*****住宅小区**4#楼工程
模板分项工程安全施工方案******建筑工程有限公司
*****住宅小区**4#楼
模板工程施工方案
一、工程概况
本工程为********小区新建工程,位于***市*******区,由********房地产开发公司招标筹建,******建筑工程有限公司中标承建。工期为486日历天,要求2011年4月1日开工,2012年10月30日竣工交付使用。该工程由*****建筑设计院设计,建筑面积15417.27m2,建筑高度为67m建筑平面为条型住宅楼。主体为十七层(地下一层)。标准层层高3m。该工程为框剪结构。宽73m,跨度11.5m。模板施工方案编制依据《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)《****省〈建筑施工安全检查标准〉实施细则》等。
二、模板安装概况
本工程模板需用量较大,剪力墙、梁、柱全部采用钢模,顶板采用竹帘板。支撑采用φ48mm钢管支撑,钢管符合国家现行规范A3钢的标准,用钢管通长上下卡牢,既能保证不走模,又能保证柱轴线不位移,柱间距不大于600mm用短钢管卡牢。梁板支撑用满堂φ48mm钢管,为保证梁柱断面尺寸,梁柱内设直径6.5mm钢筋,两端焊铁板打孔拉杆,梁底模起拱高度0.3%。
三、模板安装前的准备工作
1、模板安装前由项目技术负责人向作业班组长做书面安全技术交底,再由作业班组长向操作人员进行安全技术交底和安全教育,有关施工及操作人员应熟悉施工图及模板工程的施工设计。
2、施工现场设可靠的能满足模板安装和检查需用的测量控制点。
3、现场使用的模板及配件应按规格和数量逐项清点和检查,•未经修复的部件不得使用。
4、安装前应按要求涂刷模板表面。
5、梁和楼板模板的支柱支设在土壤地面时,应将地面事先整平夯实,•并准备柱底垫板。
6、竖向模板的安装底面应平整坚实,并采取可靠的定位措施,•竖向模板应按施工设计要求预埋支承锚固件。
四、模板安装安全技术措施
1、模板的安装必须按模板的施工设计进行,严禁任意变动。
2、配件必须装插牢固,支柱和斜撑下的支承面应平整垫实,•并有足够的受力面积,支撑件应着力于外木楞,予埋件与预留孔洞必须位置准确,安设牢固。基础模板必须支拉牢固,防止变形,侧模斜撑的底部应加设垫木。墙和柱子模板的底面应找平,下端应与事先做好的定位基准靠紧垫平,在墙、柱上继续安装模板时,模板应有可靠的支撑点,其平直度应进行校正。
3、模板安装必须按模板的施工设计进度,严禁任意变动。
4、下层楼板结构的强度,当达到能承受上层模板、支撑和新浇砼的重量时方可进行,否则下层楼板结构的支撑系统不能拆除,同时上下支柱必须在同一垂直线上。
5、模板及其支撑系统在安装过程中,必须设置临时固定设施,严防倾覆。
6、支柱全部安装完毕后,应及时沿横向和纵向加设水平撑和垂直剪刀撑,并与支柱固定牢靠,水平撑设上、下两道,两道水平撑之间,在纵横向加设剪刀撑。
7、支架立杆竖直设置,下部严禁垫砖及其它易碎物,2m高度的垂直允许偏差为15mm。
8、当梁模板支架立杆采用单根立杆时立杆应设在梁模板中心线处,其偏心距不大于25mm。
9、满堂模板四边与中间每隔四排支架立杆设置一道纵向剪刀撑,由底至顶连接续设置。
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10、支模应按施工工序进行,模板没有固定前,不得进行下道工序。
11、支设立柱模板和梁模板时,必须搭设施工层。脚手板铺严,外侧设防护栏杆,不准站在柱模板上操作和在梁模板上行走,更不允许利用拉杆支撑攀登上下。
12、墙模板在未装对接螺栓前,板面要向后倾斜一定角度并撑牢,以防倒塌。安装过程要随时拆换支撑或增加支撑,以保持墙模处于稳定状态。
13、安装墙模板时,以内、外墙角开始,向相互垂直的二个方向拼装,连接模板的U 形齿要正反交替安装,同一道墙的两侧模板要同时组合,以确保模板安装时的稳定。
14、楼板模板安装就位时,要在支架搭设稳固,板下横楞与支架连接牢固后进行。
15、五级以上大风,必须停止模板的安装工作。
16、模板安装完毕,必须进行检查验收后,方可浇筑砼,•验收单内容要量化。
五、模板拆除安全技术措施
1、模板拆除前必须确认砼强度达到规定,并经拆模申请批准后方可进行,•要有砼强度报告砼强度未达到规定,严禁提前拆模。
2、模板拆除前应向操作班组进行安全技术交底,•在作业范围设安全警戒线并悬挂警示牌,拆除时派专人(监护人)看守。
3、模板拆除的顺序和方法:按先支的后拆,后支的先拆,•先拆不承重部分,后拆承重部分,自上而下的原则进行。
4、在拆模板时,要有专人指挥和切实的安全措施,并在相应的部位设置工作区,严禁非操作人员进入作业区。
5、工作前要事先检查所使用的工具是否牢固,搬手等工具必须用绳链系挂在身上,工作时思想要集中,防止钉子扎脚和从空中滑落。
6、遇六级以上大风时,要暂停室外的高处作业,有雨、雪、霜时要先清扫施工现场,不滑时再进行作业。
7、拆除模板要用长撬杠,严禁操作人员站在正拆除的模板上。
8、在楼层临边、楼梯楼板有预留洞时,要在模板拆除后,随时在相应的部位做好安全防护栏杆,或将板的洞盖严。
