模板专项施工方案
一、工程概况
本工程为xxx规划建设展示馆,位于xx公园内,由沈xx招标,xx承建施工,xxx东监理有限公司负责监理。展示馆建筑面积约8027.65平方米,建筑层数3层,建筑总高20.3米,结构形式为钢筋混凝土框架结构,局部钢结构。
为确保主体结构工程质量,使混凝土的外型尺寸、外观质量都达到较高要求,为室内装修及外墙装饰的施工打好基础,我公司将选用合理的模板体系和施工方法,满足工程质量的要求。本工程柱、梁板模板均采用多层清水模板、钢管支撑承重体系。为保证模板施工的顺利进行,特编制本专项施工方案。
二、编制依据
1、本工程设计施工图纸
2、《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002);
3、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204--2002);
4、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ130—2010);
5、《钢结构设计规范 》(GB50017-2003);
6、《木结构设计规范 》(GB50005-2003);
7、《建筑安全检查标准》(JGJ 59—2011);
三、材料要求
1、模板及其支架应有足够的强度、刚度、稳定性,能可靠的承受新浇砼以及施工过程中所产生的荷载。
2、支撑承重体系采用Φ48×3.5国标钢管,模板采用15mm厚清水多层板,接缝应严密,不漏浆。
四、模板及支撑体系的布置及验算
本工程筏板采用砖模,梁、板全部采用清水多层板,梁板支撑系统全部采用Φ48×3.5国标钢管、扣件连接,搭设承重脚手架。
4.1、剪力墙模板
4.1.1 剪力墙模板的支设
本工程标准层层高2.8米,剪力墙模板采用15mm厚清水多层板,用木方做背楞,木方龙骨间距为150mm,横向用两根ø48钢管做外龙骨,间距为500mm,使用ø12穿墙螺栓及山型卡子将墙体两片模板拉结。垂直间距墙底上220mm设第一排,依次按@500mm设置,水平距离按@400mm设置。安装模板前要检查底部楼板混凝土面是否平整,若不平应先将底部凿平,以利于模板安装。支设时先根据控制线弹出墙的边线,待钢筋绑扎完毕清理完墙柱基,经监理验收完后,再支设模板,支设完经吊线校正后再加固。模板面板厚度h=15mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。如下图所示:
4.1.2、剪力墙模板安全性验算
1.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:
采用前面的计算结果,可得出混凝土侧压力标准值F1=40.42kN/m2,倒混凝土时产生的荷载标准值 F2=6.0kN/m2,则作用于模板的总荷载设计值为:
q=40.42×1.2+6×1.4=56.9kN/m2
2.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。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。
(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),
M=ql2 /10=56.9×0.152/10=0.128KN.m;
W--面板的净截面抵抗矩,W=1000×18×18/6=5.41×104/mm3;
[f]--面板的强度设计值为(N/mm)。
l--计算跨度(内楞间距),l=0.15m;
面板的强度设计值:[f]=15.0N/mm2;
面板的荷载计算值:=0.128×106/5.4×104 =2.37N/mm2<[f]
故满足要求!
3.墙模板龙骨的计算
(1)龙骨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,龙骨采用钢管,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
龙骨的规格: 圆钢管φ48×3.5;
龙骨截面抵抗矩:W=5.08cm3;
龙骨截面惯性矩:I=12.19cm4;
①龙骨强度计算
=M/W<[f]
其中:--外龙骨强度计算值(N/mm2);
M--外龙骨的最大弯距(N.mm);M=0.175PL=0.999 KN.m
W--外龙骨的净截面抵抗矩;
[f]--外龙骨的强度设计值(N/mm2)。
M = 0.175Pl
其中:P--作用在外龙骨的荷载,
P=(1.2×40.42+1.4×6.00)×0.5×0.4 =11.38kN;
l--外龙骨计算跨度(对拉螺栓水平间距);
龙骨强度设计值:[f]=205N/mm2;
经计算得到,龙骨的强度计算值:
=M/W=0.999×106/5.08×104=196.65N/mm2<[f], 满足要求!
②龙骨的挠度计算
w=1.146Pl3/100EI≤[v]=l/400
其中: E--龙骨的弹性模量,E=210000N/mm2;
[w]--龙骨的最大允许挠度值,[w]=1.25mm;
龙骨的挠度验算:
w=1.146×11.38×103×6003/10×2.1×105×12.19×104 =1.1<[w], 满足要求!
(2)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:12mm
穿墙螺栓有效直径:10.84mm
穿墙螺栓有效面积:A=76mm2
穿墙螺栓最大容许拉力值:[N] =12.9kN
穿墙螺栓所受的最大拉力:N=11.381kN
N<[N]穿墙螺栓强度验算满足要求!
