主体结构模板工程专项施工方案培训资料
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XXX人民医院搬迁新建工程
2#楼、1#楼
主体结构模板工程专项施工方案
编制:
审核:
批准:
编制单位:XXX建设有限公司
XXX项目部
编制日期:2011年4月10日
目录
第1章工程概况 (3)
1.1工程概况 (3)
1.2主要结构参数 (3)
第2章编制依据 (4)
2.1施工图纸 (4)
2.2相关规范、规程及标准 (4)
第3章施工总体布署及材料选用 (5)
3.1施工总体布署 (5)
3.2模板材料的选用 (5)
第4章配模设计 (6)
4.1挡墙模板 (6)
4.2剪力墙模板 (7)
4.3框架柱模板 (8)
4.4框架梁模板 (8)
4.5现浇板模板 (9)
4.6楼梯模板 (9)
第5章模板设计验算 (10)
5.1墙模板验算 (11)
5.2框架柱模板验算(600×600) (19)
5.3框架柱模板验算(950×950) (29)
5.4框架梁模板验算 (40)
5.5楼板模板验算 (57)
5.62#楼25M跨梁段模板验算 (64)
第6章模板施工工艺 (81)
6.1模板安装 (81)
6.2模板拆除 (83)
第7章模板工程质量要求及预控 (85)
7.1进场模板材料质量标准 (85)
7.2模板安装质量要求 (85)
7.3模板安装质量控制措施 (87)
7.4模板高支撑架施工要求 (89)
第8章安全、文明施工 (90)
主体结构模板工程专项施工方案
第1章工程概况
1.1工程概况
2#楼主体共分为A、B、C、D四个区域,建筑物总长度为119米,总宽度为105米,总高度为:23.10米(不含地下室),基础为柱下独立基础和剪力墙墙下条形地梁基础。
地下室顶板以下结构类型为独立柱、框剪结构。
基础采用柱下独立柱基础和墙下条形基础,独立基础分单个独立柱基础和双联独立柱基础,持力层为坚硬中风化泥岩,基础埋入持力层300㎜左右,建筑结构安全等级为二级。
1#楼分为A、B、C三个区,A区地下一层,地上19层,框架——剪力墙结构,建筑物总高度为75.850m,B区地下一层,地上15层,框架——剪力墙结构,建筑物总高度60.250m,C区地下一层,地上19层,框架——剪力墙结构,建筑物总高度75.850m。
基础为柱下独立基础和剪力墙下地梁条形基础,地下室外墙厚度为350mm,地下室顶板以下结构为独立柱、框架——剪力墙结构。
基础采用柱下独立柱基础和墙下条形基础,独立基础分单个独立柱基础和双联独立柱基础,持力层为坚硬中风化泥岩,基础埋入持力层300㎜左右,建筑结构安全等级为二级。
1.2主要结构参数
2#楼墙体主要为250mm、300mm、350mm三种,柱截面主要有600mm×600mm、600mm×700mm、650mm×700mm;框架梁宽250mm~450mm,梁高400mm~1800mm,最大跨度25m;板厚度为100mm、120mm、150mm、180mm。
混凝土强度等级:基础为C30;A区挡墙为C40P6抗渗混凝土,其他各区挡墙为C30P6抗渗混凝土;框架柱:A区-0.05m以下为C40,A区5.05m以下为C35,A区5.05m以上为C30,其余各区框架柱C30;地下室底板C25抗渗混凝土。
楼梯、梁、板为C30混凝土。
1#楼墙体厚度主要为250mm、300mm、350mm;框架柱断面有:900×900、800×900、950×950、750×750、600×600、800×800、850×850、700×700、800×850、D900(圆
柱);框架梁宽200mm~450mm,梁高300mm~950mm;最大跨度9m;板厚度为120mm、180mm;混凝土强度等级:基础为C40;挡墙为C60抗渗混凝土,抗渗等级P6;剪力墙C35~C60;剪力墙C35~C60;框架柱C35~C60;梁、板C30、C35、C40。
2#楼、1#楼结构钢筋为HPB235、HRB335、HRB400、冷扎带肋钢筋。
本工程特点:构件截面种类复杂、部分梁段跨度大,框架梁和墙体大部份为弧形结构,施工难度较大。
第2章编制依据
2.1施工图纸
设计院提供的《2#楼结构施工图》、《1#楼结构施工图》。
