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第三节 模板方案选择
本工程考虑到施工工期、 质量和安全要求, 故在选择方案时, 应充分考虑以下几点:
1、 模板及其支架的结构设计, 力求做到结构要安全可靠, 造价经济合理。
2、 在规定的条件下和规定的使用期限内, 能够充分满足预期的安全性和耐久性。
3、 选用材料时, 力求做到常见通用、 可周转利用, 便于保养维修。
4、 结构选型时, 力求做到受力明确, 构造措施到位, 升降搭拆方便, 便于检查验收;
5、 综合以上几点, 模板及模板支架的搭设, 还必须符合JCJ59-99检查标准要求, 要符合省文明标化工地的有关标准。
6、 结合以上模板及模板支架设计原则, 同时结合本工程的实际情况, 综合考虑了以往的施工经验, 决定采用以下模板及其支架方案:
详下一节或模板施工图。
第四节 材料选择
A、 梁: 面板采用18mm 木胶合面板, 40×60木方( 内楞) 现场拼制, 60×80木方( 外楞) 支撑, 采用可回收M12对拉螺栓进行加固。梁底采用60×80木方支撑。承重架采用扣件式钢管脚手架, 由扣件、 立杆、 横杆、 支座组成, 采用φ48×3.5钢管。
B、 板: 面板采用18mm 木胶合面板, 板底采用60mm×80mm方木支撑。承重架采用扣件式钢管脚手架, 由扣件、 立杆、 横杆、 支座组成, 采用φ48×3.5钢管。
C、 墙模板: 采用18mm厚木胶合板, 木方作楞, 配套穿墙螺栓M14使用。竖向内楞采用60×80 木方, 水平外楞采用双肢φ48×3.5钢管。加固经过在双钢管处打孔拉结穿墙螺栓, 。斜撑采用钢管+U型托。内外墙采用普通可回收螺栓。
D、 柱模板: 采用18mm 厚木胶合板, 在木工车间制作施工现场组拼, 背内楞采用60×80 木方, 柱箍采用圆钢管48×3.5围檩加固, 采用可回收M12对拉螺栓进行加固。边角处采用木板条找补, 保证楞角方直、 美观。斜向支撑, 采用φ48×3.5钢管斜向加固( 尽量取45°)
第五节 模板安装
1、 模板安装的一般要求
竖向结构钢筋等隐蔽工程验收完毕、 施工缝处理完毕后准备模板安装。安装柱模前, 要清除杂物, 焊接或修整模板的定位预埋件, 做好测量放线工作, 抹好模板下的找平砂浆。
2、 ±0.000以下模板安装要求, 略。
3、 ±0.000以上模板安装要求
( 1) 梁、 板模板安装顺序及技术要点
①模板安装顺序
模板定位、 垂直度调整→模板加固→验收→混凝土浇筑→拆模
②技术要点
安装墙模前, 要对墙体接茬处凿毛, 用空压机清除墙体内的杂物, 做好测量放线工作。为防止墙体模板根部出现漏浆"烂根"现象, 墙模安装前, 在底板上根据放线尺寸贴海绵条, 做到平整、 准确、 粘结牢固并注意穿墙螺栓的安装质量。
( 2) 梁模板安装顺序及技术要点
①模板安装顺序
搭设和调平模板支架(包括安装水平拉杆和剪力撑)→按标高铺梁底模板→拉线找直→绑扎梁钢筋→安装垫块→梁两侧模板→调整模板
②技术要点
按设计要求起拱(跨度大于4mR寸, 起拱0.2%), 并注意梁的侧模包住底模, 下面龙骨包仆侧模。
( 3) 楼板模板安装顺序及技术要点
①模板安装顺序
"满堂"脚手架→主龙骨→次龙骨→柱头模板龙骨→柱头模板、 顶板模板→拼装→顶板内、 外墙柱头模板龙骨→模板调整验收→进行下道工序
②技术要点
楼板模板当采用单块就位时, 宜以每个铺设单元从四周先用阴角模板与墙、 梁模板连接, 然后向中央铺设, 按设计要求起拱(跨度大于4m时, 起拱0.2%), 起拱部位为中间起拱, 四周不起拱。
( 4) 柱模板安装顺序及技术要点
①模板安装顺序
搭设脚手架→柱模就位安装→安装柱模→安装支撑→固定柱模→浇筑混凝土→拆除脚手架、 模板→清理模板
②技术要点
板块与板块竖向接缝处理, 做成企口式拼接, 然后加柱箍、 支撑体系将柱固定。
4、 模板组拼
