一、工程概况 1、工程结构概况
本工程总用地面积为36073m2,总建筑面积131865m2,其中S8地块地下汽车库总建筑面积为11916m2
地下车库建筑层数、高度:地下一层、建筑高度3.75m(局部层高3.15m、2.95m),地库顶板覆土厚度厚为1.5-1.9m。
建筑结构形式为框架-剪结构,设计使用年限50年,抗震设防裂度7度。
防火设计的建筑分类为一类,其耐火等级为地上一级。 二、总体思路
2.1模板及支撑系统选型
根据施工进度总体安排,2013年10月至2014年6月主体施工,主体结构模板全部采用14mm厚木胶板,背楞使用40×80㎜木方,支撑体系为碗扣式脚手架加可调头。
2.2 模板配置
本工程顶板模板和墙体模板各配置一半。 三、模板施工
3.1基础模板施工
3.1.1基础垫层模板采用50mm×100mm木方,沿木方背后每隔1m打入300mm长的Ф12钢筋头。
3.1.2筏板基础模板采用木胶板,主龙骨采用Ф48×3.0钢管,次龙骨采用40×80mm方木,间距0.15m,横向拉杆采用48×3.0钢管
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与主龙骨用扣件连接,支设方法见下图:
3.2地下车库剪力墙模板施工
地下室墙体模板采用14㎜厚木胶板,竖向背楞采用40mm×80mm方木,间距200mm,横向用双排Ф48钢管及3型卡子对模板进行加固,横管间距500mm,穿墙螺栓水平间距400㎜,竖向间距500㎜。
3.2.1基础筏板钢筋绑扎完成后沿外墙模板外边线焊接Ф14的模板限位钢筋。
3.2.2基础筏板混凝土浇筑完成后根据平面控制轴线网,在筏板上放出剪力墙边线和检查控制线。
3.2.3设置防止墙体模板底部移位的控制钢筋,即在底板浇筑混凝土时将Ф18的短钢筋头插在墙体位置处,支模时用木楔子将控制钢筋与钢模板挤死,此措施了模板底部位移。
3.2.4把一面模板按位置线就位,然后安装斜撑,安装穿墙螺栓,清扫墙内杂物,再安另一侧模板,调整斜撑使模板垂直后拧紧穿墙螺栓。
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3.2.5模板安装完毕,检查一遍扣件,螺栓是否紧固,模板拼接缝及下口是否严密。
3.2.6模板拼接处设置成子母口,相互咬合,阴角处用木方背楞,两块竹胶板中间塞紧双面海绵胶带。
3.2.7模板安装完毕后检查一遍扣件、螺栓是否紧固,上口拉通线进行微调,模板拼缝及下口是否严密,办预检手续。
地下车库剪力墙模板支设节点示意图
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地下车库剪力墙模板支设示意图
3.3 框架梁模板安装
3.3.1梁模板施工采用碗扣式钢管支撑,模板为木胶板,背楞采用 40mm×80mm方木,立杆沿梁跨度方向间距900 mm,立杆步距1200 mm。
3.3.2支设梁模板前,应按尺寸先将梁底、梁侧模板加工好,并将底模背上木方;支模板时先按梁的轴线位置搭设两排脚手架,先放主龙骨,再放次龙骨的梁底,梁底模进行循环使用时,必须将梁底模两侧清理干净,以便梁底模、侧模紧密接触,侧模和底模下衬的木方要钉牢,尽量减少漏浆,使浇筑出的梁边角整齐,减小修补的工作量。
3.3.3安装上层梁、板底模时极及其支架时,下层楼板应具有足够的强度,能承受上层荷载。安装上层模板时上层支架的立柱要对准
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下层支架的立柱。
3.3.4框架梁跨度等于或大于 4m 时,模板应起拱。当设计无具体要求时,起拱高度宜为全跨长度的2/1000。
3.3.5 梁高550mm及以上的梁设Ф14穿梁螺栓,外套PVC管,螺栓位置于梁高的中部,纵向间距为600mm。
梁模板支设示意图
3.4 楼板模板安装
3.4.1楼板模板采用碗扣式钢管脚手架(带可调头),支模时先搭设 2.4m×0.9m 满堂脚手架,并安放可调头,调整可调头标高,使之在同一水平面上,主龙骨采用Ф48钢管,上面垂直于主龙骨方向放置次龙骨,次龙骨采用40mm ×80mm木方竖向放置,间距200㎜,次龙骨上面铺木胶板,木胶板四边用钉子固定在次龙骨上。