2.2相关规范、规程及标准
《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-2002)
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
《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)
《建筑施工手册》(第四版)
《建筑施工计算手册》
《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(JGJ3-91)
《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)
《建筑施工安全技术操作规范》(JG803-91)
《建筑安装工人安全技术操作规程》(JGJ130-2001)
《混凝土模板用胶合板》(GBT17656-2008)
第3章施工总体布署及材料选用
3.1施工总体布署
根据施工组织总设计,分别在2#楼南北两侧、1#楼南北两侧设置木工加工棚,以满足大量模板加工的需要。
木工棚场地及半成品堆放场地均采取了地面硬化措施,便于加工模板及堆放半面品模板。
加工棚内配置圆盘锯、刨木机等木工专用机具。
3.2模板材料的选用
为保证本工程创建国家鲁班奖,保证主体工程结构达到优良结构,本工程主体结构±0.00m以上采用清水混凝土工艺,所以对模板工艺要求很高。
主体结构±0.00m以上主体结构墙、柱、梁采用18mm厚优质竹胶合模板,平板采用18mm厚优质覆膜板。
墙、柱、梁模板配制:2#楼配置3层(套);1#楼第5层以下配置3层(套),第5层以上配置5层(套)。
墙、柱、梁模板只能摊销3次后报废。
平板模板按4次周转摊销使用。
主体结构±0.00m以下独立基础、条形基础采用15mm厚木胶合板,墙、柱、梁采用18mm厚木胶合模板。
支撑系统采用扣件式钢管脚手架。
2#楼、1#楼圆柱模板采用定型专用模板,每栋楼配置2套定型专用模板。
各种模板材料规格及使用部位详见表3-1、表3-2。
第4章配模设计
4.1挡墙模板
模板面板采用18mm厚优质胶合板(各部位使用胶合板类型见本方案第3章),上下层面板竖向拼缝位置应错开,接缝处加设木方背楞,以加强模板整体刚度。
次楞(立档)采用50×100mm木方,间距200mm,次楞木方要紧贴面板,并用钢钉钉牢,不得有松动现象。
主楞(横挡)采用Ф48×3.5mm双钢管,纵向间距400mm,双钢管的接头位置应错开;穿墙螺栓采用型号为M12止水螺栓,横向间距400mm,纵向间距400mm。
墙体模板安装时应采取临时固定措施,安装完成后结合满堂脚手架加固校正,并沿墙高度方向均匀部置斜撑三道,斜撑采用Ф48×3.5mm钢管与满堂脚手架交接处采用扣件连接。
模板设计验算见本方案第5章。
挡墙模板安装示意图如下:
4.2剪力墙模板
模板面板采用18mm 厚优质胶合板(各部位使用胶合板类型见本方案第3章),上下层面板竖向拼缝位置应错开,接缝处加设木方背楞,且长不不应小于400mm ,以加强模板整体刚度。
次楞(立档)采用50×100mm 木方,间距200mm ,次楞木方要紧贴面板,并用钢钉钉牢,不得有松动现象。
主楞(横挡)采用Ф48×3.5mm 双钢管,纵向间距400mm ,双钢管的接头位置应错开;穿墙螺栓直径12mm ,横向间距400mm ,纵向间距400mm 。
墙体模板安装时应采取临时固定措施,安装完成后结合满堂脚手架加固校正,并沿墙高度方向均匀部置斜撑三道,斜撑采用Ф48×3.5mm 钢管与满堂脚手架交接处采用扣件连接。
模板计算见本方案第5章。
挡墙模板安装示意图如下:
4.3框架柱模板
按图纸设计断面尺寸配模。
0米以上模板面板采用18mm 厚优质竹胶合板(各部位使用胶合板类型见本方案第3章);次楞(立档)采用50×100mm 木方,间距不得大于250mm ;柱箍采用Ф48×3.5mm 双钢管,间距500mm ;截面大于700mm 的柱必须设置对拉螺栓,对拉螺栓采用型号为M12,在B/H 方向各设置一根。
螺栓穿直径15mm 的PVC 导管;柱模板结合满堂脚手架进行加固,安装时应采取临时固定措施,安装完成后结合满堂脚手架加固校正,并沿高度方向均匀部置斜撑三道,斜撑采用Ф48×3.5mm 钢管与满堂脚手架交接处采用扣件连接。