模板组装要严格按照模板配板图尺寸拼装成整体, 模板在现场拼装时, 要控制好相邻板面之间拼缝, 两板接头处要加设卡子, 以防漏浆, 拼装完成后用钢丝把模板和竖向钢管绑扎牢固, 以保持模板的整体性。拼装的精度要求如下:
1、 两块模板之间拼缝 ≤1
2、 相邻模板之间高低差 ≤1
3、 模板平整度 ≤2
4、 模板平面尺寸偏差 ±3
5、 模板定位
当底板或顶板混凝土浇筑完毕并具有一定强度( ≥1.2MPa) , 即用手按不松软、 无痕迹, 方可上人开始进行轴线投测。根据轴线位置放出墙柱截面位置尺寸线、 模板1000 控制线, 以便于梁模板的安装和校正。当混凝土浇筑完毕, 模板拆除以后, 开始引测楼层500mm 标高控制线, 并根据该500mm 线将板底的控制线直接引测到上。
首先根据楼面轴线测量孔引测建筑物的主轴线的控制线, 并以该控制线为起点, 引出每道轴线, 根据轴线与施工图用墨线弹出模板的内线、 边线以及外侧控制线, 施工前三线必须到位, 以便于模板的安装和校正。
6、 模板的支设
模板支设前用空压机将楼面清理干净。不得有积水、 杂物, 并将施工缝表面浮浆剔除, 用水冲净。所有内侧模板必须刷油性脱模剂。
7、 模板支撑
1、 梁侧模板采用木方作为内楞间距约300mm, 木方作为外楞间距500mm, 采用可回收的M12普通穿墙螺栓加固水平间距500mm, 竖向间距为中间一道。梁模板采用18mm胶合面板作为面板, 梁底采60×80mm 方木横向布置, 间距300mm。纵向支承为φ48×3.5钢管。扣件式钢管脚手架作为撑系统, 脚手架梁跨方向横距1.2m, 梁两侧立杆间距0.7m, 其它纵距1.5m, 步距1.5m。
2、 楼板模板采用60mm×80mm木方做板底支撑, 中心间距300mm, 扣件式钢管脚手架作为撑系统, 脚手架排距1.0m, 跨距1.0m, 步距1.5m。支承木方的横杆与立杆的连接, 要求采用双扣件。
3、 墙模板, 竖向内背楞采用60×80 木方间距300 mm( 起步200mm, 以上400mm 间距, 其余间距600mm) , 水平外楞80×100 木方间距500 mm。加固经过背楞上打孔拉结穿墙螺栓水平间距600mm, 竖向间距500mm, 斜向支撑用钢管中下三道进行间距600 mm加固以保证其稳定。
4、 柱模板 采用18mm 木胶合板模板在木工车间制作施工现场组拼, 竖向内楞采用60×80 木方@250左右, 柱箍采用圆钢管48×3.5, 柱截面B方向或柱截面H方向间距200~350, 用可回收的M12普通穿墙螺栓加固, 四周加钢管抛撑。柱边角处采用木板条找补海棉条封堵, 保证楞角方直、 美观。斜向支撑, 起步为150mm, 每隔1500mm 一道, 采用双向钢管对称斜向加固( 尽量取45°) , 柱与柱之间采用拉通线检查验收。柱模木楞盖住板缝, 以减少漏浆。
5、 模板施工时注意以下几点:
( 1) 横板支撑钢管必须在楼面弹线上垫木方;
( 2) 钢管排架搭设横平竖直, 纵横连通, 上下层支顶位置一致, 连接件需连接牢固, 水平拉撑连通;
( 3) 根据梁跨度, 决定顶板模板起拱大小: <4不考虑起拱, 4≤L<6起拱10mm, ≥6 的起拱15mm;
( 4) 梁侧设置斜向支撑, 采用钢管+U型托, 对称斜向加固( 尽量取45°)
( 5) 板模板底第一排楞需紧靠墙板, 如有缝隙用密封条封孔, 模板与模板之间拼接缝小于1mm, 否则用腻子封条;
( 6) 板模板支设, 下部支撑用满堂脚手架支撑下垫垫板。顶板纵横格栅用压刨刨成同样规格, 并拉通线找平。特别是四周的格栅, 弹线保持在同一标高上, 板与格栅用50mm 长钉子固定, 格栅间距300mm, 板铺完后, 用水准仪校正标高, 并用靠尺找平。铺设四周模板时, 与墙齐平, 加密封条, 避免墙体"吃模", 板模周转使用时, 将表面的水泥砂浆清理干净, 涂刷脱模剂, 对变形和四周破损的模板及时修整和更换以确保接缝严密, 板面平整; 模板铺完后, 将杂物清理干净, 刷好脱模剂。