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3.4.2两块竹胶板拼缝下面必须垫一块木方,钉紧并塞双面海绵胶带上贴透明胶带,防止漏浆,支设板模时,应该尽量少切割木胶板,切割板后应先刷油漆封边再投入使用。
3.5楼板跨度等于或大于 4m 时,模板应起拱。当设计无具体要求时,起拱高度宜为全跨长度的2/1000。
3.6碗扣式钢管脚手架搭设 3.6.1 碗扣接头安装
组装时,先将上碗扣的缺口对准限位销后向上抬起,搁置在限位销上,将横杆等接头插入下碗扣,使接头弧面与立杆密贴,待全部接头插入后,将上碗扣套下,并用榔头顺时针沿切线敲击上碗扣凸头,直至上碗扣被限位销卡紧不再转动为止。
3.6.2 杆件组装
① 组装顺序:立杆→横杆→接头锁紧→脚手板→上层立杆→依次循环至顶。
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② 组装方向:组装以3~4人为一小组,其中1~2人递料,另外两人共同配合,每人负责一端。组装时,要求向同一方向或由中间向两边推进,不得从两边向中间合拢组装,否则中间杆件会因两侧架子刚度太大而难以安装。
③ 关键部位:组装关键要把好底部架的组装质量关。因为头两步架的搭设质量不仅关系到整架的组装质量,而且关系到整架的组装速度。要求搭设头两步架时,必须保证立杆的垂直度和横杆的水平度,使碗扣接头连接牢靠,待将头两步架调整好以后,将碗扣接头锁紧,再继续搭设上部支架。
3.7模板拆除
3.7.1拆模顺序:先支后拆,后支先拆。
3.7.2拆模时拆模强度必须以混凝土同条件试块抗压强度报告为准,不同施工段、不同结构件的混凝土拆模强度报告要归档保存。柱拆模强度不得低于1.5 Mpa,墙拆模强度不得低于1.2Mpa。梁板混凝土结构件拆模所需强度见下附表:
模板拆除时的混凝土强度要求
达到设计的混凝土立方体抗构件类型 构件宽度(m) 压强度标准值的百分率(%) ≤2 板 >2,≤8 >8 梁 ≤8 ≥50 ≥75 ≥100 ≥75 7
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>8 悬挑 ≥100 ≥100 3.7.3地下车库外墙模板拆除时,先拆除附件,再拆除斜撑,用撬棍轻轻撬动模板,使其离开墙体,再运走。
3.7.4梁底、楼板拆模除按混凝土强度外还应满足常温不少于两 层连续支撑,冬期不少于三层连续支撑。
3.7.5梁板拆模时,应先松梁底可调头,将主次楞降下一定高度后,再拆除梁底、梁梆模板。拆除板底模板时,将可调头降下一定高度后,先拆除主楞,再拆次楞。拆板底模板时应留有部分支撑,最后将板底模板从一端向另一端依次拆下。
3.7.6拆下来的模板按构件规格(主、次梁,楼板,剪力墙)分 别码放,以备下次周转使用。 3.8后浇带的模板施工
3.8.1 -5.05m标高基础梁后浇带模板安装
(1)、基础梁后浇带底模采用C15素混凝土浇筑,侧模采用竹胶板模板、40mm×80mm方木楞做排木,间距不大于200mm,周边采用 Φ48mm钢管扣件紧固、支撑;由于其支撑在基土面上,应对基土平整夯实,满足承载力要求,并铺垫脚板。为了保证后浇混凝土与两侧混凝土结合密实, 后浇带部位模板采用整块木板制成,与两侧模板接缝位置设在后浇带两侧300mm以外,并组成的支撑体系,在两侧模板拆除时不能扰动该部位。
(2)、安装时方木背楞间隔尺寸要均匀,施工时严格按照尺寸间距进
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行施工,方木背楞安装要横平竖直,并且搭接要错开,不准都集中在同一个截面上搭接,模板在安装过程中要及时检查垂直度和模板的平整度,以便及时调整,保证模内截面尺寸符合设计要求。 3.8.2、±0.000m标高楼面梁板后浇带模板安装
(1)、为确保结构支撑体系的安全,后浇带模板采用的支撑体系,与平台模板连接处断开,不影响平台模板的拆除。
(2)、模板支撑采用钢管支撑,后浇带梁下支撑钢管立杆搭设间距纵向为900mm,横向为700mm,后浇带板下支撑钢管立杆间距纵横向均为1000mm,支模架下脚离地200mm必须纵横搭设扫地杆,横杆搭设步距为1500mm,立杆下脚必须垫木方或木板,并支撑于坚实的基土上。模板支撑系统必须稳定牢固,且有足够的承载力。 后浇带模板支撑示意图如下:
(3)、按照设计标高调整支柱的标高,然后安装龙骨,并拉线找平。梁板底至最上层水平管间距不得大于0.3米,调节螺栓外露长度不得大于0.2米。
(4)、先搭设梁部立杆,后搭平板立杆,再搭设纵横水平拉杆。
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(5)、每紧固点紧固件均需备齐,所有紧固件必须扣紧,不得有松动,梁承重架横杆下须设双扣件。
(6)、整个承重架完成后,经复核轴线标高无误,再铺设龙骨排木,按制作好的分块在现场按序组装,先安装梁底模,再安装梁侧模,然后安装楼板模。
(7)、框架梁上口固定要牢固,梁底及上口要拉通线。
(8)、所有梁、平板模板在支模前必须及时进行清理,刷脱模剂。拼装时,接缝处缝隙用海绵条填实及胶带纸粘合,避免漏浆。 (9)、梁模板支模完成后及时进行技术复核,误差控制在以下范围内:轴线位移5mm,标高±5mm,相邻两板表面高低差2mm,表面平整度5mm,截面内部尺寸+4mm、-5mm。
(10)、施工缝:后浇带施工缝应尽量使用垂直条形模板支设,便利于拆除清理,同时拼缝必须严密,在钢筋部位应用手工锯正确拉出贯穿口,以便钢筋正确安装。
(11)、因后浇带设计宽度800mm,所用竹胶合板宽为1400mm,这样两侧各有300mm宽度,可确保后浇带两侧模板支撑拆除后有300mm宽钢筋砼受后浇带支撑体系支撑。后浇带龙骨与相邻板块断开,长度不得超过1500mm,以保证不影响两侧板块的模板拆除 四、模板验算
4.1梁模板计算
梁模板以负一层作为计算对象,梁截面B×D=350mm×700mm,梁支撑立杆的横距为0.90m,立杆步距为1.20米。
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4.2 梁底支撑的计算 4.2.1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m): q1 = (24+1.5)×0.7×0.175=3.124 kN/m; (2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2 = 0.35×0.175×(2×0.7+0.35)/ 0.35=0.306 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)×0.175=0.788 kN/m; 4.2.2.钢管的支撑力验算
静荷载设计值 q = 1.2×3.124+1.2×0.306=4.116 kN/m; 活荷载设计值 P = 1.4×0.788=1.102 kN/m;
钢管计算简图
钢管按照三跨连续梁计算。
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 ⑴ 钢管强度验算:
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:
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线荷载设计值 q = 4.116+1.102=5.218 kN/m;
最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×5.218×0.9×0.9= 0.423 kN.m; 最大应力 σ= M / W = 0.423×106/5080 = 83.208 N/mm2; 抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2;
钢管的最大应力计算值 83.208 N/mm2 小于 钢管抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
⑵ 钢管抗剪验算: 截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力: V = 0.625×4.116×0.9 = 2.315 kN; 钢管的截面面积矩查表得 A = 4.000 mm2;
钢管受剪应力计算值 τ =2×2315.250/4.000 = 9.469 N/mm2; 钢管抗剪强度设计值 [τ] = 120 N/mm2;
钢管的受剪应力计算值 9.469 N/mm2 小于 钢管抗剪强度设计值 120 N/mm2,满足要求!