9、拆模间隙时,要将已活动的模板、拉杆、支撑等固定牢固,严防突然掉落,倒塌伤。
10、拆除基础及地下室模板时,要先检查基模,土壁的情况发现有松软、龟裂等不安全因素时,必须在采取措施后,方可下人作业,拆下的模板和支撑件不得在离槽上口1m以内堆放,并随拆随运。
11、拆除板、梁、柱、墙模板时要注意:
(1)在拆除2m以上模板时,要搭脚手架或操作平台,脚手板铺严,并设防护栏杆。
(2)严禁在同一垂直面上操作。
(3)拆除时要逐块拆卸,不得成片松动和撬落、拉倒。
(4)拆除梁阳台楼层板的底模时,要设临时支撑,防止大片模板坠落。
(5)严禁站在悬臂结构,阳台上面敲拆底模。
12、每人要有足够工作面,数人同时操作时要明确分工,统一信号和进行。
六、模板的运输、维修与保管
1、木模板运输时,不同规格的模板不得混装,并必须采取有效措施,•防止模板滑动。
2、木模板和配件拆除后,应及时清除粘结的灰浆,•对变形及损坏的木模板及配件应及时修理或更换,并宜采用机械整形和清理。
3、对暂不使用的木模板,应按规格分类堆放。
4、木模板宜放敞棚内,模板的底面应垫离地面100mm以上,露天堆放时,地面应平整,坚实,高度不超过2米。
七、设计计算书
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(一)剪力墙墙模板计算
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》(GB 50009-2001)、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)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,当采用容量为大于0.8m3的运输器具时,倾倒混凝土产生的荷载标准值为6.00kN/m2;
墙模板的总计算高度(m):H=6.00;模板在高度方向分2 段进行设计计算。
第1段(墙底至墙身高度3.00米位置;分段高度为3.00米):
一、参数信息
1.基本参数
次楞(内龙骨)间距(mm):150;穿墙螺栓水平间距(mm):600;
主楞(外龙骨)间距(mm):300;穿墙螺栓竖向间距(mm):300;
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48×3.5;
钢楞截面惯性矩I(cm4):12.19;钢楞截面抵抗矩W(cm3):5.08;
主楞肢数:2;
3.次楞信息
龙骨材料:木楞;次楞肢数:2;
宽度(mm):90.00;高度(mm):50.00;
4.面板参数
面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):12.00;
面板弹性模量(N/mm2):9500.00;面板抗弯强度设计值f c(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f c(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9500.00;
方木抗剪强度设计值f t(N/mm2):1.50;钢楞弹性模量E(N/mm2):206000.00;
钢楞抗弯强度设计值f c(N/mm2):205.00;
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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,取24.000h;
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6.000m;
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0.850。
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 204.369 kN/m2、144.000 kN/m2,取较小值144.000 kN/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=72kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2= 6 kN/m2。
三、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。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 =150.0mm;
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: 1.2×72.00×0.30×0.90=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: 1.4×6.00×0.30×0.90=2.268kN/m;
