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'某工程大学新校区施工设计方案2.工程概况2.1工程建设概况序号项目内容1工程名称信息工程大学综合实验演训楼工程2工程地址郑州市高新区科学大道62号信息工程大学新校区3建设单位中国人民解放军信息工程大学4勘察单位河南省地矿建设工程(集团)有限公司郑州中核岩土工程有限公司5设计单位哈尔滨工业大学建筑设计研究院6监理单位哈尔滨工业大学建设监理公司7施工单位中国建筑第二工程局有限公司8质量、安全监督单位济南军区工程质量监督站总工期884日历天7质量目标合格并获得军队优质工程(一等奖)和鲁班奖2.2工程建筑设计概况序号信息工程大学综合实验演训楼工程1总建筑面积总用地面积为:4.94ha(49400㎡),总建筑面积为:82347.50㎡,建筑基底面积8817.84㎡,容积率1.52;2建筑总高度48.40m;3建筑层数地上11层,地下1层,裙房地上3层4工程性质综合实验演训楼5主体结构主楼钢筋混凝土框架剪力墙结构,局部屋盖为钢结构,裙楼为框架结构体系6使用年限设计使用年限为50年,抗震设防烈度小于7度92
7防水地下室两道防水设计:一道为4厚SBS防水卷材,一道为钢筋混凝土结构自防水楼地面采暖楼地面:1.5厚聚氨脂涂料防潮层(两道)卫生间防水:1.5厚聚氨脂或2厚聚合物水泥基防水涂料屋面屋面防水等级为II级,防水层耐用年限15年,设防要求为两道,一道40厚钢筋混凝土刚性防水层,山墙、女儿墙以及突出屋面结构的交接处应留缝隙,并应做柔性密封处理。一道4厚SBS防水卷材防水层,屋面隔汽层为1.2厚聚氨酯防水涂膜,沿墙面向上铺设,高度超过保温层,并于屋面的防水层相连接,形成圈封闭的整体。8防火建筑防火类别:主楼为一类高层建筑,建筑耐火等级:一级,附楼为多层建筑,建筑耐火等级:二级。2.外墙保温材料:燃烧性能为A级不燃材料。9幕墙本工程玻璃幕墙为半隐框幕墙,抗风压性能分级为2级,保温性能分级为4级,气闭性能分级为3级,水密性能固定部分为1级,可开启部分为3级。预埋在墙内或柱内的铁件应做防腐(防锈)处理.玻璃幕墙与每层楼板、隔墙之间的缝隙应采用防火材料封堵。建筑幕墙的窗槛墙、窗间墙的填充材料应采用不燃烧材料。2.3工程结构设计概况2.3.1结构概况一览表结构安全等级二级地基基础设计等级主楼为乙级,裙楼为丙级抗震设防类别标准设防类设防烈度7度建筑高度48.40m结构设计使用年限50年本工程±0.000相当于绝对标高109.90m室内外高差750mm结构形式主楼钢筋混凝土框架剪力墙结构,局部屋盖为钢网架结构,裙楼为框架结构体系抗震设计建筑抗震设防类别:标准设防类;抗震设防烈度:7度;主楼剪力墙抗震等级为二级,框架抗震等级为三级;裙楼框架抗震等级为三级。结构构件的耐火等级:一级2.3.2本工程采用的混凝土强度等级表92
构件部位混凝土强度等级备注构件部位混凝土强度等级基础垫层C15预应力梁C40基础承台、底板C30抗渗砼P6挡土墙C35(抗渗砼P6)梁、板楼梯C30框架柱、剪力墙C35/C30后浇带C35膨胀防水混凝土圈梁、构造柱、现浇过梁C202.3.3.钢筋及钢材钢材型号抗拉强度设计值应用部位HPB235(Ⅰ级钢筋)fy=210N/mm2拉接筋、板分布筋、构造钢筋、电梯吊钩HRB335(Ⅱ级钢筋)fy=300N/mm2梁侧构造筋、梁架立筋HRB400(Ⅲ级钢筋)fy=360N/mm2梁、板、柱、墙、基础受力钢筋钢绞线(φS)fpy=1320N/mm2预应力梁型钢钢板:Q235Bf=215N/mm2钢屋面、埋件2.3.4砌体具体材料要求表位置砌块强度等级砂浆强度等级备注地面以上的填充墙MU3.5加气混凝土砌块M5混合砂浆砌块容重应500~600KG/m3地面以下隔墙MU10非粘土实心砌块M7.5水泥砂浆2.3.5结构尺寸设计概况结构部位结构尺寸mm底板250承台断面尺寸6000*5700*1000、3000*3000*1000、6000*4000*1000、3200*2800*1000、4000*4000*1000、6950*3000*1000、6300*3700*1000、6000*3600*1000、5500x4500x1200、5800*4400*1200、6300*3700*1200、7250*3800*1200、7050*3400*1200、6000*3600*1200、8000*4500*1400、8000*5000*1400、7500*4000*1400、7700*4200*1400、7275*4800*1400、KZ截面尺寸500×500、550×550、600×600、700×700、750×750、800×800、850×850、950×950、裙房D=500、600、700、1000、1400,500×500、800×800、92
KL、LL、WKL截面尺寸200×300、200×400、200×450、200×600、250×600、250×650、300×500、300×800、300×1200、500×1400400×450、400×600、400×700、400×800、400×900、400×1200DTQ、Q截面尺寸320、300、250、200防水保护层50C20细石砼防水层4聚酯胎SBS混凝土垫层100C15褥垫层300粒径不大于30砼保护层部位基础底面及承台底面基础及承台侧面、基础梁接触土壤侧剪力墙、板靠近土壤一侧柱、梁钢筋混凝土板一类二a类一类二a类保护层(mm)502520+20202515202.4工程重点、难点分析2.4.1建筑、结构、机电系统设计复杂本工程为超大、超长结构。建筑物东西方向总长度超过300m。自基础底板至屋顶,按照一定的间距设置了较多的后浇带。对地下室砼的原材料、外加剂、施工措施、后浇带施工及后期沉降观测提出了较高要求。本工程主体结构形式多样。地下主体结构均为框架-剪力墙结构。附楼屋顶为钢结构,屋面为金属屋面,造型较为复杂,附楼大空间房间有多条预应力大梁,跨度最大的达27米左右。主楼正中5-8层为高空间结构,跨度13.8米,净空达到16米。本工程建筑物外装修为玻璃幕墙、石材幕墙及铝板幕墙。主楼立面造型新颖,裙楼平立面造型复杂,屋面钢构及金属屋面造型独特,机电系统较为复杂。2.4.2后浇带施工:本工程从基础底板到屋面结构层,设计有多道后浇带,控制好后浇带施工质量对结构优质非常关键。92
2.4.3高大空间:主楼正中1-6层为高空间结构,跨度13.8米,净空达到16米,属于高大空间结构施工,难度较大。2.4.4本工程附楼平面立面造型复杂,尤其是屋顶钢结构和金属屋面,平面投影为五角星形,空间形状更加复杂,是本工程设计的一个亮点,预应力施工也是本工程施工的一个重点。3.模板工程的重点、特点与难点1、由于工期非常紧,工程将同时施工很多区段,模板的一次性投入量将很大,模板的供应是材料保证的重点之一。2、梁的截面很大,不仅超高、超宽,而且为上翻梁,对梁模的支撑加固及保证位置的准确提出更高的要求。3、墙、柱的高度高、断面大,新浇筑混凝土的侧压力大,模板的可靠加固是保证混凝土浇筑质量的关键。4、工程质量要求高,为国家优质工程,所有外露混凝土必须达到清水混凝土效果。4.模板体系的选用及配置支撑体系:室内搭设满堂架扣件式钢管脚手架,室外搭设双排扣件式钢管脚手架。模板体系:采用质量上乘的15mm厚双面覆膜木胶合板模板,应用于墙、梁、板、柱、楼梯等部位。92
模板配置:基础砖胎模,即不进行周转、一次性消耗;竖向模板原则上按层实际使用面积1/2配置,按周转四次考虑,即配置三个半层的竖向,以保证在拆上段模板流转的同时,不影响下一流水段的模板支设;水平向模板原则上按两层半配置,按周转四至五次考虑,以保证混凝土有足够龄期满足拆模条件。4.1柱模板本工程柱子包括方柱、圆柱及部分连墙柱。因本工程框架柱数量较多,为加快施工进度,同时为保证混凝土的外观质量,保证达到“鲁班奖”工程质量要求,在施工中充分考虑柱模板的定型化,制作成标准拼装节。4.1.1连墙方柱模板采用木胶模板现场组装,模板支撑及横竖肋采用40x60方钢、40*80木方和φ48×3.5钢管。竖肋方钢间距≤200mm,40*80木方用在角膜;横肋采用φ48钢管,每组两根,成对放置,间距≤600mm,M14对拉螺杆紧固一道,模板组装好后,涂刷水质脱模剂。模板安装与墙体一道进行,并连成整体。(如下图)4.1.2独立方柱模板采用15mm厚木胶板、阳角次龙骨为40×80mm木方、其它次龙骨采用40x60方钢、,间距不大于200mm,模板拼缝处采用企口缝。柱箍选用详见下表:柱断面尺寸柱箍/间距/对拉螺栓950*950Ø4.8*3.5钢管/450双钢管/450/M16一道850*850Ø4.8*3.5钢管/450双钢管/450/M16一道800*800Ø4.8*3.5钢管/450双钢管/450/M16一道750*750Ø4.8*3.5钢管/450双钢管/450/M16一道700*700Ø4.8*3.5钢管/450双钢管/450/M16一道600*600Ø4.8*3.5钢管/450双钢管/450500*500Ø4.8*3.5钢管/450双钢管/450方柱模板加固参见下图。92
4.1.3独立圆柱模板圆柱模板的面板采用5mm钢板卷曲成型,竖向边框弧形,边框及弧形加强肋均为5mm厚钢板,竖向加强肋为—50*5扁钢,边框四周设17*21椭圆孔作组合连接用。柱箍选用详见下表:圆柱模图示4.2钢筋混凝土墙模板采用15厚双面覆膜木胶合板模板,现场预拼成大模板。结合模板规格,支撑采用40*80木方、40x60方钢和φ48×3.5钢管,内竖楞40x60方钢立放@200mm,40*80木方用在接缝处,外横楞φ48×92
3.5钢管双排@450mm。M14穿墙对拉螺栓加固,外墙在螺栓正中位置加焊—3mm通长止水片。墙体模板与下部已浇筑墙体交接100mm,墙下部1/3高范围内对拉螺杆纵向间距适当缩小。根据计算选用对拉螺栓进行模板对拉加固,对拉螺杆采用Φ14对拉螺杆(有效直径为Φ12,具体见下图)。有防水要求的墙体对拉螺杆贴紧模板处设置20×30×20圆台型塑料垫块,待混凝土施工完毕后将垫块抠出,再用气割将外露螺杆割除,并用防水砂浆修补后再进行防水层施工。模板后配40×60竖向方钢,间距200mm,横愣采用Φ48×3.5双钢管背楞。模板横、竖缝处需设置40x80木方并贴防水胶带(拆模时撕掉)。模板设钢管斜撑两道,一道设在1/3高度之处,另一道设置在2/3高处,与水平面夹角为45~60度,水平间距为1500mm。在浇筑楼板混凝土时,埋设φ25的钢筋桩,作为墙模的加固支撑点。墙水平施工缝及墙模板详见下图。墙模板加固选用详见下表:外楞、间距/内棱、间距/对拉螺栓、间距双钢管、450/40*80木方、40x60方钢200/M14、@400*6004.3框架梁、板模板92
本工程框架梁、板结构部分模板体系考虑使用散支散拆的木模板体系。均采用满堂式钢管扣件式支撑体系和15mm厚覆膜木胶板模板体系,模板接头处加贴海绵条以防漏浆。部位次龙骨/间距主龙骨/间距支撑/间距现浇板40×60方钢/250钢管/800~900扣件式钢管支撑/800×800、900x900步距1500900~1600高梁梁底模50×100木方/250钢管/400扣件式钢管支撑/500×600、步距1500梁侧模50×100木方/250双钢管/400设二道对拉螺栓M16主龙骨间距≤7007502,≤875>8100梁≤875>8100悬臂构件≤275>2100(3)若要在混凝土浇筑28天之内拆模,则必须留置多余的混凝土试块,拆模前试压。(4)已拆除模板及其支架的结构,应在混凝土达到设计强度后,才允许承受全部荷载,施工中不得超载使用,严禁堆放过量建筑材料,当承受施工荷载大于计算荷载时,必须经过核算加设临时支撑。(5)地下室墙体模板拆除时间不得早于14天,以便于控制裂缝的出现。(6)模板拆除之前必须征求项目有关人员同意方可拆除92