( 6) 从墙根起步300mm 立第一根立杆以后按1200mm( ~900) 和1500mm ( ~1200) 的间距立支撑, 这样可保证立柱支撑上下层位置对应。水平拉杆要求设上、 中、 下三道, 考虑到人行通道, 在支撑中留一条通道, 中、 下两道水平不设( 在顶板支撑完善之后拆除部分横杆形成人行通道) 。
第六节 模板拆除
1、 模板拆除根据现场同条件的试块指导强度, 符合设计要求的百分率后, 由技术人员发放拆模通知书后, 方可拆模。
2、 模板及其支架在拆除时混凝土强度要达到如下要求。在拆除侧模时, 混凝土强度要达到1.2MPa( 依据拆模试块强度而定) , 保证其表面及棱角不因拆除模板而受损后方可拆除。混凝土的底模, 其混凝土强度必须符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204- 表4.3.1的规定后方可拆除。
3、 拆除模板的顺序与安装模板顺序相反, 先支的模板后拆, 后支的先拆。
( 1) 墙模板拆除
墙模板在混凝土强度达到1.2MPa, 能保证其表面及棱角不因拆除而损坏时方能拆除, 模板拆除顺序与安装模板顺序相反, 先外墙后内墙, 先拆外墙外侧模板, 再拆除内侧模板, 先模板后角模。拆墙模板时, 首先拆下穿墙螺栓, 再松开地脚螺栓, 使模板向后倾斜与墙体脱开。不得在墙上撬模板, 或用大锤砸模板, 保证拆模时不晃动混凝土墙体, 特别拆门窗阴阳角模时不能用大锤砸模板。门窗洞口模板在墙体模板拆除结束后拆除, 先松动四周固定用的角钢, 再将各面模板轻轻振出拆除, 严禁直接用撬棍从混凝土与模板接缝位置撬动洞口模板, 以防止拆除时洞口的阳角被损坏, 跨度大于1m 的洞口拆模后要加设临时支撑。
( 2) 楼板模板拆除
楼板模板拆除时, 先调节顶部支撑头, 使其向下移动, 达到模板与楼板分离的要求, 保留养护支撑及其上的养护木方或养护模板, 其余模板均落在满堂脚手架上。拆除板模板时要保留板的养护支撑。
4、 模板拆除吊至存放地点时, 模板保持平放, 然后用铲刀、 湿布进行清理。支模前刷脱模剂。模板有损坏的地方及时进行修理, 以保证使用质量。
5、 模板拆除后, 及时进行板面清理, 涂刷隔离剂, 防止粘结灰浆。
第七节 模板技术措施
1、 进场模板质量标准
模板要求:
( 1) 技术性能必须符合相关质量标准( 经过收存、 检查进场木胶合板出厂合格证和检测报告来检验) 。
( 2) 外观质量检查标准( 经过观察检验)
任意部位不得有腐朽、 霉斑、 鼓泡。不得有板边缺损、 起毛。每平方米单板脱胶不大于0.001m2 。每平方米污染面积不大于0.005m2
( 3) 规格尺寸标准
厚度检测方法: 用钢卷尺在距板边20mm 处, 长短边分别测3 点、 1 点, 取8 点平均值; 各测点与平均值差为偏差。长、 宽检测方法: 用钢卷尺在距板边100mm 处分别测量每张板长、 宽各2点, 取平均值。对角线差检测方法: 用钢卷尺测量两对角线之差。翘曲度检测方法: 用钢直尺量对角线长度, 并用楔形塞尺( 或钢卷尺) 量钢直尺与板面间最大弦高, 后者与前者的比值为翘曲度。
2、 模板安装质量要求
必须符合《混凝土结构工程施工及验收规范》( GB 50204- ) 及相关规范要求。即"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"。
( 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。
( 2) 一般项目
1) 模板安装应满足下列要求:
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; 模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂; 浇筑混凝土前, 模板内的杂物应清理干净;
检查数量: 全数检查。
检验方法: 观察。
2) 对跨度不小于4m 的现浇钢筋混凝土梁、 板, 其模板应按要求起拱。
检查数量: 按规范要求的检验批( 在同一检验批内, 对梁, 应抽查构件数量的10%, 且不应少于3 件; 对板, 应按有代表性的自然间抽查10%, 且不得小于3 间。) 检验方法: 水准仪或拉线、 钢尺检查。