模板计算见本方案第5章。
柱子模板示意图如下:
m
面板18mm胶合板
PVC导管
次楞方木50×100mm
对拉螺栓直径12m 次楞方木50×100mm
面板18mm胶合板PVC 柱箍
4.4框架梁模板
模板面板采用18mm 厚优质竹胶合板(各部位使用胶合板类型见本方案第3章);次楞(立档)采用50×100mm 木方,梁侧的梁底木方采用垂直于梁截面方向布置,木方间距不得大于250mm ;高度大于700mm 的梁必须设置M12穿梁螺栓一排,穿梁螺栓从PVC 管中穿过,穿梁螺栓水平方向间距400mm ;梁高度大于于900时应加设穿梁螺栓至两排以上,穿梁螺栓纵向间距不大于400mm 。
梁宽大于250mm 时设置梁底部支撑(梁底部支撑采用可调撑托),梁底和梁侧支撑顺梁跨度方向间距均为0.5m 。
在本方案中将分别对门诊楼25m 跨梁段(截面450mm ×1800mm )、1#楼9米跨梁段(截面450mm ×950mm )模板进行验算,详见本方案第5章。
梁模板示意图如下:
4.5现浇板模板
顶板底模面板采用18mm厚优质胶合板(各部位使用胶合板类型见本方案第3章);次楞(立档)采用50×100mm木方,间距250mm;托梁采用Ф48×3.5mm钢管;模板支撑系统为满堂脚手架。
满堂脚手架立杆间距1.0m,扫地杆离地0.2m,步距1.5m,并按规范要求设置剪刀撑。
顶部采用可调撑托支撑。
模板计算见本方案第5章。
板模板安装示意图如下:
现浇平板模板安装示意图
4.6楼梯模板
顶板底模面板采用18mm厚优质胶合板(各部位使用胶合板类型见本方案第3章);次楞(立档)采用50×100mm木方横向布置,间距不得超过250mm;主楞采用50×100mm木方纵向布置,间距500mm;侧模采用18mm厚木胶合板,侧模上根据设计梯步尺寸均匀开槽,开槽宽度和深度应与踢面挡板尺寸一致。
并采用M12对拉螺栓加固。
靠墙侧在墙上打入膨胀螺栓,对拉螺栓靠墙侧与膨胀螺栓焊接。
支撑系统采用扣件式钢管脚手架,支撑顶部采用可调撑托。
楼梯模板安装示意图如下:
楼梯模板安装示意图(一)立面
楼梯模板安装示意图(二)平面
第5章模板设计验算
5.1墙模板验算
本工程中墙体厚度分为三种,分别为250mm,300mm,350mm。
在本计算书中取墙厚350mm,墙高6.2m(地下室挡墙)配模进行验算。
根据《建筑施工手册》,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;
5.1.1参数信息
基本参数:
次楞间距(mm):200 穿墙螺栓水平间距(mm):400
主楞间距(mm):400 穿墙螺栓竖向间距(mm):400
对拉螺栓直径(mm):M12
主楞信息:
主楞材料:圆钢管主楞合并根数:2
直径(mm):48.00 壁厚(mm):4.00
次楞信息:
次楞材料:木方次楞合并根数:1
宽度(mm):50.00 高度(mm):100.00
面板参数:
面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):18.00;
面板弹性模量(N/mm2):6000.00 面板抗弯强度设计值f c(N/mm2):14.00
面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50
木方和钢楞:
方木抗弯强度设计值f c(N/mm2):14.00 方木弹性模量E(N/mm2):9000.00
方木抗剪强度设计值f v(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
墙模板计算简图
5.1.2墙模板荷载标准值计算
按《施工手册》,新浇混凝土作用于模板的最大侧压力,按下列公式计算,并取其中的较小值:
V
t F 2122.0ββγ=
H F γ=
其中,γ——混凝土的重力密度,取24.000KN/m 3;
t ——新浇混凝土的初凝时间,取4.000h ; T ——混凝土的入模温度,取25.000℃; V ——混凝土的浇筑速度,取2.500m/h ; H ——模板计算高度,取6.200m ; 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。