6.2模板拆除注意事项(1)拆除前应全面检查支架的扣件连接、支撑系统等是否符合构造要求。(2)模板拆除时,不能用力过猛、过急。拆下来的木料,钢材等要及时运走、整理。拆除的模板面应刷隔离效果好且不污染钢筋的隔离剂。且按规格分类堆放整齐,以利再用。拆除作业必须由上而下进行,严禁上下同时作业。(3)同一层模板拆除应遵循“先支的后拆,后支的先拆。先拆除非承重部分,后拆除承重部分”的原则,脱模困难时,严禁在上口破撬,晃动大锤砸模板,可在模板底部用撬棍撬动拆模。(4)模板应随支架的拆除逐块拆下,禁止成片撬落。(5)拆除区域应围起警戒,禁止其他人员进入。(6)拆下的模板和扣件等禁止高空抛落。(7)模板的拆除要搭设操作平台。(8)拆下的模板、木枋应及时除掉上面的铁钉防止扎伤。(9)拆模时严禁模板直接从高处往下扔,以防模板变形和损坏。(10)柱模拆除时,先拆掉柱斜拉杆或斜支撑,卸掉柱箍,再把连接每片柱模板的连接螺栓拆掉,然后用撬棍轻轻撬动模板,使模板与混凝土脱离。模板拆除时混凝土强度必须超过1.2MPa。(11)墙模先拆除穿墙螺栓等附件,再拆除斜拉杆或斜撑,用撬棍撬动模板,使模板离开墙体,即可把模板吊运走。模板拆除时混凝土强度必须超过1.2MPa。92
(12)梁板模应先拆梁侧帮模,再拆除楼板模板,拆楼板模板要待楼板混凝土强度达到设计强度的100%,并经项目总工同意后,方可拆除梁模板和梁板支撑。(13)后浇带混凝土浇筑前,后浇带两侧各1米宽范围内的模板严禁拆除。(14)后浇带处的梁、板底模板的支撑必须待后浇带混凝土浇筑后,混凝土强度达到设计强度100%后,才能拆除底模及支撑。7.模板施工质量控制及成品保护措施清水混凝土模板质量,除要严格执行国家规范和标准外,还要求观感美观,细部处理好,所以必须在技术上,思想上高标准严要求,精心制作,精心施工。7.1模板工程管理流程图如下:模板拼装吊运模板现场组装模板质量评定模板方案设计材料进场模板现场堆放模板拆除模板倒运清理7.2严格架设材料验收,钢管的检验应符合下列规定:1)应有产品质量合格证;2)应有质量检验报告;3)钢管表面应平直光滑、不应有裂缝、结疤、分层、硬弯、毛刺、压痕和深的划道;4)钢管的外径、壁厚、端面的偏差应符合规范规定。92
5)旧钢管的锈蚀深度>0.5mm时禁止使用,弯曲、变形的钢管禁止使用。6)扣件:新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证;旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换,新旧扣件均应进行防锈处理。7.3实现模板工程的定型化、工具化、整体化及可变化,提高柱、墙面、顶板的平整度,重点控制阴阳角、断面尺寸,消除模板接缝不严导致混凝土漏浆的通病。7.4施工过程中强化模板设计和交底1)模板设计要有稳定性和牢固性的计算,绘制配置图和拼装图,施工前编制详细的《模板施工方案》。在模板工程设计过程中,设计人员与其它分项工程的管理人员要进行技术交流;施工前,要进行技术交底,从而确保模板施工与其它各项施工紧密结合,使模板施工有序地进行。2)根据工程总进度要求,工程施工前期,根据工程情况精心设计模板,认真加工,对每个单项模板工程,严格按照本工程的要求和特殊性设计、制作和质量监控,全面保证工程质量。对特殊部位,如楼梯、梁柱节点、墙等,更要做好设计,制成定型模板,对号入座。3)模板进场前,根据工程的安排及流水段划分情况有次序地安排模板分批进场,从而既保证现场施工的需求,又避免放置模板占用现场更多的场地。4)92
现场施工时,由模板设计人员现场进行模板管理及施工指导,模板设计人员与现场工程人员紧密配合,严格执行各项检查制度,及时发现和纠正问题,确保工程顺利进行。5)实现清水混凝土,要求在施工过程中加强协调、检查、监督机制。钢筋工、混凝土工、水电工等其他工种均要互相配合,共同保护模板。6)模板所有零配件均由专人负责保管,并定期检查模板及配件质量,保证所有现场材料均在合格使用状态,能充分满足工程需要及安装牢固可靠。7.5其它注意事项1)技术部门针对现场实际情况制定施工工艺,并在实际施工中监督执行情况。2)工长要监督组织施工,合理安排人力,交叉施工时协调好各工种之间的配合。3)施工班组要精心施工,做好自检、交接检4)模板在使用前必须把板面、板边粘的水泥浆清除干净,对因拆除而损坏边肋的模板、翘曲弯形的模板进行平整、修复,保证接缝严密,板面平整。5)模板面应涂刷脱模剂,未刷胶模剂的模板不准用在本工程上,以保证混凝土表面的外观质量。事先必须准备好刷脱模剂用的所有工具。6)模板拼缝要求严密,且用胶带粘贴,防止拼缝漏浆。8.施工质量及验收要求8.1基本规定92
(1)模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。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。(2)在浇筑混凝土之前,应对模板工程进行验收。模板安装和浇筑混凝土时,应对模板及其支架进行观察和维护。发生异常情况时,应按施工技术方案及时进行处理。(3)模板及其支架拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。8.2模板安装8.2.1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。8.2.2一般项目8.2.2.1模板安装应满足下列要求:(1)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;92
(2)模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂,但不得采用影响结构性能或妨碍装饰工程施工的隔离剂;(3)浇筑混凝土前,模板内的杂物应清理干净;(4)对清水混凝土工程及装饰混凝土工程,应使用能达到设计效果的模板。检查数量:全数检查。检验方法:观察。8.2.2.2用作模板的地坪、胎模等应平整光洁,不得产生影响构件质量的下沉、裂缝、起砂或起鼓。检查数量:全数检查。检验方法:观察。8.2.2.3对跨度不小于4m的现浇钢筋混凝土梁、板,其模板应按设计要求起拱;当设计无具体要求时,起拱高度宜为跨度的1/1000~3/1000。检查数量:在同一检验批内,对梁,应抽查构件数量的10%,且不少于3件;对板,应按有代表性的自然间抽查10%,且不少于3间;对大空间结构,板可按纵、横轴线划分检查面,抽查10%,且不少于3面。检验方法:水准仪或拉线、钢尺检查。8.2.2.4固定在模板上的预埋件、预留孔和预留洞均不得遗漏,且应安装牢固,其偏差应符合表8-1的规定。检查数量:在同一检验批内,对梁、柱和独立基础,应抽查构件数量的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;对大空间结构,墙可按相邻轴线间高度5m左右划分检查面,板可按纵横轴线划分检查面,抽查10%,且均不少于3面。92
检验方法:钢尺检查。预埋件和预留孔洞的允许偏差表8-1项目允许偏差(mm)预埋钢板中心线位置3预埋管、预留孔中心线位置3插筋中心线位置5外露长度+10,0预埋螺栓中心线位置2外露长度+10,0预留洞中心线位置10尺寸+10,0注:检查中心线位置时,应沿纵、横两个方向量测,并取其中的较大值。8.2.2.5现浇结构模板安装的偏差应符合表8-2的规定。检查数量:在同一检验批内,对梁、柱和独立基础,应抽查构件数量的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;对大空间结构,墙可按相邻轴线间高度5m左右划分检查面,板可按纵、横轴线划分检查面,抽查10%,且均不少于3面。现浇结构模板安装的允许偏差及检验方法表8-2项目允许偏差(mm)检验方法轴线位置5钢尺检查底模上表面标高±5水准仪或拉线、钢尺检查截面内部尺寸基础±10钢尺检查柱、墙、梁+4,-5钢尺检查层高垂直度不大于5m6经纬仪或吊线、钢尺检查大于5m8经纬仪或吊线、钢尺检查相邻两板表面高低差2钢尺检查表面平整度52m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。92
8.3模板拆除8.3.1主控项目1.底模及其支架拆除时的混凝土强度应符合设计要求;当设计无具体要求时,混凝土强度应符合表8-3的规定。检查数量:全数检查。检验方法:检查同条件养护试件强度试验报告。底模拆除时的混凝土强度要求表8-3构件类型构件跨度(m)达到设计的棍凝土立方体抗压强度标准值的百分率(%)板≤2≥50>2,≤8≥75>8≥100梁、拱、壳≤8≥75>8≥100悬臂构件-≥1002.对后张法预应力混凝土结构构件,侧模宜在预应力张拉前拆除;底模支架的拆除应按施工技术方案执行,当无具体要求时,不应在结构构件建立预应力前拆除。检查数量:全数检查。检验方法:观察。3.后浇带模板的拆除和支顶应按施工技术方案执行。检查数量:全数检查。检验方法:观察。8.3.2一般项目92
1.侧模拆除时的混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损伤。检查数量:全数检查。检验方法:观察。2.模板拆除时,不应对楼层形成冲击荷载。拆除的模板和支架宜分散堆放并及时清运。检查数量:全数检查。检验方法:观察。9.质量通病防治措施9.1轴线位移⒈现象混凝土浇筑后拆除模板时,发现柱、墙实际位置与建筑物轴线位置有偏移。⒉原因分析⑴翻样不认真或技术交底不清,模板拼装时组合件未能按规定到位。⑵轴线测放产生误差。⑶墙、柱模板根部和顶部无限位措施或限位不牢,发生偏位后又未及时纠正,造成累积误差。⑷支模时,未拉水平、竖向通线,且无竖向垂直度控制措施。⑸模板刚度差,未设水平拉杆或水平拉杆间距过大。⑹混凝土浇筑时未均匀称下料,或一次浇筑高度过高造成侧压力过大挤偏模板。⑺对拉螺栓、顶撑、木楔使用不当或松动造成轴线偏位。92
⒊防治措施⑴严格按1/10~1/50的比例将各分部、分项翻成详图并注明各部位编号、轴线位置、几何尺寸、剖面形状、预留孔洞、预埋件等,经复核无误后认真对生产班组及操作工人进行技术交底,作为模板制作、安装的依据。⑵模板轴线测放后,组织专人进行技术复核验收,确认无误后才能支模。⑶墙、柱模板根部和顶部必须设可靠的限位措施,如采用现浇楼板混凝土上预埋短钢筋固定钢支撑,以保证底部位置准确。⑷支模时要拉水平、竖向通线,并设竖向垂直度控制线,以保证模板水平、竖向位置准确。⑸根据混凝土结构特点,对模板进行专门设计,以保证模板及其支架具有足够强度、刚度及稳定性。⑹混凝土浇筑前,对模板轴线、支架、顶撑、螺栓进行认真检查、复核,发现问题及时进行处理。⑺混凝土浇筑时,要均匀对称下料,浇筑高度应严格控制在施工规范允许的范围内。9.2标高偏差⒈现象测量时,发现混凝土结构层标高及预埋件、预留孔洞的标高与施工图设计标高之间有偏差。⒉原因分析92
⑴楼层无标高控制点或控制点偏少,控制网无法闭合;竖向模板根部未找平。⑵模板顶部无标高标记,或未按标记施工。⑶高层建筑标高控制线转测次数过多,累计误差过大。⑷预埋件、预留孔洞未固定牢,施工时未重视施工方法。⑸楼梯踏步模板未考虑装修层厚度。⒊防治措施⑴每层楼设足够的标高控制点,竖向模板根部须做找平。⑵模板顶部设标商标记,严格按标记施工。⑶建筑楼层标高由首层±0.000标高控制,严禁逐层向上引测,以防止累计误差,当建筑高度超过30m时,应另设标高控制线,每层标高引测点应不少于2个,以便复核。⑷预埋件及预留孔洞,在安装前应与图纸对照,确认无误后准确固定在设计位置上,必要时用电焊或套框等方法将其固定,在浇筑混凝土时,应没其周围分层均匀浇筑,严禁碰击和振动预埋件与模板。⑸楼梯踏步模板安装时应考虑装修层厚度。9.3接缝不严⒈现象.由于模板间接缝不严有间隙,混凝土浇筑时产生漏浆,混凝土表面出现蜂窝,严重的出现孔洞、露筋。⒉原因分析⑴翻样不认真或有误,模板制作马虎,拼装时接缝过大92