3) 固定在模板上的预埋件、 预留孔洞均不得遗漏, 且应安装牢固其偏差应符合附表1的规定;
检查项目
允许偏差( mm)
检查方法
一般
项目
检查数量: 按规范要求的检验批(对梁、 柱, 应抽查构件数量的10%, 且不应少于3 件; 对墙和板, 应按有代表性的自然间抽查10%, 且不得小于3间)。
检验方法: 钢尺检查。
( 3) 现浇结构模板安装的偏差应符合表1 的规定。
检查数量: 按规范要求的检验批(对梁、 柱, 应抽查构件数量的10%, 且不应少于3 件; 对墙和板, 应按有代表性的自然间抽查10%, 且不得小于3间)。现浇结构模板安装允许偏差和检验方法见表1: ( 检验方法: 检查同条件养护试块强度试验值。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。)
( 4) 模板垂直度控制
1) 对模板垂直度严格控制, 在模板安装就位前, 必须对每一块模板线进行复测, 无误后, 方可模板安装。
2) 模板拼装配合, 工长及质检员逐一检查模板垂直度, 确保垂直度不超过3mm, 平整度不超过2mm;
3) 模板就位前, 检查顶模棍位置、 间距是否满足要求。
( 5) 顶板模板标高控制
每层顶板抄测标高控制点, 测量抄出混凝土墙上的500线, 根据层高3000mm及板厚, 沿墙周边弹出顶板模板的底标高线。
( 6) 模板的变形控制
1) 墙模支设前, 竖向梯子筋上, 焊接顶模棍( 墙厚每边减少1mm) 。
2) 浇筑混凝土时, 做分层尺竿, 并配好照明, 分层浇筑, 层高控制在500以内, 严防振捣不实或过振, 使模板变形。
3) 门窗洞口处对称下混凝土;
4) 模板支立后, 拉水平、 竖向通线, 保证混凝土浇筑时易观察模板变形, 跑位;
5) 浇筑前认真检查螺栓、 顶撑及斜撑是否松动;
6) 模板支立完毕后, 禁止模板与脚手架拉结。
( 7) 模板的拼缝、 接头
模板拼缝、 接头不密实时, 用塑料密封条堵塞。
( 8) 窗洞口模板
在窗台模板下口中间留置2个排气孔, 以防混凝土浇筑时产生窝气, 造成混凝土浇筑不密实。
( 9) 清扫口的留置
楼梯模板清扫口留在平台梁下口, 清扫口50×100 洞, 以便用空压机清扫模内的杂物, 清理干净后, 用木胶合板背订木方固定。
( 10) 跨度小于4m 不考虑, 4~6m 的板起拱10mm; 跨度大于6m 的板起拱15mm。
( 11) 与安装配合
合模前与钢筋、 水、 电安装等工种协调配合, 合模通知书发放后方可合模。
( 12) 混凝土浇筑时, 所有墙板全长、 全高拉通线, 边浇筑边校正墙板垂直度, 每次浇筑时, 均派专人专职检查模板, 发现问题及时解决。
( 13) 为提高模板周转、 安装效率, 事先按工程轴线位置、 尺寸将模板编号, 以便定位使用。拆除后的模板按编号整理、 堆放。安装操作人员应采取定段、 定编号负责制。
3、 其它注意事项
在模板工程施工过程中, 严格按照模板工程质量控制程序施工, 另外对于一些质量通病制定预防措施, 防患于未然, 以保证模板工程的施工质量。严格执行交底制度, 操作前必须有单项的施工方案和给施工队伍的书面形式的技术交底。
( 1) 胶合板选统一规格, 面板平整光洁、 防水性能好的。
( 2) 进场木方先压刨平直统一尺寸, 并码放整齐, 木方下口要垫平。
( 3) 模板配板后四边弹线刨平, 以保证墙体、 柱子、 楼板阳角顺直。
( 4) 墙模板安装基层找平, 并粘贴海绵条, 模板下端与事先做好的定位基准靠紧, 以保证模板位置正确和防止模板底部漏浆, 在外墙继续安装模板前, 要设置模板支撑垫带, 并校正其平直。
( 5) 墙模板的对拉螺栓孔平直相对, 穿插螺栓不得斜拉硬顶。内墙穿墙螺栓套硬塑料管, 塑料管长度比墙厚少2~3mm。
( 6) 门窗洞口模板制作尺寸要求准确, 校正阳角方正后加固, 固定, 对角用木条拉上以防止变形。
( 7) 支柱所设的水平撑与剪刀撑, 按构造与整体稳定性布置。
4、 脱模剂及模板堆放、 维修