q = q1 + q2 =23.328+2.268=25.596 kN/m;
面板的最大弯距:M =0.1×25.596×150.0×150.0= 5.76×104N.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);
W --面板的截面抵抗矩:
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b:面板截面宽度,h:面板截面厚度;
W= 300×12.0×12.0/6=7.20×103 mm 3;
f --面板截面的抗弯强度设计值(N/mm 2); f=13.000N/mm 2;
面板截面的最大应力计算值:σ = M/W = 5.76×104 / 7.20×103 = 7.999N/mm 2; 面板截面的最大应力计算值 σ =7.999N/mm 2 小于 面板截面的抗弯强度设计值
[f]=13N/mm 2,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 =150.0mm ;
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q 1: 1.2×72.00×0.30×0.90=23.328kN/m ; 倾倒混凝土侧压力设计值q 2: 1.4×6.00×0.30×0.90=2.268kN/m ;
q = q 1 + q 2 =23.328+2.268=25.596 kN/m ;
面板的最大剪力:V = 0.6×25.596×150.0 = 2303.640N ;
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/mm 2);
V--面板计算最大剪力(N):V = 2303.640N ;
b--构件的截面宽度(mm):b = 300mm ;
h n --面板厚度(mm):h n = 12.0mm ;
f v --面板抗剪强度设计值(N/mm 2):f v = 1.500 N/mm 2;
面板截面的最大受剪应力计算值: T =3×2303.640/(2×300×12.0)=0.960N/mm 2; 面板截面抗剪强度设计值: [f v ]=1.500N/mm 2;
面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.96N/mm 2 小于 面板截面抗剪强度设计值
[T]=1.5N/mm 2,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 = 72×0.3 = 21.6N/mm ;
l--计算跨度(内楞间距): l = 150mm ;
E--面板的弹性模量: E = 9500N/mm 2;
I--面板的截面惯性矩: I = 30×1.2×1.2×1.2/12=4.32cm 4;
面板的最大允许挠度值:[ν] = 0.6mm ;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×21.6×1504/(100×9500×4.32×104) = 0.18 mm ;
面板的最大挠度计算值: ν=0.18mm 小于等于面板的最大允许挠度值 [ν]=0.6mm ,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90mm ,高度50mm ,截面惯性矩I 和截面抵抗矩W
6 分别为:
W = 90×50×50/6 = 37.5cm 3;
I = 90×50×50×50/12 = 93.75cm 4;
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 =300.0mm ;
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q 1: 1.2×72.00×0.15×0.90=11.664kN/m ; 倾倒混凝土侧压力设计值q 2: 1.4×6.00×0.15×0.90=1.134kN/m ,其 中,0.90为折减系数。
q =(11.664+1.134)/2=6.399 kN/m ;
内楞的最大弯距:M =0.1×6.399×300.0×300.0= 5.76×104N.mm ; 内楞的抗弯强度应满足下式:
其中, σ --内楞承受的应力(N/mm 2);
M --内楞计算最大弯距(N·mm);
W --内楞的截面抵抗矩(mm 3),W=3.75×104;
f --内楞的抗弯强度设计值(N/mm 2); f=13.000N/mm 2; 内楞的最大应力计算值:σ = 5.76×104/3.75×104 = 1.536 N/mm 2; 内楞的抗弯强度设计值: [f] = 13N/mm 2;
内楞的最大应力计算值 σ = 1.536 N/mm 2 小于 内楞的抗弯强度设计值
[f]=13N/mm 2,满足要求!