⑶ 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:
q = 3.124 + 0.306 = 3.430 kN/m; 钢管最大挠度计算值 ν= 0.677×3.43×9004
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/(100×206000×12.19×104)=0.607mm;
钢管的最大允许挠度 [ν]=0.900×1000/250=3.600 mm; 钢管的最大挠度计算值 ν= 0.607 mm 小于 钢管的最大允许挠度 [ν]=3.6 mm,满足要求!
4.2.3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)×0.700= 17.850 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×(17.850 + 0.350 )+ 1.4×4.500 = 28.140 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:
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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=4.697 kN; 最大弯矩 Mmax=0.975 kN.m;
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最大挠度计算值 Vmax=1.318 mm;
最大应力 σ=0.975×106/5080=191.907 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 191.907 N/mm2 小于 支撑钢管的抗弯设计强度 205 N/mm2,满足要求!
4.2.4、扣件抗滑移的计算:
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=4.697 kN; R < 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 4.2.5、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 =4.697 kN ;
脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.149×4.57=0.817 kN; 楼板的混凝土模板的自重:
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N3=1.2×(0.90/2+(0.60-0.35)/2)×0.90×0.35=0.217 kN; 楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=1.2×(0.90/2+(0.60-0.35)/2)×0.90×0.160×(1.50+24.00)=2.534 kN;
N =4.697+0.817+0.217+2.534=8.2 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);
考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算 lo = k1k2(h+2a)
k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.185;
k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 2. 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) = 1.185×1.002×(1.2+0.67×2) = 3.016 m;
Lo/i = 3015.92 / 15.8 = 191 ;
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= 0.197 ;
钢管立杆受压应力计算值 ;σ=82.248/(0.197×4) = 85.788
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N/mm2;
钢管立杆稳定性计算 σ = 85.788 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
4.3 楼板模板计算
楼板模板以负一层18~20/N~Q轴楼板做为计算单元,模板支架搭设高度为 3.3米,楼板长×宽=9m×3.5m,厚0.16m,立杆步距1.2m,立杆纵距0.9m,横距1.2m,采用的钢管类型为Φ48×3.00 。
4.3.1板底模板的强度和刚度验算 模板按三跨连续梁计算,如图所示:
⑴ 荷载计算,按单位宽度折算为线荷载。此时, 模板的截面抵抗矩为:w=1000×142/6=3.27×104mm3; 模板自重标准值:x1=0.5×1 =0.5kN/m;
新浇混凝土自重标准值:x2=0.16×24×1 =3.84kN/m; 板中钢筋自重标准值:x3=0.16×1.1×1 =0.176kN/m; 施工人员及设备活荷载标准值:x4=2.5×1 =2.5kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=2×1=2kN/m。
以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:
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g1 =(x1+x2+x3)×1.35=(0.5+3.84+0.176)×1.35=6.097kN/m; q1 =(x4+x5)×1.4=(2.5+2)×1.4 =6.3kN/m;
对荷载分布进行最不利布置,最大弯矩取跨中弯矩和支座弯矩的较大值。
跨中最大弯矩计算简图 跨中最大弯矩计算公式如下: M1max = 0.08g1lc2+0.1q1lc2 =
0.08×6.097×0.22+0.1×6.3×0.22=0.045kN·m
支座最大弯矩计算简图 支座最大弯矩计算公式如下:
M2max= -0.1g1lc2-0.117q1lc2= -0.1×6.097×0.22-0.117×6.3×0.22= -0.0kN·m;
经比较可知,荷载按照图2进行组合,产生的支座弯矩最大。Mmax=0.0kN·m;
⑵ 底模抗弯强度验算
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取Max(M1max,M2max)进行底模抗弯验算,即
σ =0.0×106 /(3.27×104)=1.9N/mm2
底模面板的受弯强度计算值σ =1.9N/mm2 小于抗弯强度设计值 fm =13N/mm2,满足要求。
⑶ 底模抗剪强度计算。 荷载对模板产生的剪力为
Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.6×6.097×0.2+0.617×6.3×0.2=1.509kN;
按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算:
τ =3×1509.012/(2×1000×14)=0.162N/mm2;
所以,底模的抗剪强度τ =0.162N/mm2小于 抗剪强度设计值fv =1.3N/mm2满足要求。
⑷ 底模挠度验算
模板弹性模量E=9000 N/mm2;
模板惯性矩 I=1000×143/12=2.287×105 mm4;
根据JGJ130-2011,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,底模的总的变形按照下面的公式计算:
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ν =0.058mm;
底模面板的挠度计算值ν =0.058mm小于挠度设计值[v] =Min(200/150,10)mm ,满足要求。
4.3.2底模方木的强度和刚度验算 按两跨连续梁计算 ⑴ 荷载计算
模板自重标准值:x1=0.5×0.2=0.1kN/m;
新浇混凝土自重标准值:x2=0.16×24×0.2=0.768kN/m; 板中钢筋自重标准值:x3=0.16×1.1×0.2=0.035kN/m; 施工人员及设备活荷载标准值:x4=2.5×0.2=0.5kN/m; 振捣混凝土时产生的荷载标准值:x5=2×0.2=0.4kN/m; 以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:
g2 =(x1+x2+x3)×1.35=(0.1+0.768+0.035)×1.35=1.219kN/m; q2 =(x4+x5)×1.4=(0.5+0.4)×1.4=1.26kN/m;
支座最大弯矩计算简图 支座最大弯矩计算公式如下: Mmax= -0.125×(g2+q2)×la2 = -0.125×(1.219+1.26)×0.92=-0.251kN·m;
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⑵ 方木抗弯强度验算
方木截面抵抗矩 W=bh2/6=40×802/6=4.267×104 mm3;
σ =0.251×106/(4.267×104)=5.884N/mm2;
底模方木的受弯强度计算值σ =5.884N/mm2 小于抗弯强度设计值fm =13N/mm2 ,满足要求。
⑶底模方木抗剪强度计算 荷载对方木产生的剪力为
Q=0.625(g2+q2)la=0.625×(1.219+1.26)×0.9= 1.395kN;
按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算:
τ =0.6N/mm2;
所以,底模方木的抗剪强度τ =0.6N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.3N/mm2满足要求。
⑷ 底模方木挠度验算
方木弹性模量 E=9000 N/mm2;
方木惯性矩 I=40×803/12=1.707×106 mm4;
根据JGJ130-2011,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,方木的总的变形按照下面的公式计算:
ν=0.521×(x1+x2+x3)×la4/(100×E×I)+0.192×(x4+x5)×la4/(100×E×I)=
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0.275 mm;
底模方木的挠度计算值ν =0.275mm 小于 挠度设计值[v] =Min(900/150,10)mm ,满足要求。
4.3.3托梁材料计算
根据JGJ130-2011,板底水平钢管按三跨连续梁验算,承受本身自重及上部方木小楞传来的双重荷载,如图所示。
⑴ 荷载计算
材料自重:0.033kN/m;
方木所传集中荷载:取(二)中方木内力计算的中间支座反力值,即p=1.1g2la+1.2q2la=1.1×1.219×0.9+1.2×1.26×0.9=2.568kN;
按叠加原理简化计算,钢管的内力和挠度为上述两荷载分别作用之和。
⑵ 强度与刚度验算
托梁计算简图、内力图、变形图如下: 托梁采用:钢管(双钢管) :Φ48 × 3; W=8.98 ×103mm3; I=21.56 ×104mm4;
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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) 中间支座的最大支座力 Rmax = 16.95 kN ;
钢管的最大应力计算值 σ = 1.802×106/8.98×103=200.724 N/mm2;
钢管的最大挠度 νmax = 4.062 mm ; 支撑钢管的抗弯强度设计值 fm=205 N/mm2;
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支撑钢管的最大应力计算值 σ =200.724 N/mm2 小于 钢管抗弯强度设计值 fm=205 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度计算值 ν =4.062小于最大允许挠度 [v]=min(1200/150,10) mm,满足要求!