⑵木模板安装周期过长,因木模干缩造成裂缝。⑶木模板制作粗糙,拼缝不严。⑷浇筑混凝土时,木模板未提前浇水湿润,使其胀开。⑸钢模板变形未及时修整。⑹钢模板接缝措施不当。⑺梁、柱交接部位,接头尺寸不准、错位。⒊防治措施⑴翻样要认真,严格按1/10~1/50比例将各分部分项细部翻成详图,详细编注,经复核无误后认真向操作工人交底,强化工人质量意识,认真制作定型模板和拼装。⑵严格控制木模板含水率,制作时拼缝要严密。⑶木模板安装周期不宜过长,浇筑混凝土时,木模板要提前浇水湿润,使其胀开密缝。⑷钢模板变形,特别是边框外变形,要及时修整平直。⑸钢模板间嵌缝措施要控制,不能用油毡、塑料布,水泥袋等去嵌缝堵漏。⑹梁、柱交接部位支撑要牢靠,拼缝要严密(必要时缝间加双面胶纸),发生错位要校正好。9.4脱模剂使用不当⒈现象模板表面用废机油涂刷造成混凝土污染,或混凝土残浆不清除即刷脱模剂,造成混凝土表面出现麻面等缺陷。92
⒉原因分析⑴拆模后不清理混凝土残浆即刷脱模剂。⑵脱模剂涂刷不匀或漏涂,或涂层过厚。⑶使用了废机油脱模剂,既污染了钢筋及混凝土又影响了混凝土表面装饰质量。⒊防治措施⑴拆模后,必须清除模板上遗留的混凝土残浆后,再刷脱模剂。⑵严禁用废机油作脱模剂,脱模剂材料选用原则应为:既便于脱模又便于混凝土表面装饰。选用的材料有皂液、滑石粉、石灰水及其混合液和各种专门化学制品脱模剂等。⑶脱模剂材料宜拌成稠状,应涂刷均匀,不得流淌,一般刷两度为宜,以防漏刷,也不宜涂刷过厚。⑷脱模剂涂刷后,应在短期内及时浇筑混凝土,以防隔离层遭受破坏。9.5梁模板缺陷⒈现象梁身不平直,梁底不平,下挠;梁侧模炸模(模板崩坍);拆模后发现梁身侧面鼓出有水平裂缝、掉角、上口尺寸加大、表面毛糙;局部模板嵌入柱梁间,拆除困难。⒉原因分析⑴模板支设未校直撑牢,支撑整体稳定性不够。⑵92
模板没有支撑在竖硬的地面上。混凝土浇筑过程中,由于荷载增加,泥土地面受潮降低了承载力,支撑随地面下沉变形。⑶梁底模未按设计要求或规范规定起拱;未根据水平线控制模板标高。⑷侧模承载能力及刚度不够,拆模过迟或模板未使用隔离剂。⑸木模板采用黄花松或易变形的木材制作,混凝土浇筑后变形较大生裂缝、掉角和表面毛糙。⑹木模在混凝土浇筑后吸水膨胀,事先未留有空隙。⒊防治措施⑴梁底支撑间距应能保证在混凝土自重和施工荷载作用下不产生变形。支撑底部如为泥土地面,应先认真夯实,铺放通长垫木,以确保支撑不沉陷。梁底模应按设计或规范要求起拱。⑵梁侧模应根据梁的高度进行配制,若超过60cm,应加钢管围檩,上口则用圆钢插入模板上端小孔内。若梁高超过700mm,应在梁中加对穿螺栓,与钢管围檩配合,加强梁侧模刚度及强度。⑶支梁木模时应遵守边模包底模的原则。梁模与柱模连接处,应考虑梁模板吸湿后长向膨胀的影响,下料尺寸一般应略为缩短,使木模在混凝土浇筑后不致嵌入柱内。⑷木模板梁侧模下口必须有夹条木,钉紧在支柱上,以保证混凝土浇筑过程中,侧模下口不致炸模。⑸梁侧模上口模横档,应用斜撑双面支撑在支柱顶部。如有楼板,则上口横档应放在板模龙骨下。⑹92
梁模板时尽量不采用黄花松或其他易变形的木材制作,并应在混凝土浇筑前充分用水浇透。⑺模板支立前,应认真涂刷隔离剂两度。9.6柱模板缺陷⒈现象⑴炸模,造成截面尺寸不准,鼓出、漏浆,混凝土不密实或蜂窝麻面。⑵偏斜,一排柱子不在同一轴线上。⑶柱身扭曲,梁柱接头处偏差大。⒉原因分析⑴柱箍间距太大或不牢,钢筋骨架缩小,或木模钉子被混凝土侧压力拔出⑵测放轴线不认真,梁柱接头处未按大样图安装组合。⑶成排柱子支模不跟线、不找方,钢筋偏移未扳正就套柱模。⑷柱模未保护好,支模前已歪扭,未整修好就使用。板缝不严密。⑸模板两侧松紧不一。未进行模板柱箍和穿墙螺栓设计。⑹模板上有混凝土残渣,未很好清理,或拆模时间过早。⒊防治措施⑴成排柱子支模前,应先在底部弹出通线,将柱子位置兜方找中。⑵柱子支模前必须先校正钢筋位置。⑶柱子底部应做小方盘模板,或以钢筋角钢焊成柱断面外包框,保证底部位置准确。⑷92
成排柱模支撑时,应先立两端柱模,校直与复核位置无误后,顶部拉通长线,再立中间各根柱模,校直与复核位置无误后,顶部拉通长线,再立中间各根柱模。柱距不大时,相互间应用剪刀撑及水平撑搭牢。柱距较大时,各柱单独拉四面斜撑,保证柱子位置准确。⑸钢柱模由下至上安装,模板之间用楔形插销插紧,转角位置用连接角模将两模板连接,以保证角度准确。⑹调节柱模每边的拉杆或顶杆上的花蓝螺栓,校正模板的垂直度,拉杆或顶杆的支承点(钢筋环)要牢固可靠的与地面成不大于45度夹角方向预埋在楼板混凝土内。⑺根据柱子断面的大小及高度,柱模外面每隔500~800mm应加设牢固的柱箍,必要时增加对拉螺栓,防止炸模。⑻组装前应将模板上残渣剔除干净,模板拼缝应符合规范规定,侧模应支撑牢靠。⑼柱模如用木料制作,拼缝应刨光拼来,门子板应根据柱宽采用适当厚度,确保混凝土浇筑过程中不漏浆、不炸模、不产生外鼓。⑽较高的柱子,应在模板中部一侧留临时浇捣口,以便浇筑混凝土,插入振动棒,当混凝土浇筑到临时洞口时,即应封闭牢固。⑾模板上混凝土残渣应清理干净,柱模拆除时的混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损伤。9.7板模板缺陷⒈现象板中部下挠;板底混凝土面不平;采用木模板时梁边模板嵌入梁内不易拆除。92
⒉原因分析⑴模板龙骨用料较小或间距偏大,不能提供足够的强度及刚度,底模未按设计或规范要求起拱,造成挠度过大。⑵板下支撑底部不牢,混凝土浇筑过程中荷载不断增加,支撑下沉,板模下挠。⑶板底模板不平,混凝土接触面平整度超过允许偏差。⑷将板模板铺钉在梁侧模上面,甚至略伸入梁模内,浇筑混凝土后,板模板吸水膨胀,梁模也略有外胀,造成边缘一块模板嵌牢在混凝土内。⒊防治措施⑴楼板模板下的龙骨和牵杠木应由模板设计计算确定,确保有足够的强度和刚度,支承面要平整。⑵支撑材料应有足够强度,前后左右相互搭牢增加稳定性;支撑如撑在软土地基上,必须将地面预先夯实,并铺设通长垫木,必要时垫木下再加垫横板,以增加支撑在地面上的接触面,保证在混凝土重量作用下不发生下沉(要采取措施消除泥地受潮后可能发生的下沉)。⑶木模板板模与梁模连接处,板模应铺到梁侧模外口齐平,避免模板嵌入梁混凝土内,以便于拆除。⑷板模板应按规定要求起拱。钢木模板混用时,缝隙必须嵌实,并保持水平一致。9.8墙模板缺陷⒈现象⑴炸模、倾斜变形,墙体不垂直。92
⑵墙体厚薄不一,墙面高低不平。⑶墙根跑浆、露筋,模板底部被混凝土及砂浆裹住,拆模困难。⑷墙角模板拆不出。⒉原因分析⑴模板事先未作排版设计,未绘排列图;相邻模板未设置围檩间距过大,对拉螺栓选用过小或未拧紧;墙根未设导墙,模板根部不平,缝隙过大。⑵模板制做不平整,厚度不一致,相邻两块墙模板拼接不严、不平,支撑不牢,没有采用对拉螺栓来承受混凝土对模板的侧压力,以致混凝土浇筑时炸模;或因选用的对拉螺栓直径太小或间距偏大,不能承受混凝土侧压力而被拉断。⑶模板间支撑方法不当。⑷混凝土浇筑分层过厚,振捣不密实,模板受侧压力过大,支撑变形。⑸角模与墙模板拼接不严,水泥将漏出,包裹模板下口。拆模时间太迟,模板与混凝土粘结力过大。⑹未涂刷隔离剂,或涂刷后被雨水冲走。⒊防治措施⑴墙面模板应拼装平整,符合质量检验评定标准。⑵有几道混凝土墙时,除顶部设通长连接木方定位外,相互间均应用剪刀撑撑牢。⑶92
墙身中间应根据模板设计书配制对拉螺栓,模板两侧以边杆增强刚度来承担混凝土的侧压力,确保不炸模。两片模板之间,应根据墙的厚度用钢管或硬塑料撑头,以保证墙体厚度一致。有防水要求时,应采用焊有止水片的螺栓。⑷每层混凝土的浇筑厚度,应控制在施工规范允许范围内。⑸模板面应涂刷隔离剂。⑹墙根按墙厚度先浇灌150~200mm高导墙作根部模板支撑,模板上口应用扁钢封口,拼装时,钢模板上端边肋要加工两个缺口,将两块模板的缺口对齐,板条放入缺口内,用U形卡卡紧。⑺龙骨不宜采用钢花梁,墙梁交接处和墙顶上口应设拉结,外墙所设的拉顶支撑要牢固可靠,支撑的间距、位置宜由模板设计确定。9.9楼梯模板缺陷⒈现象楼梯侧帮露浆、麻面,底部不平。⒉原因分析⑴楼梯底模采用钢模板,遇有不能满足模数配齐时,以木模板相拼,楼梯侧帮模也用木模板制作,易形成拼缝不严密造成跑浆。⑵底板平整度偏差过大,支撑不牢靠。⑶防治措施⑴侧帮大梯段处可用钢模板,以2mm厚薄钢板模和8号槽钢点焊连接成型,每步两块侧帮必须对称使用,侧帮与楼梯立帮用U形卡连接。⑵底模应平整,拼缝要严密,符合施工规范要求,若支撑杆细比过大,应加剪刀撑撑牢。92
⑶采用胶合板组合模板时,楼梯支撑底板的木龙骨间距宜为300~500mm,支承和横托的间距为800~1000mm,托木两端用斜支撑支柱,下用单楔楔紧,斜撑间用牵杠互相拉牢,龙骨外面钉上外帮侧板,其高度七踏步侧板的稳固。10.模板施工安全技术措施(1)施工人员进入施工现场必须佩带胸卡、正确戴好安全帽,不得带病及酒后作业。不得在现场打闹追跑。(2)模板上架设电线和使用电动工具采用36V的低压电源。(3)设防雷击措施。(4)模板放置时不得压有电线、气焊管线等。(5)不得在脚手架上堆放大批模板等材料。(6)工作前应先检查使用的工具是否牢固,扳手等工具必须用绳练系在身上,钉子必须放在工具袋内,以免掉落伤人。工作时要思想集中,防止钉子扎脚和空中滑落。(7)安装墙柱模板时,随时支撑固定,防止倾覆。(8)预拼装模板的安装,边就位、边校正、边安设连接件,并加设临时支撑稳固。(9)模板安装过程中,不得随意间歇,柱头、搭头、立拄顶撑、拉杆等必须安装牢固成整体后,作业人员才允许离开。(10)传递模板、工具等应用运输工具或绳子系牢后升降,不得乱抛。(11)拆除承重模板,设临时支撑,防止突然整块塌落。92
(12)安装整块柱模板,不得将柱子钢筋代替临时支撑。(13)吊装模板时,必须在模板就位并连接牢固后,方可脱钩。并严格遵守吊装机械使用安全有关规定。(14)拆除模板时由专人指挥和切实可靠的安全措施,并在下面标出作业区,严禁非操作人员进人作业区。操作人员配挂好安全带,禁止站在模板的横杆上操作,拆下的模板集中吊运,并多点捆牢,不准向下乱扔。拆摸间歇时,将活动的模板、拉杆、支撑等固定牢固,严防突然掉落、倒塌伤人。(15)装拆模板时,作业人员要站立在安全地点进行操作,防止上下在同一垂直面工作。操作人员要主动避让吊物,增强自我保护和相互保护的安全意识。(16)基础及地下工程模板安装时,先检查基坑土壁、壁边坡的稳定情况,发现有滑坡、塌方危险时,必须先采取有效加固措施后方可施工。(17)操作人员上下基坑要设扶梯。基坑上口边缘1m以内不允许堆放模板构件和材料,模板支在护壁上时,必须在支点上加垫板。(18)夜间施工时,必须有足够的照明设备。(19)施工电源开关、胶皮线要经常检查,移动线箱必须安装漏电保护器,以防漏电伤人。11、模板工程设计计算11.1、墙模板计算书92
