作为梁板模板支撑,砖混结构层高2.8米,板厚按100mm计算。砖混结构支模架立柱采用圆木,大头直径10cm,小头直径8cm,立柱间距1米。斜撑采用30×40方木,板底采用40×60方木支撑,间距300。
(一)、参数信息
1、模板支架参数
横向间距或排距(m): 1.000;纵距(m): 1.000;
模板支架计算高度(m): 2.800;立柱采用圆木:
圆木小头直径(mm): 80.000;圆木大头直径(mm): 100.000;
斜撑截面宽度(mm):30.000;斜撑截面高度(mm):40.000;
帽木截面宽度(mm):60.000;帽木截面高度(mm):80.000;
斜撑与立柱连接处到帽木的距离(mm): 600.000;
板底支撑形式:方木支撑;方木的间隔距离(mm):300.000;
方木的截面宽度(mm):40.000;方木的截面高度(mm):60.000;
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):2.000;
3、楼板参数
钢筋级别:二级钢HRB 335(20MnSi);楼板混凝土强度等级:C25;
每层标准施工天数:8;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):392.700;
楼板的计算跨度(m):4.500;楼板的计算宽度(m):4.000;
楼板的计算厚度(mm):100.000;施工期平均气温(℃):25.000;
4、板底方木参数
板底方木选用木材:杉木;方木弹性模量E(N/mm2):9000.000;
方木抗弯强度设计值fm(N/mm2):11.000;方木抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.400;
5、帽木方木参数
帽木方木选用木材:杉木;方木弹性模量E(N/mm2):9000.000;
方木抗弯强度设计值fm(N/mm2):11.000;方木抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.400;
6、斜撑方木参数
斜撑方木选用木材:杉木;方木弹性模量E(N/mm2):9000.000;
方木抗压强度设计值fv(N/mm2):11.000;
7、立柱圆木参数
立柱圆木选用木材:杉木;圆木弹性模量E(N/mm2):9000.000;
圆木抗压强度设计值fv(N/mm2):10.000;
(二)、模板底支撑方木的验算:
本工程模板板底采用方木作为支撑,方木按照连续梁计算;方木截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = b×h2/6 = 4.000×6.0002/6 = 24.000 cm3;
I = b×h3/12 = 4.000×6.0003/12 = 72.000 cm4;
木楞计算简图
1、荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重线荷载(kN/m):
q1 = 25.000×0.100×0.300 = 0.750 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(kN/m):
p1 = 2.000×0.300 = 0.600 kN/m;
2、抗弯强度验算:
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之和, 计算公式如下:
均布荷载 q = 1.2×(q1+q2 )+1.4×p1 = 1.2×(0.750+0.105)+1.4×0.600 = 1.866 kN/m;
最大弯距 M = 0.125×q×l2 = 0.125×1.866×1.0002= 0.233 kN.m;
最大支座力 N = 1.25×q×l = 1.25×1.866×1.000 = 2.333 kN ;
截面应力 σ = M/W = 0.233×106/24.000×103 = 9.719 N/mm2;
方木的最大应力计算值为9.719N/mm2,小于方木抗弯强度设计值11.000N/mm2,满足要求!
3、抗剪强度验算:
截面抗剪强度必须满足下式:
其中最大剪力:V = 0.625×1.866×1.000 = 1.166 kN;
截面受剪应力计算值:T = 3×1.166×103/(2×40.000×60.000) = 0.729 N/mm2;
截面抗剪强度设计值:[fv] = 1.400 N/mm2;
方木的最大受剪应力计算值为0.729N/mm2,小于方木抗剪强度设计值1.4N/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,按规范规定,挠度验算取荷载标准值,计算公式如下:
均布荷载 q = q1+q2 = 0.750+0.105 = 0.855 kN/m;
最大变形 ν= 0.521×0.855×(1.000×103)4/(100×9000.000×72.000×104)
= 0.687 mm;
方木的最大挠度为0.687mm,小于最大容许挠度4.000mm,满足要求!
