模板工程及支撑体系专项施工方案

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模板工程及支撑体系专项施工方案

1.6《建筑施工手册》(第四版)

1.7《现行建筑施工规范大全》(修订缩印本)

1.8白沙润园一期5#地块相关施工图及设计变更

1.9万科集团《昆明公司标准做法》

某花园绿化工程2标段施工组织设计1.10《白沙润园一期5#地块施工组织设计》

2.1建设单位:XX房地产开发有限公司

2.2设计单位:XX工程设计院有限公司

2.3总承包单位:XX建筑工程有限公司

2.4本工程由一个1层整体地下室和13栋6层住宅楼组成。建筑高度最高21.73米,地下室层高为3.8米,夹层及标准层层高为3米。

2.5结构形式:主体多层住宅为框架—剪力墙结构,地下室为框架结构。

1)框架柱:钢筋混凝土方柱,主要截面为600*500、500*500、500*700、400*1200最大高度3.0m。

2)梁:钢筋砼结构梁,其截面有400*250、400*200、250*550、200*500、600*250、550*300、550*200、200*750、825*250等。

3)板:钢筋砼楼板,防空地下室顶板厚200。

4)墙:钢筋混凝土剪力墙厚为300、250、200。

5)本工程所用模板为散拼复合木模板。

6)地下车库楼板厚为200mm,最大跨度11600mm;标准层楼板厚100㎜,斜屋面板厚为120mm,最大跨度4400mm(轴间距);地下室梁最大截面为250mm×825mm;标准层梁最大截面为200mm×750mm;地下室柱最大截面为500mm×700mm,柱净高最大为3.8m,标准层柱墙柱净高最大为2.9m;最大墙厚300mm。在进行模板及支撑设计时,取梁、板、柱、墙的最大跨度、截面、高度进行计算及验算。

3.1、实用性。主要应保证砼结构的质量,具体要求是:接缝严密,不漏浆;保证构件的形状尺寸和相互位置的正确;模板的构造简单,支拆方便。

3.2、安全性。保证在施工过程中,不变形、不破坏、不倒塌。

3.3、经济性。针对本工程结构的具体情况,因地制宜,就地取材,在确保安全、质量、工期的前提下,尽量减少一次性投入,增加模板周转,减少支拆用工,实现文明施工。

3.4、本方案设计及计算均取代表性构件进行,各部位具体构件的搭设方法应以施工技术管理人员所进行的技术交底为准。

(一)、地下室楼板模板的组成及规格

本工程楼板模板采用15mm厚的胶合板;搁栅用50mm×100mm松方木,间距≦300mm,上、下两面刨平,水平钢管采用φ48×3.0mm双钢管间距1000mm。支撑系统为钢管满堂架搭设,采用φ48×3.0mm钢管。立杆间距≦1000mm,在1.7m及顶部400mm设纵横拉杆一道,地面200mm处设水平扫地杆,水平杆及扫地杆纵横相连。纵向剪刀撑周边必须设置,中间每隔4根立杆设置一道。

横向间距或排距(m):1.0;纵距(m):1.0;步距(m):1.50;立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.30;模板支架搭设高度(m):3.80;采用的钢管(mm):Φ48×3.0;板底支撑连接方式:方木支撑;扣件连接方式:双扣件,取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):1.000。

钢筋级别:三级钢HPB235、HRB335(20MnSi)、HRB400和四级钢HRB500;楼板混凝土强度等级:C30;每层标准施工天数:7;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):360.000;楼板的计算长度(m):11.60;施工平均温度(℃):20.000;楼板的计算宽度(m):1.00;楼板的计算厚度(mm):200.00。

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):9500.000;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):300.000;木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):100.00;托梁材料为:钢管(双钢管):Φ48×3.0mm。见图1所示。

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。

图2楼板支撑架荷载计算单元

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=100×1.82/6=54cm3;

I=100×1.83/12=48.6cm4;

模板面板的按照三跨连续梁计算。

(a)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):

q1=25×0.3×1+0.35×1=7.85kN/m;

(b)活荷载为施工人员及设备荷载(kN):

q2=1×1=1kN/m;

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=1.2×7.85+1.4×1=10.82kN/m

最大弯矩M=0.1×10.82×0.42=0.173kN·m;

面板最大应力计算值σ=173120/54000=3.206N/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3.206N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

其中q=7.85kN/m

面板最大挠度计算值v=0.677×7.85×4004/(100×9500×3037500)=0.047mm;

面板最大允许挠度[V]=400/250=1.6mm;

面板的最大挠度计算值0.047mm小于面板的最大允许挠度1.6mm,满足要求!