墙模板的计算参照《建筑施工手册》第四版、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范。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):200;穿墙螺栓水平间距(mm):600;主楞(外龙骨)间距(mm):450;穿墙螺栓竖向间距(mm):450;对拉螺栓直径(mm):M14;2.主楞信息龙骨材料:钢楞;截面类型:圆钢管48×3.0;钢楞截面惯性矩I(cm4):10.78;钢楞截面抵抗矩W(cm3):4.49;主楞肢数:2;3.次楞信息龙骨材料:方钢、木楞;次楞肢数:1;宽度(mm):40.00;高度(mm):80.00;4.面板参数面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):15.00;面板弹性模量(N/mm2):9500.00;面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50;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):206000.00;钢楞抗弯强度设计值fc(N/mm2):205.00;92
墙模板设计简图二、墙模板荷载标准值计算其中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2.000m;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65.833kN/m2、48.000kN/m2,取较小值48.000kN/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=48kN/m2;倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/m2。三、墙模板面板的计算92
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。根据《建筑施工手册》,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=200.0mm;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q1:1.2×48.00×0.45×0.90=23.328kN/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q2:1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m;q=q1+q2=23.328+1.134=24.462kN/m;面板的最大弯距:M=0.1×24.462×200.0×200.0=9.78×104N.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);92
W--面板的截面抵抗矩:b:面板截面宽度,h:面板截面厚度;W=450×15.0×15.0/6=1.69×104mm3;f--面板截面的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2;面板截面的最大应力计算值:σ=M/W=9.78×104/1.69×104=5.798N/mm2;面板截面的最大应力计算值σ=5.798N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/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=200.0mm;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q1:1.2×48.00×0.45×0.90=23.328kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m;q=q1+q2=23.328+1.134=24.462kN/m;面板的最大剪力:V=0.6×24.462×200.0=2935.440N;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);V--面板计算最大剪力(N):V=2935.440N;b--构件的截面宽度(mm):b=450mm;hn--面板厚度(mm):hn=15.0mm;fv--面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv=1.500N/mm2;面板截面的最大受剪应力计算值:T=3×2935.440/(2×450×15.0)=0.652N/mm2;面板截面抗剪强度设计值:[fv]=1.500N/mm2;92
面板截面的最大受剪应力计算值T=0.652N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[T]=1.5N/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=48×0.45=21.6N/mm;l--计算跨度(内楞间距):l=200mm;E--面板的弹性模量:E=9500N/mm2;I--面板的截面惯性矩:I=45×1.5×1.5×1.5/12=12.66cm4;面板的最大允许挠度值:[ν]=0.8mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.677×21.6×2004/(100×9500×1.27×105)=0.195mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.195mm小于等于面板的最大允许挠度值[ν]=0.8mm,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100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=50×100×100/6=83.33cm3;I=50×100×100×100/12=416.67cm4;92
内楞计算简图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=450.0mm;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q1:1.2×48.00×0.20×0.90=10.368kN/m;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=(10.368+0.504)/1=10.872kN/m;内楞的最大弯距:M=0.1×10.872×450.0×450.0=2.20×105N.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=8.33×104;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=2.20×105/8.33×104=2.642N/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=2.642N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!92
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=450.0mm;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q1:1.2×48.00×0.20×0.90=10.368kN/m;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=(10.368+0.504)/1=10.872kN/m;内楞的最大剪力:V=0.6×10.872×450.0=2935.440N;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=2935.440N;b--内楞的截面宽度(mm):b=50.0mm;hn--内楞的截面高度(mm):hn=100.0mm;fv--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv=1.500N/mm2;内楞截面的受剪应力计算值:τ=3×2935.440/(2×50.0×100.0)=0.881N/mm2;内楞截面的受剪应力计算值τ=0.881N/mm2小于内楞截面的抗剪强度设计值fv=1.5N/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:92
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=48.00×0.20/1=9.60kN/m;l--计算跨度(外楞间距):l=450.0mm;E--内楞弹性模量(N/mm2):E=9500.00N/mm2;I--内楞截面惯性矩(mm4),I=4.17×106;内楞的最大挠度计算值:ν=0.677×9.6/1×4504/(100×9500×4.17×106)=0.067mm;内楞的最大容许挠度值:[ν]=1.8mm;内楞的最大挠度计算值ν=0.067mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=1.8mm,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1.外楞的抗弯强度验算外楞跨中弯矩计算公式:92
其中,作用在外楞的荷载:P=(1.2×48+1.4×2)×0.2×0.45/2=2.45kN;外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):l=600mm;外楞最大弯矩:M=0.175×2446.20×600.00=2.57×105N·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=2.57×105N·mmW--外楞的净截面抵抗矩;W=4.49×103mm3;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=2.57×105/4.49×103=57.205N/mm2;外楞的最大应力计算值σ=57.205N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值f=205N/mm2,满足要求!2.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=(1.2×48+1.4×2)×0.2×0.45/2=2.446kN;V--外楞计算最大剪力(N);外楞的最大剪力:V=0.65×2446.200=9.54×102N;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);V--外楞计算最大剪力(N):V=9.54×102N;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值:τ=2×9.54×102/400.000=4.770N/mm2;外楞截面的受剪应力计算值τ=4.77N/mm2小于外楞截面的抗剪强度设计值[fv]=205N/mm2,满足要求!92