(三)、帽木验算:
支撑帽木按照集中以及均布荷载作用下的两跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力:P = 1.866×1.000+0.000 = 1.866 kN;
均布荷载q取帽木自重:q = 1.000×0.060×0.080×3.870 = 0.019 kN/m;
截面抵抗矩:W = b×h2/6 = 6.000×8.0002/6 = .000 cm3;
截面惯性矩:I = b×h3/12= 6.000×8.0003/12 = 256.000 cm4;
帽木受力计算简图
经过连续梁的计算得到
帽木剪力图(kN)
帽木弯矩图(kN·m)
帽木变形图(mm)
经过连续梁的计算得到
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为:
R[1] = 2.213 kN;
R[2] = 3.803 kN;
R[3] = 1.466 kN;
最大弯矩 Mmax = 0.202 kN.m;
最大变形 νmax = 0.107 mm;
最大剪力 Vmax = 2.275 kN;
截面应力 σ = 202.109/ = 3.158 N/mm2。
帽木的最大应力为 3.158 N/mm2,小于帽木的抗弯强度设计值 11.000 N/mm2,满足要求!
帽木的最大挠度为 0.107 mm,小于帽木的最大容许挠度 2.000 mm,满足要求!
(四)、模板支架荷载标准值(轴力)计算:
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
1、静荷载标准值包括以下内容:
(1)木顶撑的自重(kN):
NG1 = {1.000×0.060×0.080+[(1.000/2)2+0.6002]1/2×2×0.030×0.040+2.800×0.080×π×0.100×2}×3.870= 0.244 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 = 25.000×0.100×1.000×1.000 = 2.500 kN;
经计算得到,静荷载标准值;
NG = NG1+NG2+NG3 = 0.244+0.350+2.500 = 3.094 kN;
2、活荷载为施工荷载标准值:
经计算得到,活荷载标准值:
NQ = 2.000×1.000×1.000 = 2.000 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 = 1.2×3.094+1.4×2.000 = 6.512 kN;
(五)、立柱的稳定性验算:
稳定性计算公式如下:
其中,N -- 作用在立柱上的轴力
σ --立柱受压应力计算值;
fc --立柱抗压强度设计值;
A0--立柱截面的计算面积;
A0 = π×(80.000/2)2 = 5026.548 mm2
φ--轴心受压构件的稳定系数,由长细比 结果确定;
轴心受压稳定系数按下式计算:
i--立杆的回转半径,i = 80.000/4 = 20.000 mm;
l0-- 立杆的计算长度,l0 = 2800.000-600.000 = 2200.000 mm;
λ= 2200.000/20.000 = 110.000;
φ =2800/(110.000)2) = 0.231;
经计算得到:
σ = 6512.441/(0.231×5026.548) = 5.599 N/mm2;
根据规范规定,用于施工和维修时木材的强度设计值应乘1.2调整系
数:
[f] = 1.2×10.000 = 12.000 N/mm2;
木顶支撑立柱受压应力计算值为5.599N/mm2,小于木顶支撑立柱抗压强度设计值 12.000N/mm2,满足要求!
(六)、斜撑(轴力)计算:
木顶撑斜撑的轴力RDi按下式计算:
RDi=RCi/sinαi
其中 RCi -斜撑对帽木的支座反力;
RDi -斜撑的轴力;
αi -斜撑与帽木的夹角。
sinαi = sin{90-arctan[(1.000/2)/0.600]} = 0.974;
斜撑的轴力:RDi=RCi/sinαi= 2.213/ 0.974= 2.273 kN
(七)、斜撑稳定性验算:
稳定性计算公式如下:
其中,N -- 作用在木斜撑的轴力,2.273 kN
σ --木斜撑受压应力计算值;
fc --木斜撑抗压强度设计值;11.000 N/mm2
A0--木斜撑截面的计算面积;
A0 = 30.000×40.000 = 1200.000 mm2;
φ --轴心受压构件的稳定系数,由长细比λ=l0/i结果确定;
轴心受压构件稳定系数按下式计算:
i --木斜撑的回转半径,i = 0.2×40.000 = 11.560 mm;
l0-- 木斜撑的计算长度,l0 = [(1000.000/2)2+600.0002]0.5 = 781.025 mm;
λ = 781.025/11.560 = 67.563;
φ =1/(1+(67.563/80)2) = 0.584;
经计算得到:
σ = 2272.743/(0.584×1200.000) = 3.245 N/mm 2;
根据规范规定,用于施工和维修时木材的强度设计值应乘1.2调整系数;
[f] = 1.2×11.000 = 13.200 N/mm2;
木顶支撑斜撑受压应力计算值为3.245 N/mm2,小于木顶支撑斜撑抗压强度设计值13.200N/mm2,满足要求!