分别计算得46.083KN/m 2、148.800KN/m 2,取较小值46.083KN/m 2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F 1=46.083KN/m 2; 倾倒混凝土时产生的荷载标准值F 2=2KN/m 2。
5.1.3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,按支撑在次楞上的三跨连续梁计算。
面板计算简图
5.1.3.1抗弯强度验算
弯矩计算公式:M=0.1q 1l 2+0.117q 2l 2 其中,M ——面板计算最大弯矩(N·mm);
l ——计算跨度(次楞间距):l =200.0mm ;
新浇混凝土侧压力设计值q 1:1.2×46.083×0.400×0.900=19.908KN/m ; 倾倒混凝土侧压力设计值q 2:1.4×2.00×0.40×0.90=1.008KN/m ; 其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。
面板的最大弯矩:M=0.1×19.908×200.02+0.117×1.008×200.02=8.43×104N·mm; 按以下公式进行面板抗弯强度验算:
f W
M
<=
σ 其中,σ——面板承受的应力(N/mm 2);
M ——面板计算最大弯矩(N·mm); W ——面板的截面抵抗矩:
W =bh 2/6=400×18.0×18.0/6=2.16×104mm 3;
f ——面板截面的抗弯强度设计值(N/mm 2);f =14.000N/mm 2;
面板截面的最大应力计算值:W
M
=
σ=8.43×104/2.16×104=4.9N/mm 2; 面板截面的最大应力计算值σ=4.9N/mm 2小于面板截面的抗弯强度设计值[f ]=13N/mm 2,满足要求! 5.1.3.2抗剪强度验算
计算公式:l q l q V 21617.06.0+= 其中,V ——面板计算最大剪力(N);
l ——计算跨度(次楞间距):l =200.0mm ;
新浇混凝土侧压力设计值q 1:1.2×46.083×0.400×0.900=19.908KN/m ; 倾倒混凝土侧压力设计值q 2:1.4×2.00×0.40×0.90=1.008KN/m ; 面板的最大剪力:V=0.6×19.908×200.0+0.617×1.008×200.0=2514.3N ; 截面抗剪强度必须满足:τ=3V/(2bh n )≤f v 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=2514.3N ; b ——构件的截面宽度(mm):b=400mm ;
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 =1.500N/mm 2;
面板截面的最大受剪应力计算值:τ=3×2514.3/(2×400×18.0)=0.524N/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τ=0.524N/mm 2小于面板截面抗剪强度设计值[τ]=1.5N/mm 2,满足要求! 5.1.3.3挠度验算
根据《建筑施工手册》,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:
250/][100677.04
l V EI
ql V =≤=
其中,q ——作用在模板上的侧压力线荷载:q=46.08×0.4=18.433N/mm;
l ——计算跨度(次楞间距):l =200mm ; E ——面板的弹性模量:E=6000N/mm 2;
I ——面板的截面惯性矩:I=40×1.8×1.8×1.8/12=19.44cm 4;
面板的最大允许挠度值:[V]=0.8mm ;
面板的最大挠度计算值:V =0.677×18.43×2004/(100×6000×1.94×105)=0.171mm ; 面板的最大挠度计算值:V=0.171mm 小于等于面板的最大允许挠度值[ν]=0.8mm,满足要求!