4.3.4立杆稳定性验算
立杆计算简图
⑴ 立杆荷载。根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值N应按下式计算:N = 1.35∑NGK + 1.4∑NQK
其中NGK为模板及支架自重,显然,最底部立杆所受的轴压力最大。将其分成模板(通过顶托)传来的荷载和下部钢管自重两部分,分别计算后相加而得。模板所传荷载就是顶部可调托座传力,根据3.1.4节,此值为F1=16.95kN。
支架自重按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。故支架自重部分荷载可取为
F2=0.15×5.22=0.783kN; 立杆受压荷载总设计值为:
Nut=F1+F2×1.35=16.95+0.783×1.35=18.007kN;
其中1.35为下部钢管自重荷载的分项系数,F1因为已经是设计
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值,不再乘分项系数。
⑵ 立杆稳定性验算。按下式验算
φ --轴心受压立杆的稳定系数,根据长细比λ按《规程》附录C采用;
A --立杆的截面面积,取4.24×102mm2;
KH --高度调整系数,建筑物层高超过4m时,按《规程》5.3.4采用;
计算长度l0按下式计算的结果取大值: l0=h+2a=1.2+2×0.67=2.m; l0=kμh=1.185×1.7×1.2=2.4m; 式中:h-支架立杆的步距,取1.2m;
a --模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度,取0.67m;
μ--模板支架等效计算长度系数,参照《规程》附表D-1,取1.7; k --计算长度附加系数,按《规程》附表D-2取值为1.185; 故l0取2.4m;
λ=l0/i=2.4×103 /15.9=160; 查《规程》附录C得 φ= 0.274;
KH=1/[1+0.005×(5.22-4)]=0.994;
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σ =1.05×N/(φAKH)=1.05×18.007×103 /(0.274×4.24×102×0.994)=163.737N/mm2;
立杆的受压强度计算值σ =163.737N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f =205 N/mm2 ,满足要求。
4.4 柱模板计算
选取一层KZ作为计算对象,截面600×600㎜,柱高为3.0m, 方木截面尺寸40×80㎜;柱箍材料:圆钢管48×3.0;柱箍的间距:500;柱箍合并根数:2。
4.4.1柱箍的计算 柱箍采用48×3.0钢管;
截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: 钢柱箍截面抵抗矩 W = 4.49 cm3; 钢柱箍截面惯性矩 I = 10.78 cm4;
柱箍为2 跨,按集中荷载二跨连续梁计算(附计算简图):
柱箍计算简图
其中 P - -竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN);
P = (1.2 ×2.3×0.9 + 1.4 ×2×0.9)×0.187 × 0.5/2 = 0.23 kN;
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柱箍剪力图(kN)
最大支座力: N = 0.2 kN;
柱箍弯矩图(kN·m)
最大弯矩: M = 0.022 kN.m;
柱箍变形图(mm)
最大变形: V = 0.006 mm; ⑴ 柱箍抗弯强度验算 柱箍截面抗弯强度验算公式
其中 ,柱箍杆件的最大弯矩设计值: M = 0.02 kN.m; 弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩: W = 4.49 cm3; 柱箍的最大应力计算值: σ = 4.62 N/mm2; 柱箍的抗弯强度设计值: [f] = 205 N/mm2;
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柱箍的最大应力计算值 σ =4.62N/mm2 小于 柱箍的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
⑵ 柱箍挠度验算
经过计算得到: ν= 0.006 mm;
柱箍最大容许挠度:[ν] = 300 / 250 = 1.2 mm; 柱箍的最大挠度 ν=0.006mm 小于 柱箍最大容许挠度 [ν]=1.2mm,满足要求!