3.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=48.00×0.20×0.45/2=2.16kN/m;ν--外楞最大挠度(mm);l--计算跨度(水平螺栓间距):l=600.0mm;E--外楞弹性模量(N/mm2):E=206000.00N/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=1.146×4.32×100/2×6003/(100×206000×1.08×105)=0.241mm;外楞的最大容许挠度值:[ν]=2.4mm;外楞的最大挠度计算值ν=0.241mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=2.4mm,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(mm2);f--穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170N/mm2;查表得:穿墙螺栓的型号:M14;穿墙螺栓有效直径:11.55mm;穿墙螺栓有效面积:A=105mm2;穿墙螺栓最大容许拉力值:[N]=1.70×105×1.05×10-4=17.85kN;穿墙螺栓所受的最大拉力:N=48×0.6×0.45=12.96kN。92
穿墙螺栓所受的最大拉力N=12.96kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=17.85kN,满足要求!11.2、梁(400×1600mm)模板计算书计算依据《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》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。梁段:一、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):1.6;混凝土板厚度(mm):250.00;立杆沿梁跨度方向间距La(m):0.50;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):0.80;梁支撑架搭设高度H(m):7.67;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;92
梁底增加承重立杆根数:1;采用的钢管类型为Φ48×3;立杆承重连接方式:双扣件,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: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.梁底模板参数梁底纵向支撑根数:8;面板厚度(mm):15.0;5.梁侧模板参数主楞间距(mm):400;次楞根数:8;主楞竖向支撑点数量为:5;支撑点竖向间距为:400mm,400mm,400mm,200mm;穿梁螺栓水平间距(mm):400;穿梁螺栓直径(mm):M16;主楞龙骨材料:钢楞;截面类型为圆钢管48×3.0;主楞合并根数:2;次楞龙骨材料:木楞,宽度50mm,高度100mm;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92
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,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50.994kN/m2、18.000kN/m2,取较小值18.000kN/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。次楞(内龙骨)的根数为8根。面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。面板计算简图(单位:mm)92
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=40×1.5×1.5/6=15cm3;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=1.2×0.4×18×0.9=7.78kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值:q2=1.4×0.4×2×0.9=1.01kN/m;q=q1+q2=7.776+1.008=8.784kN/m;计算跨度(内楞间距):l=228.57mm;面板的最大弯距M=0.1×8.784×228.5712=4.59×104N·mm;经计算得到,面板的受弯应力计算值:σ=4.59×104/1.50×104=3.059N/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=3.059N/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=18×0.4=7.2N/mm;l--计算跨度(内楞间距):l=228.57mm;E--面板材质的弹性模量:E=9500N/mm2;I--面板的截面惯性矩:I=40×1.5×1.5×1.5/12=11.25cm4;面板的最大挠度计算值:ν=0.677×7.2×228.574/(100×9500×1.13×105)=0.124mm;92
面板的最大容许挠度值:[ν]=l/250=228.571/250=0.914mm;面板的最大挠度计算值ν=0.124mm小于面板的最大容许挠度值[ν]=0.914mm,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50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5×102×2/6=166.67cm3;I=5×103×2/12=833.33cm4;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)。92
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)×0.229=5.02kN/m;内楞计算跨度(外楞间距):l=400mm;内楞的最大弯距:M=0.1×5.02×400.002=8.03×104N·mm;最大支座力:R=1.1×5.019×0.4=2.209kN;经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=8.03×104/1.67×105=0.482N/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=0.482N/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=400mm;q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:q=18.00×0.23=4.11N/mm;E--内楞的弹性模量:10000N/mm2;I--内楞的截面惯性矩:I=8.33×106mm4;内楞的最大挠度计算值:ν=0.677×4.11×4004/(100×10000×8.33×106)=0.009mm;内楞的最大容许挠度值:[ν]=400/250=1.6mm;内楞的最大挠度计算值ν=0.009mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=1.6mm,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2.209kN,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=8.98cm3;外钢楞截面惯性矩I=21.56cm4;92
外楞计算简图外楞弯矩图(kN·m)外楞变形图(mm)(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);92
W--外楞的净截面抵抗矩;[f]--外楞的强度设计值(N/mm2)。根据连续梁程序求得最大的弯矩为M=0.132kN·m外楞最大计算跨度:l=400mm;经计算得到,外楞的受弯应力计算值:σ=1.32×105/8.98×103=14.75N/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=14.75N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!(2).外楞的挠度验算根据连续梁计算得到外楞的最大挠度为0.022mm外楞的最大容许挠度值:[ν]=400/400=1mm;外楞的最大挠度计算值ν=0.022mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=1mm,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170N/mm2;查表得:穿梁螺栓的直径:12mm;穿梁螺栓有效直径:9.85mm;穿梁螺栓有效面积:A=76mm2;穿梁螺栓所受的最大拉力:N=(1.2×18+1.4×2)×0.4×0.4=3.904kN。穿梁螺栓最大容许拉力值:[N]=170×76/1000=12.92kN;穿梁螺栓所受的最大拉力N=3.904kN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92
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=500×15×15/6=1.88×104mm3;I=500×15×15×15/12=1.41×105mm4;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=57.14mm;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)×0.50×1.85×0.90=25.47kN/m;模板结构自重荷载:q2:1.2×0.35×0.50×0.90=0.19kN/m;振捣混凝土时产生的荷载设计值:92
q3:1.4×2.00×0.50×0.90=1.26kN/m;q=q1+q2+q3=25.47+0.19+1.26=26.92kN/m;跨中弯矩计算公式如下:Mmax=0.10×26.924×0.0572=0.009kN·m;σ=0.009×106/1.88×104=0.469N/mm2;梁底模面板计算应力σ=0.469N/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)×1.850+0.35)×0.50=23.76KN/m;l--计算跨度(梁底支撑间距):l=57.14mm;E--面板的弹性模量:E=9500.0N/mm2;面板的最大允许挠度值:[ν]=57.14/250=0.229mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.677×23.763×57.14/(100×9500×1.41×105)=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]=57.1/250=0.229mm,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):92