( 1) 木胶合板选择水性脱模剂, 在安装前将脱膜剂刷上, 防止过早刷上后被雨水冲洗掉。
( 2) 模板贮存时, 其上要有遮蔽, 其下垫有垫木。垫木间距要适当, 避免模板变形或损伤。
( 3) 装卸模板时轻装轻卸, 严禁抛掷, 并防止碰撞, 损坏模板。周转模板分类清理、 堆放。
( 4) 拆下的模板, 如发现翘曲, 变形, 及时进行修理。破损的板面及时进行修补。
第八节 安全、 环保文明施工措施
( 1) 拆模时操作人员必须挂好、 系好安全带。
( 2) 支模前必须搭好相关脚手架( 见本工程脚手架方案及相关方案、 相关安全操作规程等) 。
( 3) 在拆墙模前不准将脚手架拆除, 用塔吊拆时与起重工配合; 拆除顶板模板前划定安全区域和安全通道, 将非安全通道用钢管、 安全网封闭, 挂"禁止通行"安全标志, 操作人员不得在此区域, 必须在铺好跳板的操作架上操作。
( 4) 浇筑混凝土前必须检查支撑是否可靠、 扣件是否松动。浇筑混凝土时必须由模板支设班组设专人看模, 随时检查支撑是否变形、 松动, 并组织及时恢复。经常检查支设模板吊钩、 斜支撑及平台连接处螺栓是否松动, 发现问题及时组织处理。
( 5) 木工机械必须严格使用倒顺开关和专用开关箱, 一次线不得超过3m, 外壳接保护零线, 且绝缘良好。电锯和电刨必须接用漏电保护器, 锯片不得有裂纹( 使用前检查, 使用中随时检查) ; 且电锯必须具备皮带防护罩、 锯片防护罩、 分料器和护手装置。使用木工多用机械时严禁电锯和电刨同时使用; 使用木工机械严禁戴手套; 长度小于50cm 或厚度大于锯片半径的木料严禁使用电锯; 两人操作时相互配合, 不得硬拉硬拽; 机械停用时断电加锁。
( 6) 用塔吊吊运模板时, 必须由起重工指挥, 严格遵守相关安全操作规程。模板安装就位前需有缆绳牵拉, 防止模板旋转不善撞伤人; 垂直吊运必须采取两个以上的吊点, 且必须使用卡环吊运。不允许一次吊运二块模板
( 7) 模板堆放时, 使模板向下倾斜30°, 不得将模板堆放在施工层上, 防止模板在风荷载下倾覆。
( 8) 大模板堆放场地要求硬化、 平整、 有围护, 阴阳角模架设小围护架放置。安装就位后, 要采取防止触电保护措施, 将大模板加以串联, 并同避雷网接通, 防止漏电伤人。
( 9) 在电梯间进行模板施工作业时, 必须层层搭设安全防护平台。因混凝土侧力既受温度影响, 又受浇筑速度影响, 因此当夏季施工温度较高时, 可适当增大混凝土浇筑速度, 秋冬季施工温度降低混凝土浇筑速度也要适当降低。当T=15℃时, 混凝土浇筑速度不大于2m3/h。
( 10) 环保与文明施工
夜间22:00~6:00 之间现场停止模板加工和其它模板作业。现场模板加工垃圾及时清理, 并存放进指定垃圾站。做到工完场清。整个模板堆放场地与施工现场要达到整齐有序、 干净无污染、 低噪声、 低扬尘、 低能耗的整体效果。
第九节、 梁模板高支撑架的构造和施工要求:
除了要遵守《扣规》的相关要求外, 还要考虑以下内容
1.模板支架的构造要求:
a.梁板模板高支撑架能够根据设计荷载采用单立杆或双立杆;
b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆, 确保两方向足够的设计刚度;
c.梁和楼板荷载相差较大时, 能够采用不同的立杆间距, 但只宜在一个方向变距、 而另一个方向不变。
2.立杆步距的设计:
a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时, 能够采用等步距设置;
b.当中部有加强层或支架很高, 轴力沿高度分布变化较大, 可采用下小上大的变步距设置, 但变化不要过多;
c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜, 不宜超过1.5m。
3.整体性构造层的设计:
a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时, 需要设置整体性单或双水平加强层;