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 =300.0mm ;
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q 1: 1.2×72.00×0.15×0.90=11.664kN/m ; 倾倒混凝土侧压力设计值q 2: 1.4×6.00×0.15×0.90=1.134kN/m ,其 中,0.90为折减系数。
q =(11.664+1.134)/2=6.399 kN/m ;
内楞的最大剪力:V = 0.6×6.399×300.0 = 1151.820N ;
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/mm 2);
V--内楞计算最大剪力(N):V = 1151.820N ;
b--内楞的截面宽度(mm):b = 90.0mm ;
h n--内楞的截面高度(mm):h n = 50.0mm ;
f v--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):f v = 1.500 N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值: τ =3×1151.820/(2×90.0×50.0)=0.384N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值τ =0.384N/mm2小于内楞截面的抗剪强度设计值
f v=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:
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 = 72.00×0.15/2=5.40 kN/m;
l--计算跨度(外楞间距): l =300.0mm ;
E--内楞弹性模量(N/mm2):E = 9500.00 N/mm2;
I--内楞截面惯性矩(mm4),I=9.38×105;
内楞的最大挠度计算值: ν= 0.677×10.8/2×3004/(100×9500×9.38×105) = 0.033 mm;
内楞的最大容许挠度值: [ν] = 1.2mm;
内楞的最大挠度计算值ν=0.033mm 小于内楞的最大容许挠度值[ν]=1.2mm,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48×3.5;
外钢楞截面抵抗矩W = 5.08cm3;
外钢楞截面惯性矩I = 12.19cm4;
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:
其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×72+1.4×6)×0.15×0.3/2=1.92kN;
外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 600mm;
外楞最大弯矩:M = 0.175×1919.70×600.00= 2.02×105 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 = 2.02×105 N·mm
W -- 外楞的净截面抵抗矩;W = 5.08×103 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 = 2.02×105/5.08×103 = 39.679 N/mm2;
外楞的最大应力计算值σ =39.679N/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:
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其中,P--作用在外楞的荷载: P = (1.2×72+1.4×6)×0.15×0.3/2=1.92kN ;
V--外楞计算最大剪力(N);
外楞的最大剪力:V = 0.65×1919.700 = 7.49×102N ;
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/mm 2);
V--外楞计算最大剪力(N):V = 7.49×102N ;
A --钢管的截面面积(mm 2):A = 500mm 2;
f v --外楞的抗剪强度设计值(N/mm 2):f v = 205N/mm 2;
外楞截面的受剪应力计算值: τ =2×7.49×102/500.000=2.995N/mm 2;
外楞截面的受剪应力计算值 τ =2.995N/mm 2 小于 外楞截面的抗剪强度设计值
[f v ]=205N/mm 2,满足要求!
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 = 72.00×0.15×0.30/2=1.62 kN/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/mm 2):E = 206000.00 N/mm 2 ;
I--外楞截面惯性矩(mm 4),I=1.22×105;
外楞的最大挠度计算值: ν= 1.146×3.24×100/2×6003/(100×206000×1.22×105) = 0.16mm ; 外楞的最大容许挠度值: [ν] = 2.4mm ;
外楞的最大挠度计算值 ν=0.16mm 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 (mm 2);
f -- 穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170 N/mm 2;
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 mm 2;
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 =72×0.6×0.3 = 12.96 kN 。
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!