3、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=5×9×9/6=67.5cm3;

I=5×9×9×9/12=303.75cm4;

方木楞计算简图(mm)

(a)钢筋混凝土板自重(kN/m):

q1=25×0.4×0.3=3kN/m;

(b)模板的自重线荷载(kN/m):

q2=0.35×0.4=0.14kN/m;

(c)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):

p1=1×0.4=0.4kN/m;

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×(3+0.14)+1.4×0.4=4.328kN/m;

最大弯距M=0.125ql2=0.125×4.328×0.82=0.346kN;

最大支座力N=1.25×q×l=1.25×4.328×0.8=4.328kN;

方木最大应力计算值σ=M/W=0.346×106/67500=5.129N/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5.129N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力:Q=0.625×4.328×0.8=2.164kN;

方木受剪应力计算值T=3×2.164×103/(2×50×100)=0.721N/mm2;

方木抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2;

方木的受剪应力计算值0.721N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!

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=3.14kN/m;

最大挠度计算值ω=0.521×3.14×8004/(100×9500×3037500)=0.232mm;

最大允许挠度[V]=800/250=3.2mm;

方木的最大挠度计算值0.232mm小于方木的最大允许挠度3.2mm,满足要求!

托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;

托梁采用:钢管(单钢管):Φ48×3.0;

I=11.36cm4;

集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=4.328kN;

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=0.606kN.m;

最大变形Vmax=1.091mm;

最大支座力Qmax=9.306kN;

最大应力σ=606006.576/4730=128.12N/mm2;

托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;

托梁的最大应力计算值128.12N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

托梁的最大挠度为1.091mm小于800/150与10mm,满足要求!

5、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、活荷载和风荷载。

1)静荷载标准值包括以下内容:

(1)脚手架的自重(kN):

NG1=0.129×3.0=0.452kN;

(2)模板的自重(kN):

NG2=0.35×0.8×0.8=0.224kN;

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):

NG3=25×0.3×0.8×0.8=4.8kN;

静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.476kN;

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)×0.8×0.8=1.92kN;

3)立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=9.259kN;

如果完全参照《扣件式规范》,由下式计算:

立杆计算长度L0=h+2a=1.5+2×0.3=2.1m;

L0/i=2100/15.9=132;

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=0.386;

钢管立杆受压应力计算值;σ=9259.02/(0.386×450)=53.305N/mm2;

立杆稳定性计算σ=53.305N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

(1)楼板强度计算说明

验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。宽度范围内配置Ⅱ级钢筋,每单位长度(m)楼板截面的钢筋面积As=360mm2,fy=300N/mm2。板的截面尺寸为b×h=8000mm×200mm,楼板的跨度取1M,取混凝土保护层厚度20mm,截面有效高度ho=280mm。按照楼板每7天浇筑一层,所以需要验算7天、14天、21天...的承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:

(2)验算楼板混凝土7天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边8m,短边为1m;q=2×1.2×(0.35+25×0.3)+1×1.2×(0.452×11×2/8/1)+1.4×(1+2)=24.53kN/m2

单元板带所承受均布荷载q=1×24.531=24.531kN/m;板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算:

Mmax=0.0829×24.53×12=2.034kN.m

因平均气温为15℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线得到7天龄期混凝土强度达到58.4%,C30混凝土强度在7天龄期近似等效为C17.52。

混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=8.41N/mm2;则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=As×fy/(αl×b×ho×fcm)=360×300/(1×1000×280×8.41)=0.046

此时楼板所能承受的最大弯矩为:

结论:由于∑M1=M1=29.632>Mmax=2.034

所以第7天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。模板支持可以拆除。(二)、标准层楼板模板的组成及规格

本工程楼板模板采用15mm厚的胶合板;搁栅用50mm×100mm松方木,间距≦300mm,上、下两面刨平,水平钢管间距≦1000。支撑系统为钢管满堂架搭设,采用φ48×3.0mm钢管。立杆间距≦1200mm,在1.5m及顶部≦500mm设纵横拉杆一道,地面200mm处设水平扫地杆,纵向剪刀撑周边必须设置,中间每隔4根立杆设置一道。

横向间距或排距(m):1.00;纵距(m):1.00;步距(m):1.50;立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.30;模板支架搭设高度(m):3.00;采用的钢管(mm):Φ48×3.0;板底支撑连接方式:方木支撑;扣件连接方式:双扣件,取扣件抗滑承载力系数:0.80。

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。

钢筋级别:三级钢HPB235、HRB335(20MnSi)、HRB400;楼板混凝土强度等级:C30;每层标准施工天数:7;每平米楼板截面的钢筋面积(mm2):360.000;楼板的计算长度(m):4.40;施工平均温度(℃):15.000;楼板的计算宽度(m):1.00;楼板的计算厚度(mm):100.00。

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):9500.000;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):300.000;木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):100.00;托梁材料为:钢管(单钢管):Φ48×3.0。