4.4.2 对拉螺栓的计算 计算公式如下:
其中 N -- 对拉螺栓所受的拉力; A -- 对拉螺栓有效面积 (mm2);
f -- 对拉螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm2; 查表得:
对拉螺栓的型号: M14 ;
对拉螺栓的有效直径: 11.55 mm; 对拉螺栓的有效面积: A= 105 mm2; 对拉螺栓所受的最大拉力: N = 0.2 kN。
对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.05×10-4 = 17.85 kN; 对拉螺栓所受的最大拉力 N=0.2kN 小于 对拉螺栓最大容许拉力值 [N]=17.85kN,对拉螺栓强度验算满足要求!
4.5 剪力墙模板计算
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4.5.1以负一层剪力墙做为计算对象:主龙骨材料采用48×3.0钢管;次龙骨采用截面尺寸为40×80㎜木方;主龙骨间距500㎜,次龙骨间距200㎜;穿墙螺栓直径为M14,水平间距400㎜,竖向间距500㎜。
4.5.2 墙模板内外楞的计算
⑴ 内楞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。
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
⑵ 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: 1.2×2.30×0.20×0.90=0.498kN/m;
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倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.20×0.90=0.504kN/m,其 中,0.90为折减系数。
q =(0.498+0.504)/1=1.002 kN/m;
内楞的最大弯距:M =0.1×1.002×500.0×500.0= 2.50×104N.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 = 2.50×104/4.27×104 = 0.587 N/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 = 0.587 N/mm2 小于 内楞的抗弯强度设计值 [f]=13N/mm2,满足要求!
⑶ 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: 1.2×2.30×0.20×0.90=0.498kN/m;
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倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×2.00×0.20×0.90=0.504kN/m,其 中,0.90为折减系数。
q =(0.498+0.504)/1=1.002 kN/m;
内楞的最大剪力:V = 0.6×1.002×500.0 = 300.499N; 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); V--内楞计算最大剪力(N):V = 300.499N; 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):fv = 1.500 N/mm2; 内楞截面的受剪应力计算值: τ =3×300.499/(2×40.0×80.0)=0.141N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值 τ =0.141N/mm2 小于 内楞截面的抗剪强度设计值 fv=1.5N/mm2,满足要求!
⑷ 内楞的挠度验算 挠度验算公式如下:
其中, ν--内楞的最大挠度(mm);
q--作用在内楞上的线荷载(kN/m): q = 2.30×0.20/1=0.46 kN/m;
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l--计算跨度(外楞间距): l =500.0mm ;
E--内楞弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2 ; I--内楞截面惯性矩(mm4),I=1.71×106; 内楞的最大挠度计算值: ν=
0.677×0.46/1×5004/(100×9500×1.71×106) = 0.012 mm;
内楞的最大容许挠度值: [ν] = 2mm;
内楞的最大挠度计算值 ν=0.012mm 小于 内楞的最大容许挠度值 [ν]=2mm,满足要求!
4.5.3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 = 4.49cm3; 外钢楞截面惯性矩 I = 10.78cm4;
外楞计算简图
⑴ 外楞的抗弯强度验算 外楞跨中弯矩计算公式:
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其中,作用在外楞的荷载: P = 1.2×2.3+1.4×2)×0.2×0.5/2=0.25kN; 外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 400mm; 外楞最大弯矩:M = 0.175×250.42×400.00= 1.75×104 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 = 1.75×104 N·mm W -- 外楞的净截面抵抗矩; W = 4.49×103 mm3; 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 = 1.75×104/4.49×103 = 3.904 N/mm2; 外楞的最大应力计算值 σ =3.904N/mm2 小于 外楞的抗弯强度设计值 f=205N/mm2,满足要求!