(八)、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 =18.8/0.25=75.2 kpa ;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 18.8 kN;
基础底面面积 :A = 0.25 m2 。
p=75.2 ≤ fg=120 kpa 。地基承载力满足要求!
四、模板及支模架搭设
模板工程应保证其强度和刚度,本工程柱、墙板、梁、现浇板模板均采用多层夹板,以提高施工速度和工程质量,模板在现场木工车间内制作成定型模板。
施工程序:
翻样配模→放线→承重支架搭设→柱、剪力墙模板就位安装→梁模支撑→现浇板铺设→补洞、修整→自检→验收→砼浇捣。
本工程柱、墙板、梁采用(现场加工)定型木模,平板、竖向板均采用十一夹板,支模排架(承重架)采用Ф48钢管扣件连接,楼层模板支撑采用扣件式钢管满堂排架,采用外径Ф48、壁厚3.8mm钢管作支架及加固。模板支撑系统排列根据施工图平面尺寸及有梁式全现浇的特点及根据荷载而定,为保证楼面板及梁不发生下沉等现象,局部间隔式梁处要对称,采用双扣件以作保险。并设剪刀撑,扫地杆等。支撑系统完工后,随即安装梁底及铺设楼面板。
所有模板按部位支撑完毕,垂直度用线锤校正复核,水平拉墙线复核。验收合格后方可转入下一道工序。
柱模板的颈部用木模拼接作好梁柱节点,由梁底标高控制柱模顶标高。
1、柱支模
柱是结构最关键部位,柱所在平面轴线上的位置及截面尺寸应仔细复核。
柱子的垂直度必须严格核准,保证柱的垂直度和稳固。必须是支模架牢固,纵横水平大横杆和剪刀撑的密度,应重视。关于开门子板,清理木屑杂物,难度较大,先在的模板是整体大块模板。故木工支模前,必须清扫冲洗柱根部的杂物等,模板支好后,垃圾清理注意不要掉入柱墙内。一般情况下柱根不开清洗洞。
2、梁支模
在施工楼层结构时,第一道工序是弹线搭设支模架,支模架立杆的间距取决于梁底模立杆的横向和纵向间距,是支模架的主要参数。
1)立杆间距
模板支撑必须严格把关,逐排逐根检验,支模架用Ф48×3.5mm钢管扣件搭设。主梁下支模立杆间距为700×1000;排木间距250;在平面上立杆的布置,要求横成行,纵成列,井字形成林。
2)横向牵杆。
横向牵杆一般情况有三道左右,顶部在梁底,根部在地垄(扫地杆)中间再加上1~2道。竖向间距约为1.5米左右,立杆的根部牵杠(地垄)在二根立杆的跨中,加以成对木楔塞紧。楼板上立杆必须用20mm厚木板,250×250做垫木。
3)立杆的夹头:梁高大于600时,梁底用双夹头。梁高小于600时,隔一根布置双夹头的原则。
4)防止位移:为了防止整体框架模板的位移设置水平导杆和剪刀撑体系,纵横向水平导杆竖向和水平向间距均不宜小于1.5米,纵横向剪刀撑的水平间距不宜大于6米,沿四侧的边柱必须设置剪刀撑,对四角应有加强的抱角支撑。
5)立杆成线:支模立杆在上下楼层保持同一中心线,以利荷载的传递。
6)侧模固定:梁的侧模设置长的横楞和短的竖楞,竖楞的间距一般为900,当梁高大于600时,在梁的两侧除有侧模方木或钢管支撑以外,在梁的中部应有穿过梁内部的对销螺杆套塑料套管,并视梁的高度相应增加。
7)梁的起拱与降模
梁的起拱高度对跨度不小于4M的起拱高度为1‰~2‰, 注意楼体踏步尺寸按装饰厚度错开,以保证装饰后的楼体踏步顶面对齐。