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=100×1.82/6=54cm3

I=100×1.83/12=48.6cm4

模板面板的按照三跨连续梁计算。

(a)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):

q1=25×0.13×1+0.35×1=3.6kN/m

(b)活荷载为施工人员及设备荷载(kN):

q2=1×1=1kN/m

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=1.2×3.6+1.4×1=5.72kN/m

最大弯矩M=0.1×5.72×0.42=0.092kN·m

面板最大应力计算值σ=91520/54000=1.695N/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1.695N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

其中q=3.6kN/m

面板最大挠度计算值v=0.677×3.6×4004/(100×9500×3037500)=0.022mm

面板最大允许挠度[V]=400/250=1.6mm

面板的最大挠度计算值0.022mm小于面板的最大允许挠度1.6mm,满足要求!

3、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=5×9×9/6=67.5cm3;

I=5×9×9×9/12=303.75cm4;

方木楞计算简图(mm)

(a)钢筋混凝土板自重(kN/m):

q1=25×0.4×0.13=1.3kN/m

(b)模板的自重线荷载(kN/m):

q2=0.35×0.4=0.14kN/m

(c)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):

p1=1×0.4=0.4kN/m

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×(1.3+0.14)+1.4×0.4=2.288kN/m

最大弯距M=0.125ql2=0.125×2.288×12=0.286kN

最大支座力N=1.25×q×l=1.25×2.288×1=2.86kN

方木最大应力计算值σ=M/W=0.286×106/67500=4.237N/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4.237N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力:Q=0.625×2.288×1=1.43kN

方木受剪应力计算值T=3×1.43×103/(2×50×100)=0.477N/mm2

方木抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2

方木的受剪应力计算值0.477N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!

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=1.44kN/m

最大挠度计算值ω=0.521×1.44×10004/(100×9500×3037500)=0.26mm

最大允许挠度[V]=1000/250=4mm

方木的最大挠度计算值0.26mm小于方木的最大允许挠度4mm,满足要求!

托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;托梁采用:钢管(单钢管):Φ48×3.0。

集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=2.86kN。

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=0.732kN.m;

最大变形Vmax=2.173mm;

最大支座力Qmax=7.985kN;

最大应力σ=732198.139/4730=154.799N/mm2;

托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;

托梁的最大应力计算值154.799N/mm2小于托梁的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

托梁的最大挠度为2.173mm小于1000/150与10mm,满足要求!

5、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、活荷载和风荷载。

(1)静荷载标准值包括以下内容:

(a)脚手架的自重(kN):

NG1=0.129×2.77=0.358kN

(b)模板的自重(kN):

NG2=0.35×1×1=0.35kN

(c)钢筋混凝土楼板自重(kN):

NG3=25×0.13×1×1=3.25kN

静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.958kN

(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)×1×1=3kN

(3)立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=8.949kN

如果完全参照《扣件式规范》,由下式计算:

立杆计算长度L0=h+2a=1.5+2×0.3=2.1m;

L0/i=2100/15.9=132;

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=0.386;

钢管立杆受压应力计算值;σ=8949.128/(0.386×450)=51.521N/mm2;

立杆稳定性计算σ=51.521N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

(1)楼板强度计算说明

验算楼板强度时按照最不利情况考虑,楼板承受的荷载按照线荷载均布考虑。宽度范围内配置三级钢筋,每单位长度(m)楼板截面的钢筋面积As=360mm2,fy=300N/mm2。板的截面尺寸为b×h=4400mm×100mm,楼板的跨度取1M,取混凝土保护层厚度20mm,截面有效高度ho=110mm。按照楼板每7天浇筑一层,所以需要验算7天、14天、21天...的承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:

(2)验算楼板混凝土7天的强度是否满足承载力要求

楼板计算长边6.3m,短边为1m;

q=2×1.2×(0.35+25×0.13)+1×1.2×(0.358×7×2/6.3/1)+1.4×(1+2)=13.79kN/m2

单元板带所承受均布荷载q=1×13.794=13.794kN/m

板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算:

Mmax=0.0829×13.79×12=1.144kN.m

因平均气温为15℃,查《施工手册》温度、龄期对混凝土强度影响曲线得到7天龄期混凝土强度达到58.4%,C25混凝土强度在7天龄期近似等效为C14.6。

【冀】12J12:无障碍设施混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=7.008N/mm2;则可以得到矩形截面相对受压区高度:

ξ=As×fy/(αl×b×ho×fcm)=360×300/(1×1000×110×7.008)=0.14

此时楼板所能承受的最大弯矩为:

结论:由于∑M1=M1=11.041>Mmax=1.143

GB3836.13-2013爆炸性环境第13部分-设备的修理、检修、修复和改造所以第7天楼板强度足以承受以上楼层传递下来的荷载。模板支持可以拆除。

(一)地下室梁模板设计

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