q1=(24+1.5)×1.85×0.057=2.696kN/m;(2)模板的自重线荷载(kN/m):q2=0.35×0.057×(2×1.85+0.4)/0.4=0.205kN/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)×0.057=0.257kN/m;2.钢管的支撑力验算静荷载设计值q=1.2×2.696+1.2×0.205=3.481kN/m;活荷载设计值P=1.4×0.257=0.36kN/m;钢管计算简图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=4.49cm3I=10.78cm4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:线荷载设计值q=3.481+0.36=3.841kN/m;最大弯距M=0.1ql2=0.1×3.841×0.5×0.5=0.096kN.m;最大应力σ=M/W=0.096×106/4490=21.386N/mm2;抗弯强度设计值[f]=205N/mm2;钢管的最大应力计算值21.386N/mm2小于钢管抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!钢管抗剪验算:截面抗剪强度必须满足:92
其中最大剪力:V=0.6×3.481×0.5=1.044kN;钢管的截面面积矩查表得A=424.000mm2;钢管受剪应力计算值τ=2×1044.257/424.000=4.926N/mm2;钢管抗剪强度设计值[τ]=120N/mm2;钢管的受剪应力计算值4.926N/mm2小于钢管抗剪强度设计值120N/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:q=2.696+0.205=2.901kN/m;钢管最大挠度计算值ν=0.677×2.901×5004/(100×206000×10.78×104)=0.055mm;钢管的最大允许挠度[ν]=0.500×1000/250=2.000mm;钢管的最大挠度计算值ν=0.055mm小于钢管的最大允许挠度[ν]=2mm,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)×1.850=47.175kN/m2;(2)模板的自重(kN/m2):q2=0.350kN/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)=4.500kN/m2;q=1.2×(47.175+0.350)+1.4×4.500=63.330kN/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,92
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)92
弯矩图(kN·m)经过连续梁的计算得到:支座反力RA=RB=1.413kN,中间支座最大反力Rmax=10.618;最大弯矩Mmax=0.3kN.m;最大挠度计算值Vmax=0.046mm;最大应力σ=0.3×106/4490=66.846N/mm2;支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2;支撑钢管的最大应力计算值66.846N/mm2小于支撑钢管的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!八、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12.80kN; 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=10.618kN;R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!九、立杆的稳定性计算:立杆的稳定性计算公式92
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=1.413kN;脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×7.67=1.188kN;楼板的混凝土模板的自重:N3=1.2×(0.80/2+(0.60-0.40)/2)×0.50×0.35=0.105kN;楼板钢筋混凝土自重荷载:N4=1.2×(0.80/2+(0.60-0.40)/2)×0.50×0.250×(1.50+24.00)=1.913kN;N=1.413+1.188+0.105+1.912=4.618kN;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=1.59;A--立杆净截面面积(cm2):A=4.24;W--立杆净截面抵抗矩(cm3):W=4.49;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]=205N/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=k1uhk1--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=2.945m;Lo/i=2945.25/15.9=185;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=0.209;钢管立杆受压应力计算值;σ=4618.351/(0.209×424)=52.116N/mm2;钢管立杆稳定性计算σ=52.116N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2,满足要求!2.梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算:其中N--立杆的轴心压力设计值,它包括:92
梁底支撑最大支座反力:N1=10.618kN;脚手架钢管的自重:N2=1.2×0.129×(7.67-1.85)=1.188kN;N=10.618+1.188=11.519kN;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=1.59;A--立杆净截面面积(cm2):A=4.24;W--立杆净截面抵抗矩(cm3):W=4.49;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]=205N/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=k1uhk1--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=2.945m;Lo/i=2945.25/15.9=185;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=0.209;钢管立杆受压应力计算值;σ=11519.405/(0.209×424)=129.992N/mm2;钢管立杆稳定性计算σ=129.992N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/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。92
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》11.3、板模板计算书计算依据《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》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。一、参数信息:1.模板支架参数横向间距或排距(m):0.90;纵距(m):0.90;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):7.90;采用的钢管(mm):Φ48×3.0;板底支撑连接方式:方钢、方木支撑;立杆承重连接方式:双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:0.80;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):2.500;4.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;木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方的间隔距离(mm):250.000;木方弹性模量E(N/mm2):9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000;92
木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):100.00;5.楼板参数楼板的计算厚度(mm):120.00;图2楼板支撑架荷载计算单元二、模板面板计算:92
面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度,取单位宽度1m的面板作为计算单元面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=100×1.52/6=37.5cm3;I=100×1.53/12=28.125cm4;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+0.35×1=3.35kN/m;(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):q2=2.5×1=2.5kN/m;2、强度计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:其中:q=1.2×3.35+1.4×2.5=7.52kN/m最大弯矩M=0.1×7.52×0.252=0.047kN·m;面板最大应力计算值σ=47000/37500=1.253N/mm2;面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2;面板的最大应力计算值为1.253N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,92
满足要求!3、挠度计算挠度计算公式为其中q=3.35kN/m面板最大挠度计算值v=0.677×3.35×2504/(100×9500×28.125×104)=0.033mm;面板最大允许挠度[V]=250/250=1mm;面板的最大挠度计算值0.033mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!三、模板支撑方木的计算:方木按照两跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5×10×10/6=83.33cm3;I=5×10×10×10/12=416.67cm4;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=25×0.25×0.12=0.75kN/m;(2)模板的自重线荷载(kN/m):q2=0.35×0.25=0.088kN/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):92