第2段(墙身高度3.00米位置至墙身高度6.00米位置;分段高度为3.00米):
一、参数信息
1.基本参数
次楞(内龙骨)间距(mm):150;穿墙螺栓水平间距(mm):600;
主楞(外龙骨)间距(mm):300;穿墙螺栓竖向间距(mm):300;
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(cm 4):10.78;钢楞截面抵抗矩W(cm 3):4.49;
主楞肢数:2;
3.次楞信息
龙骨材料:木楞;次楞肢数:1;
宽度(mm):50.00;高度(mm):90.00;
4.面板参数
面板类型:钢面板;面板厚度(mm):18.00;
面板弹性模量(N/mm2):210000.00;面板抗弯强度设计值f c(N/mm2):205.00;
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f c(N/mm2):13.00;方木弹性模量E(N/mm2):9500.00;
方木抗剪强度设计值f t(N/mm2):1.50;钢楞弹性模量E(N/mm2):210000.00;
钢楞抗弯强度设计值f c(N/mm2):205.00;
墙模板设计简图
二、墙模板荷载标准值计算
新浇混凝土侧压力标准值F1=40.549kN/m2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2= 6 kN/m2。
三、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。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 =150.0mm;
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: 1.2×40.55×0.30×0.85=12.408kN/m;
其中0.85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: 1.4×6.00×0.30×0.85=2.142kN/m;
q = q1 + q2 =12.408+2.142=14.550 kN/m;
面板的最大弯距:M =0.1×14.550×150.0×150.0= 3.27×104N.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);
W --面板的截面抵抗矩
:
b:面板截面宽度,h:面板截面厚度;
W= 300×18.0×18.0/6=1.62×104 mm3;
9
10 f --面板截面的抗弯强度设计值(N/mm 2); f=205.000N/mm 2;
面板截面的最大应力计算值:σ = M/W = 3.27×104 / 1.62×104 = 2.021N/mm 2; 面板截面的最大应力计算值 σ =2.021N/mm 2 小于 面板截面的抗弯强度设计值
[f]=205N/mm 2,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 =150.0mm ;
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q 1: 1.2×40.55×0.30×0.85=12.408kN/m ; 倾倒混凝土侧压力设计值q 2: 1.4×6.00×0.30×0.85=2.142kN/m ;
q = q 1 + q 2 =12.408+2.142=14.550 kN/m ;
面板的最大剪力:V = 0.6×14.550×150.0 = 1309.499N ;
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/mm 2);
V--面板计算最大剪力(N):V = 1309.499N ;
b--构件的截面宽度(mm):b = 300mm ;
h n --面板厚度(mm):h n = 18.0mm ;
f v --面板抗剪强度设计值(N/mm 2):f v = 1.500 N/mm 2;
面板截面的最大受剪应力计算值: T =3×1309.499/(2×300×18.0)=0.364N/mm 2; 面板截面抗剪强度设计值: [f v ]=1.500N/mm 2;
面板截面的最大受剪应力计算值 T=0.364N/mm 2 小于 面板截面抗剪强度设计值
[T]=1.5N/mm 2,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 = 40.55×0.3 = 12.16N/mm ;
l--计算跨度(内楞间距): l = 150mm ;
E--面板的弹性模量: E = 210000N/mm 2;
I--面板的截面惯性矩: I = 30×1.8×1.8×1.8/12=14.58cm 4;
面板的最大允许挠度值:[ν] = 0.6mm ;
面板的最大挠度计算值: ν= 0.677×12.16×1504/(100×210000×1.46×105) = 0.001 mm ; 面板的最大挠度计算值: ν=0.001mm 小于等于面板的最大允许挠度值 [ν]=0.6mm ,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90mm ,截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:
W = 50×90×90/6 = 67.5cm 3;
I = 50×90×90×90/12 = 303.75cm 4;
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 =300.0mm;
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: 1.2×40.55×0.15×0.85=6.204kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×6.00×0.15×0.85=1.071kN/m,其
中,0.85为折减系数。
q =(6.204+1.071)/1=7.275 kN/m;
内楞的最大弯距:M =0.1×7.275×300.0×300.0= 6.55×104N.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=6.75×104;
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 = 6.55×104/6.75×104 = 0.97 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 = 0.97 N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求!