5.1.4墙模板主次楞的计算 5.1.4.1墙模板次楞计算
次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。
本工程中,次楞采用木方,宽度50mm ,高度100mm ,截面惯性矩I 和截面抵抗矩W 分别为:W=5×10×10/6×1=84.33cm 3;I=5×10×10×10/12×1=416.67cm 4;
次楞计算简图
⑴次楞的抗弯强度验算
次楞最大弯矩计算公式:2
221117.01.0l q l q M +=
其中,M ——次楞计算最大弯矩(N·mm);
l ——计算跨度(主楞间距):l =400.0mm ;
新浇混凝土侧压力设计值q 1:1.2×46.083×0.200×0.900=9.954KN/m ;
倾倒混凝土侧压力设计值q 2:1.4×2.00×0.20×0.90=0.504KN/m ,其中,0.90为折减系数。
次楞的最大弯矩:M=0.1×9.954×400.02+0.117×0.504×400.02=1.69×105N·mm; 次楞的抗弯强度应满足:f W
M
<=
σ 其中,σ——次楞承受的应力(N/mm 2);
M ——次楞计算最大弯矩(N·mm);
W ——次楞的截面抵抗矩(mm 3),W=8.33×104;
f ——次楞的抗弯强度设计值(N/mm 2);f =14.000N/mm 2;
次楞的最大应力计算值:σ=1.69×105
/8.33×104
=2N/mm 2
; 次楞的抗弯强度设计值:[f ]=13N/mm 2;
次楞的最大应力计算值σ=2N/mm 2小于次楞的抗弯强度设计值[f ]=13N/mm 2,满足要求! ⑵次楞的抗剪强度验算
最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算,公式如下:
l q l q V 21617.06.0+=
其中,V ——次楞承受的最大剪力;
l ——计算跨度(主楞间距):l =400.0mm ;
新浇混凝土侧压力设计值q 1:1.2×46.083×0.200×0.900/1=9.954KN/m ; 倾倒混凝土侧压力设计值q 2:1.4×2.00×0.20×0.90/1=0.504KN/m ,其中,
0.90为折减系数。
次楞的最大剪力:V=0.6×9.954×400.0+0.617×0.504×400.0=2514.3N ;
截面抗剪强度必须满足:0
23bh V
=
τ
其中,τ——次楞的截面的最大受剪应力(N/mm 2);
V ——次楞计算最大剪力(N):V=2514.3N ; b ——次楞的截面宽度(mm):b=50.0mm ; h n ——次楞的截面高度(mm):h 0=100.0mm ;
f v ——次楞的抗剪强度设计值(N/mm 2):f v =1.500N/mm 2;
次楞截面的受剪应力计算值:τ=3×2514.3/(2×50.0×100.0)=0.754N/mm 2
; 次楞截面的受剪应力计算值τ=0.754N/mm 2小于次楞截面的抗剪强度设计值
f v =1.5N/mm 2,满足要求!
⑶次楞的挠度验算
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:
250/][100677.04
l V EI
ql V =≤=
其中,ν——次楞的最大挠度(mm);
q ——作用在次楞上的线荷载(KN/m):q=46.08×0.20=9.22KN/m ;
l ——计算跨度(主楞间距):l =400.0mm ; E ——次楞弹性模量(N/mm 2):E=9000.00N/mm 2; I ——次楞截面惯性矩(mm 4),I=4.17×106mm 4;
次楞的最大挠度计算值:
ν=0.677×9.22/1×4004/(100×9000×4.17×106)=0.043mm;
次楞的最大容许挠度值:[ν]=1.6mm;
次楞的最大挠度计算值ν=0.043mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=1.6mm,满足要求!