p1=2.5×0.25=0.625kN/m;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)+1.4×p1=1.2×(0.75+0.088)+1.4×0.625=1.88kN/m;最大弯矩M=0.125ql2=0.125×1.88×0.92=0.19kN·m;方木最大应力计算值σ=M/W=0.19×106/83333.33=2.284N/mm2;方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2;方木的最大应力计算值为2.284N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/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=0.625×1.88×0.9=1.058kN;方木受剪应力计算值τ=3×1.058×103/(2×50×100)=0.317N/mm2;方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;方木的受剪应力计算值0.317N/mm2小于方木的抗剪强度设计值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,计算公式如下:均布荷载q=q1+q2=0.838kN/m;最大挠度计算值ν=0.521×0.838×9004/(100×9500×4166666.667)=0.072mm;最大允许挠度[V]=900/250=3.6mm;方木的最大挠度计算值0.072mm小于方木的最大允许挠度3.6mm,满足要求!92
四、木方支撑钢管计算: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=2.115kN;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)92
支撑钢管计算剪力图(kN)最大弯矩Mmax=0.693kN·m;最大变形Vmax=1.711mm;最大支座力Qmax=8.392kN;最大应力σ=692749.537/4490=154.287N/mm2;支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;支撑钢管的最大应力计算值154.287N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度为1.711mm小于900/150与10mm,满足要求!五、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。纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=8.392kN;R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!六、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=0.138×7.9=1.093kN;钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。(2)模板的自重(kN):NG2=0.35×0.9×0.9=0.284kN;92
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):NG3=25×0.12×0.9×0.9=2.43kN;经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.807kN;2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。经计算得到,活荷载标准值NQ=(2.5+2)×0.9×0.9=3.645kN;3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算N=1.2NG+1.4NQ=9.671kN;七、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(kN):N=9.671kN;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=1.59cm;A----立杆净截面面积(cm2):A=4.24cm2;W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=4.49cm3;σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);[f]----钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205N/mm2;L0----计算长度(m);如果完全参照《扣件式规范》,按下式计算l0=h+2ak1----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;a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.1m;上式的计算结果:立杆计算长度L0=h+2a=1.5+0.1×2=1.7m;L0/i=1700/15.9=107;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=0.537;钢管立杆的最大应力计算值;σ=9671.232/(0.537×424)=42.476N/mm2;92
钢管立杆的最大应力计算值σ=42.476N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/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l0=k1k2(h+2a)k1--计算长度附加系数按照表1取值1.243;k2--计算长度附加系数,h+2a=1.7按照表2取值1.014;上式的计算结果:立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.243×1.014×(1.5+0.1×2)=2.143m;Lo/i=2142.683/15.9=135;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=0.371;钢管立杆的最大应力计算值;σ=9671.232/(0.371×424)=61.481N/mm2;钢管立杆的最大应力计算值σ=61.481N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/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》。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≤fg92
地基承载力设计值:fg=fgk×kc=120×1=120kpa;其中,地基承载力标准值:fgk=120kpa;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=9.671/0.25=38.685kpa;其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:N=9.671kN;基础底面面积:A=0.25m2。p=38.685≤fg=120kpa。地基承载力满足要求!九、梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]:高支架部分模板需专家论证,计算书另详。11.4、柱(1090×3050mm)模板计算书柱模板的计算依据《建筑施工手册》第四版、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范编制。柱模板的背部支撑由两层(木楞或钢楞)组成,第一层为直接支撑模板的竖楞,用以支撑混凝土对模板的侧压力;第二层为支撑竖楞的柱箍,用以支撑竖楞所受的压力;柱箍之间用对拉螺栓相互拉接,形成一个完整的柱模板支撑体系。柱模板设计示意图柱截面宽度B(mm):3050.00;柱截面高度H(mm):1090.00;柱模板的总计算高度:H=6.00m;92
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;计算简图一、参数信息1.基本参数柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:6;柱截面宽度B方向竖楞数目:20;柱截面高度H方向对拉螺栓数目:3;柱截面高度H方向竖楞数目:8;对拉螺栓直径(mm):M16;2.柱箍信息柱箍材料:钢楞;截面类型:圆钢管48×3.0;钢楞截面惯性矩I(cm4):10.78;钢楞截面抵抗矩W(cm3):4.49;柱箍的间距(mm):450;柱箍合并根数:2;3.竖楞信息竖楞材料:木楞;竖楞合并根数:1;92
宽度(mm):50.00;高度(mm):100.00;4.面板参数面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):15.00;面板弹性模量(N/mm2):9500.00;面板抗弯强度设计值fc(N/mm2):13.00;面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50;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;二、柱模板荷载标准值计算其中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;分别计算得54.861kN/m2、72.000kN/m2,取较小值54.861kN/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=2kN/m2。三、柱模板面板的计算92
模板结构构件中的面板属于受弯构件,按简支梁或连续梁计算。本工程中取柱截面宽度B方向和H方向中竖楞间距最大的面板作为验算对象,进行强度、刚度计算。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。由前述参数信息可知,柱截面宽度B方向竖楞间距最大,为l=158mm,且竖楞数为20,面板为大于3跨,因此对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的三跨连续梁进行计算。面板计算简图1.面板抗弯强度验算对柱截面宽度B方向面板按均布荷载作用下的三跨连续梁用下式计算最大跨中弯距:其中,M--面板计算最大弯距(N·mm);l--计算跨度(竖楞间距):l=158.0mm;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q1:1.2×54.86×0.45×0.90=26.662kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m;式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。q=q1+q2=26.662+1.134=27.796kN/m;面板的最大弯距:M=0.1×27.796×158×158=6.94×104N.mm;面板最大应力按下式计算:92