3、板支模
楼板支模时先铺设四周模板与梁模、柱、剪力墙模连结,然后再铺中间模板。踏步高度要求一致,特别是最一下步和最上一步。楼板上的卫生间标高要降低20㎜,周边要有翻梁(素砼),挡水:高200、宽240。
4、墙板支模
地下室墙板水平施工缝留设在底板上400mm处,用400mm宽3mm厚钢板作止水带。墙体模板采用十一夹板进行施工,用Ф12@400×550对拉螺栓与每道双钢管用山形销固定,外墙板采用止水螺杆焊支撑板作内撑。
剪力墙板和楼梯间墙板模板支模时,为保证墙垂直截面尺寸正确,每侧用@400的60*80㎜通长小枋作夹木,为防止炸模并用Ф12钢筋做对销螺栓加塑料套管,上下间距500㎜左右,剪力墙板模板支设时在模板底开设门子洞。
特别是电梯井支模,在底部板上定出中心点,随时逐步升高,作为垂直依据点,避免墙板倾向与偏位。电梯井模板成套制作、周转。
5、梁柱节点处理
柱与梁交接处模板为保证砼成型后符合设计图纸尺寸要求,保证在砼浇捣过程中各柱、梁交接处阴阳角不变形,应在柱模配制时柱上部模板全部用整板配制,并与下部模板紧密拼接,后根据各梁截面尺寸施工。柱梁拼接后梁底至板底及柱面至板底用钢管作重点加固处理,以保证梁柱节点模板的质量。
五、施工技术质量措施及质量要求
模板安装允许偏差见下表:
名称
序号 | 项目 | 允许偏差(㎜) | |
1 | 轴线 | (基础)+5 | 柱、墙、梁+2-5 |
2 | 截面尺寸 | (基础)+10 | 柱、墙、梁+2-5 |
3 | 相邻两板表面高低 | 2 | |
4 | 底模上表面标高 | +2 -5 | |
5 | 层高垂直 | 3 | |
6 | 表面平整 | 5 |
A 、技术复核应在专项方案中编制技术复核计划,明确复核内容、部位、复核人员及方法。
B、技术复核内容如下表所示:
工程技术复核表
序号 | 复核项目 | 操作者 | 复核者 |
1 | 承重架排列及标高 | 木工班 | 施工员 |
2 | 柱、梁、板轴线及标高 | 木工班 | 施工员、关砌 |
3 | 各模板配制尺寸 | 木工班 | 施工员、关砌、技术员 |
4 | 现浇构件模板 | 木工班 | 施工员、关砌、技术员 |
2、技术、质量交底制度
技术、质量的交底工作是施工过程中一项不可缺少的重要工作内容。交底必须采用书面形式确认。具体分以下几个方面:
A、根据施工方案对技术、质量、安全进行书面交底,列出重点部位和所要监控的要点。
B、本着谁负责施工、负责质量、安全工作的原则在安排施工任务的同时必须对施工人员进行书面质量、安全交底,必须做到不明确不上岗、为签证不上岗。
3、重点控制措施
A、柱的抱箍间距要严格控制,特别是截面大的柱子,柱的垂直度在立模和浇捣过程中要有专人跟踪监控校正。
B、支模架在搭设时及时检查,发现间题及时加固,立杆、斜立杆、扫地杆的间距,夹头数量,支承方式及钢管、夹头质量是检查重点,在平面上的异形部位,洞口边缘,以及三角地带要注意立杆的填充补齐,在底层立杆时,在局部架空层板上垫板的可靠性。
C、严格控制拆模时间,按规范所达到的强度时方可拆模,同时要求在拆除下一层模板时待隔层的上一层砼浇捣后才开始拆除。
D、复核:梁柱所在轴线的位置截面尺寸及标高,应在班组自行复核的基础上,由项目部质量员仔细复核。
E、砼浇筑前冲水清理垃圾,密实模板缝。
F、JGJ59-99要求拆模要申请,有砼拆模试块强度报告。