5.1.4.2墙模板主楞计算
主楞承受次楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,主楞采用圆钢管,直径48mm,壁厚4.5mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=4.493×2=8.99cm3;I=10.783×2=21.57cm4; E=206000N/mm2;
主楞计算简图
主楞计算剪力图(KN)
主楞计算弯矩图(K N·m)
主楞计算变形图(mm)
⑴主楞的抗弯强度验算
作用在主楞的荷载:P =1.2×46.08×0.2×0.4+1.4×2×0.2×0.4=4.648KN ; 主楞计算跨度(对拉螺栓水平间距):l =400mm ;
强度验算公式:f W
M <=σ
其中,σ——主楞的最大应力计算值(N/mm 2)
M ——主楞的最大弯矩(N·mm);M=1.67×105N·mm W ——主楞的净截面抵抗矩(mm 3);W=8.99×103mm 3;
f ——主楞的强度设计值(N/mm 2),f =205.000N/mm 2;
主楞的最大应力计算值:σ=1.67×105/8.99×103=18.6N/mm 2;
主楞的最大应力计算值σ=18.6N/mm 2小于主楞的抗弯强度设计值f =205N/mm 2,满足要求!
⑵主楞的抗剪强度验算
主楞截面抗剪强度必须满足:V f A
V
≤=
2τ 其中,τ——主楞的截面的最大受剪应力(N/mm 2);
V ——主楞计算最大剪力(N):V=2277.3/2=1138.6N ; A ——钢管的截面面积(mm 2):A=424.115mm 2;
f v ——主楞的抗剪强度设计值(N/mm 2):f v =120N/mm 2;
主楞截面的受剪应力计算值:τ=2×1138.6/424.115=5.369N/mm 2;
主楞截面的受剪应力计算值τ=5.369N/mm 2小于主楞截面的抗剪强度设计值
f v =120N/mm 2,满足要求!
⑶主楞的挠度验算
主楞的最大挠度计算值:ν=0.082mm; 主楞的最大容许挠度值:[ν]=1.6mm;
主楞的最大挠度计算值ν=0.082mm小于主楞的最大容许挠度值[ν]=1.6mm,满足要求!
5.1.5穿墙螺栓的计算
计算公式:N<[N]=f×A
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:M12;穿墙螺栓有效直径:9.85mm;穿墙螺栓有效面积:A=76mm2;
穿墙螺栓最大容许拉力值:[N]=1.70×105×7.60×10-5=12.92KN;
主楞的支座反力为穿墙螺栓所受的拉力,穿墙螺栓所受的最大拉力为:N=4.14KN。
穿墙螺栓所受的最大拉力N=4.136KN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=12.92KN,满足要求!
5.2框架柱模板验算(600×600)
2#楼大部分柱均为600mm×600mm,故此计算书按600mm×600mm柱的配模验算柱模板的可靠性。
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):600.00;
柱截面高度H(mm):600.00;
柱模板的总计算高度:H=6.00m;
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
5.2.1参数信息
基本参数:
柱截面宽度B方向对拉螺栓数目:0;柱截面宽度B方向竖楞数目:4;
柱截面高度H方向对拉螺栓数目:0;柱截面高度H方向竖楞数目:4;
柱箍信息:
柱箍材料:钢楞;截面类型:圆钢管48×4.5;
钢楞截面惯性矩I(cm4):12.19;钢楞截面抵抗矩W(cm3):5.08;
柱箍的间距(mm):450;柱箍合并根数:2;
竖楞信息:
竖楞材料:木楞;竖楞合并根数:2;
宽度(mm):50.00;高度(mm):100.00;
面板参数:
面板类型:胶合面板;面板厚度(mm):18.00;
面板弹性模量(N/mm2):6000.00;面板抗弯强度设计值f c(N/mm2):15.00;
面板抗剪强度设计值(N/mm 2):1.50;
木方和钢楞:
方木抗弯强度设计值f c (N/mm 2):14.00;
方木弹性模量E(N/mm 2):9000.00;
方木抗剪强度设计值f t (N/mm 2):1.50;
钢楞弹性模量E(N/mm 2):206000.00;
钢楞抗弯强度设计值f c(N/mm 2):205.00; 5.2.2柱模板荷载标准值计算 V t F 2122.0ββγ= H F γ=
其中,γ——混凝土的重力密度,取24.000KN/m 3
;
t ——新浇混凝土的初凝时间,取4.000h ;
T ——混凝土的入模温度,取25.000℃;
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1.000;
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38.403KN/m 2、144.000KN/m 2,取较小值38.403KN/m 2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F 1=38.403KN/m 2;
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F 2=2KN/m 2。
5.2.3柱模板面板的计算
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 =183mm ,且竖楞数为4,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