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 =300.0mm;
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: 1.2×40.55×0.15×0.85=6.204kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2: 1.4×6.00×0.15×0.85=1.071kN/m,其中,0.85为折减系数。
q =(6.204+1.071)/1=7.275 kN/m;
内楞的最大剪力:V = 0.6×7.275×300.0 = 1309.499N;
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 = 1309.499N;
b--内楞的截面宽度(mm):b = 50.0mm ;
h n--内楞的截面高度(mm):h n = 90.0mm ;
f v--内楞的抗剪强度设计值(N/mm2):f v = 1.500 N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值: τ =3×1309.499/(2×50.0×90.0)=0.436N/mm2;
内楞截面的受剪应力计算值τ =0.436N/mm2小于内楞截面的抗剪强度设计值
f v=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:
其中,ν--内楞的最大挠度(mm);
11
12 q--作用在内楞上的线荷载(kN/m): q = 40.55×0.15/1=6.08 kN/m ; l--计算跨度(外楞间距): l =300.0mm ;
E--内楞弹性模量(N/mm 2):E = 9500.00 N/mm 2 ;
I--内楞截面惯性矩(mm 4),I=3.04×106;
内楞的最大挠度计算值: ν= 0.677×6.08/1×3004/(100×9500×3.04×106) = 0.012 mm ; 内楞的最大容许挠度值: [ν] = 1.2mm ;
内楞的最大挠度计算值 ν=0.012m m 小于 内楞的最大容许挠度值 [ν]=1.2mm ,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 = 4.49cm 3;
外钢楞截面惯性矩 I = 10.78cm 4;
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:
其中,作用在外楞的荷载: P = (1.2×40.55+1.4×6)×0.15×0.3/2=1.09kN ;
外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距): l = 600mm ;
外楞最大弯矩:M = 0.175×1091.25×600.00= 1.15×105 N·mm ;
强度验算公式:
其中, σ-- 外楞的最大应力计算值(N/mm 2)
M -- 外楞的最大弯距(N·mm);M = 1.15×105 N ·mm
W -- 外楞的净截面抵抗矩; W = 4.49×103 mm 3;
f --外楞的强度设计值(N/mm 2),f =205.000N/mm 2;
外楞的最大应力计算值: σ = 1.15×105/4.49×103 = 25.519 N/mm 2;
外楞的最大应力计算值 σ =25.519N/mm 2 小于 外楞的抗弯强度设计值 f=205N/mm 2,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 = (1.2×40.55+1.4×6)×0.15×0.3/2=1.091kN ; V--外楞计算最大剪力(N);
外楞的最大剪力:V = 0.65×1091.250 = 4.26×102N ;
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/mm 2);
V--外楞计算最大剪力(N):V = 4.26×102N ;
A --钢管的截面面积(mm 2):A = 400mm 2;
f v --外楞的抗剪强度设计值(N/mm 2):f v = 205N/mm 2;
外楞截面的受剪应力计算值: τ =2×4.26×102/400.000=2.128N/mm 2;
外楞截面的受剪应力计算值 τ =2.128N/mm 2 小于 外楞截面的抗剪强度设计值
[f v ]=205N/mm 2,满足要求!
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 = 40.55×0.15×0.30/2=0.91 kN/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 = 210000.00 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= 1.146×1.82×100/2×6003/(100×210000×1.08×105) = 0.1mm;
外楞的最大容许挠度值: [ν] = 2.4mm;
外楞的最大挠度计算值ν=0.1mm 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 =40.549×0.6×0.3 = 7.299 kN。
穿墙螺栓所受的最大拉力N=7.299kN 小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=17.85kN,满足要求!
(二)梁模板计算
高支撑架的计算依据《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。
梁段:L1。
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一、参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度B(m):0.30;梁截面高度D(m):0.65;
混凝土板厚度(mm):150.00;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: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):15.6;
倾倒混凝土侧压力(kN/m2):4.0;振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):2.0;
3.材料参数
木材品种:东北落叶松;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):1.6;
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):90.0;
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,100mm,150mm;
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。
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,取24.000h;
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0.650m;
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1.000。
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 186.240 kN/m2、15.600 kN/m2,取较小值15.600 kN/m2作为本工程计算荷载。
三、梁侧模板面板的计算
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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= 1.2×1×15.6×0.9=16.85kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×1×4×0.9=2.52kN/m;
q = q1+q2 = 16.848+2.520 = 19.368 kN/m;
计算跨度(内楞间距): l = 350mm;
面板的最大弯距M= 0.125×19.368×3502 = 2.97×105N·mm;
经计算得到,面板的受弯应力计算值: σ = 2.97×105 / 7.35×104=4.035N/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 =4.035N/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=19.37N/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= 5×19.37×3504/(384×9500×4.86×105) = 0.82 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=0.82mm 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;
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