4.2 梁模板
梁模板采用15mm厚清水多层板,支撑体系采用承重钢管脚手架系统,梁底加设大头顶。梁两侧承重钢管立杆间距@1000mm, 梁底加设大头顶间距@1000mm。设三道水平拉杆,立柱与水平拉杆采用扣件锁紧牢固。面板与边缘木方钉在一起,状况同柱模,侧模背方净间距不大于250mm,底模背方净间距不大于200mm,钢管支撑和固定外框间距为800mm,先根据控制线及标高支梁底模,铺设底模先由梁两头进行再铺中间,底模铺设完毕再根据控制线立梁侧模。梁使用穿墙螺栓加固,同样有穿墙螺栓的位置要加内撑,待钢筋绑扎完毕再封闭侧模板并加固。水平方向设三道拉杆,上面一道拉杆使用双扣件,设剪刀撑。
4.3 楼板模板
4.3.1 楼板模板支设
楼板模板采用清水多层板,支撑体系采用承重式钢管支撑体系,楼板厚度为120mm。其支撑系统立杆采用Ф48的钢管。楼板模板立杆纵横间距为@1200mm,设水平扫地拉杆,中间设纵横水平拉杆,上面铺60*80木方龙骨, 木方中心间距@200mm。设剪刀支撑,与地面成45度角。立杆下采用木头楔子垫平,索牢固定,立柱与水平拉杆采用扣件锁紧牢固。模板缝隙用胶带粘好,保证拆模后,砼表面光滑平整。
4.3.2、楼板模板验算
4.3.2.1 参数信息
1.模板支架参数
横向间距或排距(m):1.20;纵距(m):1.20;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):2.80;
采用的钢管(mm):Φ48×3.5 ;板底支撑连接方式:方木支撑;
立杆承重连接方式:可调托座;
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;
3.材料参数
面板采用胶合面板,厚度为15mm;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):9000.000;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):200.000;
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:10号槽钢;
4.3.2.2 模板面板计算
模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度
模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 120×1.52/6 = 45 cm3;
I = 120×1.53/12 = 33.75 cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
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 = 25×0.12×1.2+0.35×1.2 = 4.02 kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2 = 1×1.2= 1.2 kN/m;
2、强度计算
计算公式如下:
M=0.1ql2
其中:q=1.2×4.02+1.4×1.2= 6.504kN/m
最大弯矩M=0.1×6.504×2002= 26016 N·mm;
面板最大应力计算值 σ =M/W= 26016/45000 = 0.578 N/mm2;
面板的抗弯强度设计值 [f]=13 N/mm2;
面板的最大应力计算值为 0.578 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
3、挠度计算
挠度计算公式为:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
其中q =q1= 4.02kN/m
面板最大挠度计算值 ν= 0.677×4.02×2004/(100×9500×33.75×104)=0.014 mm;
面板最大允许挠度 [ν]=200/ 250=0.8 mm;
面板的最大挠度计算值 0.014 mm 小于 面板的最大允许挠度 0.8 mm,满足要求!
4.3.2.3、模板支撑方木的计算
方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×h2/6=6×8×8/6 = 64 cm3;
I=b×h3/12=6×8×8×8/12 = 256 cm4;
方木楞计算简图(mm)
1.荷载的计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1= 25×0.2×0.12+0.35×0.2 = 0.67 kN/m ;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):
q2 = 1×0.2 = 0.2 kN/m;
2.强度验算
计算公式如下:
M=0.1ql2
均布荷载 q = 1.2 × q1+ 1.4 ×q2 = 1.2×0.67+1.4×0.2 = 1.084 kN/m;
最大弯矩 M = 0.1ql2 = 0.1×1.084×1.22 = 0.156 kN·m;
方木最大应力计算值 σ= M /W = 0.156×106/64000 = 2.439 N/mm2;
方木的抗弯强度设计值 [f]=13.000 N/mm2;
方木的最大应力计算值为 2.439 N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
3.抗剪验算
截面抗剪强度必须满足:
τ = 3V/2bhn < [τ]
其中最大剪力: V = 0.6×1.084×1.2 = 0.78 kN;
方木受剪应力计算值 τ = 3 ×0.78×103/(2 ×60×80) = 0.244 N/mm2;
方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.4 N/mm2;
方木的受剪应力计算值 0.244 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2,满足要求!
4.挠度验算
计算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
均布荷载 q = q1 = 0.67 kN/m;
最大挠度计算值 ν= 0.677×0.67×12004 /(100×9000×2560000)= 0.408 mm;
最大允许挠度 [ν]=1200/ 250=4.8 mm;
方木的最大挠度计算值 0.408 mm 小于 方木的最大允许挠度 4.8 mm,满足要求!
4.3.2.4、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:10号槽钢;
W=39.7 cm3;
I=198.3 cm4;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.301kN;
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 = 0.911 kN·m ;
最大变形 Vmax = 0.223 mm ;
最大支座力 Qmax = 8.564 kN ;
最大应力 σ= 910638.041/39700 = 22.938 N/mm2;
托梁的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2;
托梁的最大应力计算值 22.938 N/mm2 小于 托梁的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为 0.223mm 小于 1200/150与10 mm,满足要求!
4.3.2.5 模板支架立杆荷载设计值(轴力)
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)脚手架的自重(kN):
NG1 = 0.129×2.8 = 0.361 kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2 = 0.35×1.2×1.2 = 0.504 kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3 = 25×0.12×1.2×1.2 = 4.32 kN;
静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.185 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+2 ) ×1.2×1.2 = 4.32 kN;
3.立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ = 12.271 kN;
4.3.2.6、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
σ =N/(φA)≤[f]
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 12.271 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 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 N/mm2;
L0---- 计算长度 (m);
根据《扣件式规范》,立杆计算长度L0有两个计算公式L0=kuh和L0=h+2a,为安全计,取二者间的大值,即L0=max[1.155×1.73×1.5,1.5+2×0.1]=2.997;
k ---- 计算长度附加系数,取1.155;
μ ---- 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,取1.73;
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.1 m;
得到计算结果:
立杆计算长度 L0=2.997;
L0 / i = 2997.225 / 15.8=190 ;
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= 0.199 ;
钢管立杆受压应力计算值;σ=12270.576/(0.199×489) = 126.096 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