5.2.3.1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:
21.0ql M =
其中,M ——面板计算最大弯距(N·mm);
l ——计算跨度(竖楞间距):l =184.0mm ;
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 1:1.2×38.40×0.45×0.90=18.664KN/m ;
倾倒混凝土侧压力设计值q 2:1.4×2.00×0.45×0.90=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=q 1+q 2=18.664+1.134=19.798KN/m ;
面板的最大弯距:M=0.1×19.798×183×183=6.63×104N.mm ;
面板最大应力按下式计算:
f W
M <=σ 其中,σ——面板承受的应力(N/mm 2);
M ——面板计算最大弯距(N·mm);
W ——面板的截面抵抗矩:6
2
bh W = b :面板截面宽度,h :面板截面厚度;
W=450×18.0×18.0/6=2.43×104mm 3;
f ——面板的抗弯强度设计值(N/mm 2);f =15.000N/mm 2;
面板的最大应力计算值:σ=M/W=6.63×104/2.43×104=2.728N/mm 2;
面板的最大应力计算值σ=2.728N/mm 2小于面板的抗弯强度设计值[σ]=15N/mm 2,满足要求!
5.2.3.2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:
ql V 6.0=
其中,V ——面板计算最大剪力(N);
l ——计算跨度(竖楞间距):l =184.0mm ;
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 1:1.2×38.40×0.45×0.90=18.664KN/m ;
倾倒混凝土侧压力设计值q 2:1.4×2.00×0.45×0.90=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=q 1+q 2=18.664+1.134=19.798KN/m ;
面板的最大剪力:V =0.6×19.798×184.0=2174.805N ;
截面抗剪强度必须满足下式:
V n
f bh V ≤=23τ 其中,τ——面板承受的剪应力(N/mm 2);
V ——面板计算最大剪力(N):V=2174.805N ;
b ——构件的截面宽度(mm):b=450mm ;
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 =15.000N/mm 2;
面板截面受剪应力计算值:τ=3×2174.805/(2×450×18.0)=0.403N/mm 2;
面板截面抗剪强度设计值:[f v ]=1.500N/mm 2;
面板截面的受剪应力τ=0.403N/mm 2小于面板截面抗剪强度设计值[f v ]=1.5N/mm 2,满足
要求!
5.2.3.3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:
EI
ql V 100677.04
= 其中,q ——作用在模板上的侧压力线荷载(KN/m):q=38.40×0.45=17.28KN/m ;
ν——面板最大挠度(mm);
l——计算跨度(竖楞间距):l=184.0mm;
E——面板弹性模量(N/mm2):E=6000.00N/mm2;
I——面板截面的惯性矩(mm4);12
I=
/3
bh
I=450×18.0×18.0×18.0/12=2.19×105mm4;
面板最大容许挠度:[V]=183/250=0.732mm;
面板的最大挠度计算值:
V=0.677×17.28×184.04/(100×6000.0×2.19×105)=0.100mm;
面板的最大挠度计算值V=0.1mm小于面板最大容许挠度设计值[V]=0.732mm,满足要求!
5.2.4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6.0m,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I和截面抵抗矩W分别为:W=50×100×100/6=84.33cm3;I=50×100×100×100/12=416.67cm4;
竖楞方木计算简图
5.2.4.1抗弯强度验算
支座最大弯矩计算公式:2
M=
1.0ql
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:
:1.2×38.40×0.18×0.90=7.590KN/m;
新浇混凝土侧压力设计值q
1
:1.4×2.00×0.18×0.90=0.461KN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q
2
q=(7.590+0.461)/2=4.026KN/m;
竖楞的最大弯距:M=0.1×4.026×450.0×450.0=8.15×104N.mm ;
f W
M <=σ
其中,σ——竖楞承受的应力(N/mm 2);
M ——竖楞计算最大弯距(N·mm); W ——竖楞的截面抵抗矩(mm 3),W=8.33×104;
f ——竖楞的抗弯强度设计值(N/mm 2);f =14.000N/mm 2;
竖楞的最大应力计算值:σ=M/W=8.15×104/8.33×104=0.978N/mm 2;
竖楞的最大应力计算值σ=0.978N/mm 2小于竖楞的抗弯强度设计值[σ]=13N/mm 2,满足要求!