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=450×15.0×15.0/6=1.69×104mm3;f--面板的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2;面板的最大应力计算值:σ=M/W=6.94×104/1.69×104=4.112N/mm2;面板的最大应力计算值σ=4.112N/mm2小于面板的抗弯强度设计值[σ]=13N/mm2,满足要求!2.面板抗剪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,∨--面板计算最大剪力(N);l--计算跨度(竖楞间距):l=158.0mm;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q1:1.2×54.86×0.45×0.90=26.662kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.45×0.90=1.134kN/m;式中,0.90为按《施工手册》取用的临时结构折减系数。q=q1+q2=26.662+1.134=27.796kN/m;面板的最大剪力:∨=0.6×27.796×158.0=2635.103N;截面抗剪强度必须满足下式:其中,τ--面板承受的剪应力(N/mm2);∨--面板计算最大剪力(N):∨=2635.103N;92
b--构件的截面宽度(mm):b=450mm;hn--面板厚度(mm):hn=15.0mm;fv---面板抗剪强度设计值(N/mm2):fv=13.000N/mm2;面板截面受剪应力计算值:τ=3×2635.103/(2×450×15.0)=0.586N/mm2;面板截面抗剪强度设计值:[fv]=1.500N/mm2;面板截面的受剪应力τ=0.586N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2,满足要求!3.面板挠度验算最大挠度按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,挠度计算公式如下:其中,q--作用在模板上的侧压力线荷载(kN/m):q=54.86×0.45=24.69kN/m;ν--面板最大挠度(mm);l--计算跨度(竖楞间距):l=158.0mm;E--面板弹性模量(N/mm2):E=9500.00N/mm2;I--面板截面的惯性矩(mm4);I=450×15.0×15.0×15.0/12=1.27×105mm4;面板最大容许挠度:[ν]=158/250=0.632mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.677×24.69×158.04/(100×9500.0×1.27×105)=0.087mm;面板的最大挠度计算值ν=0.087mm小于面板最大容许挠度设计值[ν]=0.632mm,满足要求!四、竖楞方木的计算模板结构构件中的竖楞(小楞)属于受弯构件,按连续梁计算。本工程柱高度为3.0m,柱箍间距为450mm,竖楞为大于3跨,因此按均布荷载作用下的三跨连续梁计算。本工程中,竖楞采用木楞,宽度50mm,高度100mm,截面惯性矩I92
和截面抵抗矩W分别为:W=50×100×100/6=83.33cm3;I=50×100×100×100/12=416.67cm4;竖楞方木计算简图1.抗弯强度验算支座最大弯矩计算公式:其中,M--竖楞计算最大弯距(N·mm);l--计算跨度(柱箍间距):l=450.0mm;q--作用在竖楞上的线荷载,它包括:新浇混凝土侧压力设计值q1:1.2×54.86×0.16×0.90=9.361kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.16×0.90=0.398kN/m;q=(9.361+0.398)/1=9.760kN/m;竖楞的最大弯距:M=0.1×9.760×450.0×450.0=1.98×105N.mm;其中,σ--竖楞承受的应力(N/mm2);M--竖楞计算最大弯距(N·mm);W--竖楞的截面抵抗矩(mm3),W=8.33×104;f--竖楞的抗弯强度设计值(N/mm2);f=13.000N/mm2;竖楞的最大应力计算值:σ=M/W=1.98×105/8.33×104=2.372N/mm2;92
竖楞的最大应力计算值σ=2.372N/mm2小于竖楞的抗弯强度设计值[σ]=13N/mm2,满足要求!2.抗剪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,∨--竖楞计算最大剪力(N);l--计算跨度(柱箍间距):l=450.0mm;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q1:1.2×54.86×0.16×0.90=9.361kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:1.4×2.00×0.16×0.90=0.398kN/m;q=(9.361+0.398)/1=9.760kN/m;竖楞的最大剪力:∨=0.6×9.760×450.0=2635.103N;截面抗剪强度必须满足下式:其中,τ--竖楞截面最大受剪应力(N/mm2);∨--竖楞计算最大剪力(N):∨=2635.103N;b--竖楞的截面宽度(mm):b=50.0mm;hn--竖楞的截面高度(mm):hn=100.0mm;fv--竖楞的抗剪强度设计值(N/mm2):fv=1.500N/mm2;竖楞截面最大受剪应力计算值:τ=3×2635.103/(2×50.0×100.0)=0.791N/mm2;竖楞截面抗剪强度设计值:[fv]=1.500N/mm2;竖楞截面最大受剪应力计算值τ=0.791N/mm2小于竖楞截面抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2,满足要求!3.挠度验算最大挠度按三跨连续梁计算,公式如下:92
其中,q--作用在竖楞上的线荷载(kN/m):q=54.86×0.16=8.67kN/m;ν--竖楞最大挠度(mm);l--计算跨度(柱箍间距):l=450.0mm;E--竖楞弹性模量(N/mm2):E=9500.00N/mm2;I--竖楞截面的惯性矩(mm4),I=4.17×106;竖楞最大容许挠度:[ν]=450/250=1.8mm;竖楞的最大挠度计算值:ν=0.677×8.67×450.04/(100×9500.0×4.17×106)=0.061mm;竖楞的最大挠度计算值ν=0.061mm小于竖楞最大容许挠度[ν]=1.8mm,满足要求!五、B方向柱箍的计算本算例中,柱箍采用钢楞,截面类型为圆钢管48×3.0;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=4.49cm3;钢柱箍截面惯性矩I=10.78cm4;柱箍为大于3跨,按集中荷载三跨连续梁计算(附计算简图):B方向柱箍计算简图其中P--竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN);P=(1.2×54.86×0.9+1.4×2×0.9)×0.158×0.45/2=2.2kN;92
B方向柱箍剪力图(kN)最大支座力:N=7.690kN;B方向柱箍弯矩图(kN·m)最大弯矩:M=0.379kN.m;B方向柱箍变形图(mm)最大变形:V=0.339mm;1.柱箍抗弯强度验算柱箍截面抗弯强度验算公式92
其中,柱箍杆件的最大弯矩设计值:M=0.38kN.m;弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩:W=4.49cm3;B边柱箍的最大应力计算值:σ=80.44N/mm2;柱箍的抗弯强度设计值:[f]=205N/mm2;B边柱箍的最大应力计算值σ=80.44N/mm2小于柱箍的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!2.柱箍挠度验算经过计算得到:ν=0.339mm;柱箍最大容许挠度:[ν]=435.7/250=1.743mm;柱箍的最大挠度ν=0.339mm小于柱箍最大容许挠度[ν]=1.743mm,满足要求!六、B方向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170N/mm2;查表得:对拉螺栓的型号:M16;对拉螺栓的有效直径:13.55mm;对拉螺栓的有效面积:A=144mm2;对拉螺栓所受的最大拉力:N=7.69kN。对拉螺栓最大容许拉力值:[N]=1.70×105×1.44×10-4=24.48kN;对拉螺栓所受的最大拉力N=7.69kN小于对拉螺栓最大容许拉力值[N]=24.48kN,对拉螺栓强度验算满足要求!七、H方向柱箍的计算92
本工程中,柱箍采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本工程中,柱箍采用钢楞,截面类型为圆钢管48×3.0;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=4.49cm3;钢柱箍截面惯性矩I=107.8cm4;柱箍为大于3跨,按三跨连续梁计算(附计算简图):H方向柱箍计算简图其中P--竖楞方木传递到柱箍的集中荷载(kN);P=(1.2×54.86×0.9+1.4×2×0.9)×0.149×0.45/2=2.07kN;H方向柱箍剪力图(kN)最大支座力:N=5.029kN;92
H方向柱箍弯矩图(kN·m)最大弯矩:M=0.169kN.m;H方向柱箍变形图(mm)最大变形:V=0.066mm;1.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=0.17kN.m;弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩:W=4.49cm3;H边柱箍的最大应力计算值:σ=35.771N/mm2;柱箍的抗弯强度设计值:[f]=205N/mm2;H边柱箍的最大应力计算值σ=35.771N/mm2小于柱箍的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!2.柱箍挠度验算经过计算得到:V=0.066mm;柱箍最大容许挠度:[V]=272.5/250=1.09mm;92
柱箍的最大挠度V=0.066mm小于柱箍最大容许挠度[V]=1.09mm,满足要求!八、H方向对拉螺栓的计算验算公式如下: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170N/mm2;查表得:对拉螺栓的直径:M16;对拉螺栓有效直径:13.55mm;对拉螺栓有效面积:A=144mm2;对拉螺栓最大容许拉力值:[N]=1.70×105×1.44×10-4=24.48kN;对拉螺栓所受的最大拉力:N=5.029kN。对拉螺栓所受的最大拉力:N=5.029kN小于[N]=24.48kN,对拉螺栓强度验算满足要求!92'
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