⑵ 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 = (1.2×2.3+1.4×2)×0.2×0.5/2=0.25kN;
V--外楞计算最大剪力(N);
外楞的最大剪力:V = 0.65×250.416 = 6.51×101N; 外楞截面抗剪强度必须满足:
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其中, τ--外楞截面的受剪应力计算值(N/mm2); V--外楞计算最大剪力(N):V = 6.51×101N; A --钢管的截面面积(mm2):A = 400mm2;
fv--外楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv = 205N/mm2; 外楞截面的受剪应力计算:τ=2×6.51×101/400.000=0.326N/mm2; 外楞截面的受剪应力计算值 τ =0.326N/mm2 小于 外楞截面的抗剪强度设计值 [fv]=205N/mm2,满足要求!
⑶ 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 = 2.30×0.20×0.50/2=0.12 kN/m;
ν--外楞最大挠度(mm);
l--计算跨度(水平螺栓间距): l =400.0mm ;
E--外楞弹性模量(N/mm2):E = 206000.00 N/mm2 ; I--外楞截面惯性矩(mm4),I=1.08×105; 外楞的最大挠度计算值:
ν= 1.146×2.30×10-1/2×4003/(100×206000×1.08×105) = 0.004mm; 外楞的最大容许挠度值: [ν] = 1.6mm;
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外楞的最大挠度计算值 ν=0.004mm 小于 外楞的最大容许挠度值 [ν]=1.6mm,满足要求!
4.5.4 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170 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;
穿墙螺栓最大容许拉力值: [N] = 1.70×105×1.05×10-4 = 17.85 kN; 穿墙螺栓所受的最大拉力: N =2.304×0.4×0.5 = 0.461 kN。 穿墙螺栓所受的最大拉力 N=0.461kN 小于 穿墙螺栓最大容许拉力值 [N]=17.85kN,满足要求! 五、模板安装质量要求
5.1现浇结构模板安装允许偏差及检验方法
项目 轴线位置 底模上表面标高 截面内部尺寸 基础 柱墙梁 允许偏差(㎜) 5 ±5 ±10 +4,-5 6 检验方法 钢尺检查 水准仪或拉线、钢尺检查 钢尺检查 钢尺检查 经纬仪或吊线、钢尺检查 层高垂直度≤5m 35
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相邻两板表面高低差 表面平整度 2 5 钢尺检查 2m靠尺和塞尺检查 注: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。
5.2 模板安装检查数量
在同一检验批内,对梁和柱应抽检构件数量的10%且不少于3件;对墙和板,应按有代表性的自然间抽查10%,且不少于3间。
5.3应对模板的支撑及拉结体系,进行专项检查,要求杆件间距正确,螺栓、连接件紧固到位,确保脚手架具有稳定的结构和足够的承载力。
六、模板安全文明施工措施
6.1 模板工程中应遵守安全操作规程,如遇途中停歇,应将就位的支顶、模板联结稳固,不得空架浮搁。拆模间歇时应将松开的部件和模板运走,防止坠下伤人。
6.2 模板支设、拆除过程中要严格按照设计要求的步骤进行,全面检查支撑系统的稳定性。
6.3 墙柱模板安装,应随时支撑固定,剪力墙模板安装后,立即紧固穿墙螺栓,安装柱模时,可将柱模与立筋临时拉结固定,防止模板倾覆伤人。
6.4 拆楼层外侧模板时,应有防高空坠落及防止模板向外倒跌的措施。
6.5 模板所用的脱模剂在施工现场不得乱扔,以防止影响环境质量。
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6.6 模板放置时应稳定,两块模板应采取板平面相对的存放方法。
6.7 施工楼层上不得长时间存放模板,当模板临时在施工楼层存放时,必须有可靠的防倾倒措施,禁止沿外墙周边存放在外架上。
6.8 模板起吊前,应检查吊装用绳索、卡具及吊环是否完整有效,并应拆除一切临时支撑,检查无误后方可起吊。
6.9 在模板拆装区域周围,应设置围栏,并挂明显的标志牌,禁止非工作人员入内。
6.10 吊运拆下的模板时,应设专人指挥。
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