5.2.4.2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:
ql V 6.0=
其中,V ——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q 1:1.2×38.40×0.18×0.90=7.590KN/m ;
倾倒混凝土侧压力设计值q 2:1.4×2.00×0.18×0.90=0.461KN/m ;
q=(7.590+0.461)/2=4.026KN/m ;
竖楞的最大剪力:V =0.6×4.026×450.0=1086.902N;
截面抗剪强度必须满足下式:
V n
f bh V ≤=23τ 其中,τ——竖楞截面最大受剪应力(N/mm 2);
V ——竖楞计算最大剪力(N):V=1086.902N ;
b ——竖楞的截面宽度(mm):b=50.0mm ;
h n ——竖楞的截面高度(mm):h n =100.0mm ;
f v ——竖楞的抗剪强度设计值(N/mm 2):f v =1.500N/mm 2;
竖楞截面最大受剪应力计算值:τ=3×1086.902/(2×50.0×100.0)=0.326N/mm 2; 竖楞截面抗剪强度设计值:[f v ]=1.500N/mm 2;
竖楞截面最大受剪应力计算值τ=0.326N/mm 2小于竖楞截面抗剪强度设计值
[f v ]=1.5N/mm 2,满足要求!
5.2.4.3挠度验算
最大挠度按三跨连续梁计算,公式如下:
250/][100677.04
l V EI
ql V =≤= 其中,q ——作用在竖楞上的线荷载(KN/m):q=38.40×0.18=7.03KN/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/mm 2):E=9000.00N/mm2;
I ——竖楞截面的惯性矩(mm 4),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=0.677×7.03×450.04/(100×9000.0×4.17×106)=0.052mm ;
竖楞的最大挠度计算值ν=0.052mm小于竖楞最大容许挠度[ν]=1.8mm,满足要求!
5.2.5B 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48×3.2;
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=5.08cm 3; 钢柱箍截面惯性矩:I=12.19cm 4;
柱箍为单跨,按集中荷载简支梁计算(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=(1.2×38.4×0.9+1.4×2×0.9)×0.183×0.45/2=1.81KN ;
B 方向柱箍剪力图(KN)
最大支座力:N=2.717KN ;
B 方向柱箍弯矩图(K N·m)
最大弯矩:M=0.753KN.m ;
B 方向柱箍变形图(mm)
最大变形:V=2.279mm ;
5.2.5.1柱箍抗弯强度验算
柱箍截面抗弯强度验算公式:f W
M <=σ 其中,柱箍杆件的最大弯矩设计值:M=0.75KN.m ;
弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩:W=5.08cm 3;
B 边柱箍的最大应力计算值:σ=141.22N/mm 2;
柱箍的抗弯强度设计值:[f ]=205N/mm 2;
B 边柱箍的最大应力计算值σ=141.22N/mm 2小于柱箍的抗弯强度设计值[f ]=205N/mm 2,满足要求!
5.2.5.2柱箍挠度验算
经过计算得到:ν=2.279mm;
柱箍最大容许挠度:[ν]=600/250=2.4mm;
柱箍的最大挠度ν=2.279mm小于柱箍最大容许挠度[ν]=2.4mm,满足要求!
5.2.6H方向柱箍的计算
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48×4.5;
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=5.08cm3;
钢柱箍截面惯性矩I=121.9cm4;
柱箍为单跨,按简支梁计算(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=(1.2×38.4×0.9+1.4×2×0.9)×0.183×0.45/2=1.81KN;
H方向柱箍剪力图(KN)
最大支座力:N=2.717KN;
H方向柱箍弯矩图(K N·m)
最大弯矩:M=0.753KN.m;。