G、班组拆模前必须向项目部提交书面拆模申请,得到批准后方可拆模。(拆模申请格式见后附件)。
六、模板与支架拆除
模板的拆除时间要严格,侧模要在混凝土强度能保证表面及棱角不受损坏时方才可拆模。板底模要符合《混凝土结构工程施工及验收规范》的相关规定才可拆模。拆模质量控制侧模在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损,方可拆除。底模在符合下表规定后,方可拆除。
现浇结构拆模时所需混凝土强度
结构类型 | 结构跨度(米) | 按设计混凝土强度标准值的百分率计(%) |
板 | ≤2 | 50 |
>2,≤8 | 75 | |
>8 | 100 | |
梁 | ≤8 | 75 |
>8 | 100 | |
悬臂构件 | ≤2 | 100 |
>2 | 100 |
七、拆模顺序
拆模应遵循:分段分区块拆除、平面上先拆临边跨后拆内部跨、垂直方向分层分皮自上而下拆除、先拆非承重模板再拆除承重模板;拆梁底模应从梁跨的中间向两边拆除,拆悬臂梁梁底的模板时应从悬臂端向支座端拆除;同时拆除模板时应随拆随清理并堆放整齐,拆模操作顺序如下:
1、柱模板:搭设作业平台→拆除斜撑/支撑水平杆→自上而下拆除柱箍或横楞→拆除模板间连接螺栓或回形销→拆除模板→清理模板并分类堆放。
2、墙板模板:搭设作业平台→拆除斜撑/支撑水平杆→拆除墙板拉结螺栓→拆除模板表面楞杆及模板间连结杆件→拆除墙面模板→清理模板并分类堆放整齐。
3、梁、顶板模板:搭设作业平台→拆梁侧支模水平杆/斜撑→拆除梁侧模→板底承重水平横杆→对搭接立杆可拆除上立杆或适当下放上立杆→拆顶板底模板→拆梁底承重水平横杆→拆梁底模板→拆支模架剪刀撑→拆支模架横杆→拆支模架立杆。
八、安全生产保证措施
1、木工机械必须符合安全有关规定,不符合停用,木工机械放置在施工层上必须有防护罩,同样符合机械和用电安全规定,木工操作必须由专人负责 ,具体维护有现场机修工负责。
2、搭设支模架配置专业架子工同木工人员共同合作。
3、模板上的朝天钉必须及时拨除,防止钉子扎脚。
4、施工层操作场配有足够的灭火器。钢筋电焊须有动火审批,作业时有监护人。
5、夏天高温季节调整作业时间避开高温,确保劳逸结合。
6、上岗作业人员必须是已经过三级安全教育并经考试合格的人员。
7、拆模前应履行拆模审批手续。施工员(或木工翻样)应确认构件强度必须达到(设计和施工规范)允许拆模强度值,作业环境防护符合安全要求后,方可批准拆模。
8、在拆模前项目部必须对木工和架子班组进行分部分项安全交底,交底应交到班组所有作业人员。上岗时作业人员必须正确使用安全防护用品。严禁酒后作业,严禁睡眠严重不足人员上岗。
9、拆模时必须严格遵守拆模方案和操作规程。
10、拆模时下方不能有人,拆模区应设警戒线,以防有人误入被砸伤。
11、拆模时拆模工人必须有可靠的立足点,对高度超过4米的模板拆除无安全防护时,操作工人必须正确佩戴安全带。
12、拆模应遵循先拆非承重模板在拆除承重模板,拆梁底模应从梁跨的中间向两边拆除。
13、拆模操作时应按顺序分段进行,严禁猛撬、硬砸或大面积撬落、拉倒;作业间断时,现场不得留有松动或悬挂的模板。
14、拆下的模板应及时运至指定地点集中由序堆放,防止钉子扎脚。
15、项目安全员(包括班组长、班组兼职安全员)必须对模板拆除作业进行巡视,发现有不安全行为或现象必须立即给予制止。