b.单水平加强层能够每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑, 且须与立杆连接, 设置
斜杆层数要大于水平框格总数的1/3;
c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置, 四周和中部每10--15m设竖向斜杆, 使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层;
d.在任何情况下, 高支撑架的顶部和底部( 扫地杆的设置层) 必须设水平加强层。
4.剪刀撑的设计:
a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑;
b.中部可根据需要并依构架框格的大小, 每隔10--15m设置。
5.顶部支撑点的设计:
a.最好在立杆顶部设置支托板, 其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm;
b.顶部支撑点位于顶层横杆时, 应靠近立杆, 且不宜大于200mm;
c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算, 当设计荷载N≤12kN时, 可用双扣件; 大于12kN时应用顶托方式。
6.支撑架搭设的要求:
a.严格按照设计尺寸搭设, 立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置;
b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求;
c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的, 每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m, 钢管不能选用已经长期使用发生变形的;
d.地基支座的设计要满足承载力的要求。
7.施工使用的要求:
a.精心设计混凝土浇筑方案, 确保模板支架施工过程中均衡受载, 最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式;
b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载, 对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施, 钢筋等材料不能在支架上方堆放;
c.浇筑过程中, 派人检查支架和支承情况, 发现下沉、 松动和变形情况及时解决。
第十节 梁模板计算
因本工程梁支架高度大于4米, 根据有关文献建议, 如果仅按规范计算, 架体安全性仍不能得到完全保证。为此计算中还参考了《施工技术》 ( 3) : 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
一、 参数信息
1.模板支撑及构造参数
梁截面宽度 B(m):0.24; 梁截面高度 D(m):0.80; 混凝土板厚度(mm):0.11;
立杆纵距( 沿梁跨度方向间距) La(m):1.00; 脚手架步距(m):1.50;
梁支撑架搭设高度H(m): 4.20、 4.80; 梁两侧立柱间距(m):0.70;
承重架支设:无承重立杆, 木方支撑平行梁截面;
立杆横向间距或排距Lb(m):1.00; 采用的钢管类型为Φ48×3.50;
扣件连接方式: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;
倾倒混凝土侧压力(kN/m2):4.0;
振捣混凝土荷载标准值(kN/m2):对水平模板可采用2.0;对垂直面模板可采用4.0
3.材料参数
木材品种: 松木; ( 或杉树) , 强度等级按TC13,
木材弹性模量E(N/mm2): 8000.0; 木材抗弯强度设计值fm(N/mm2): 13.0;
木材抗剪强度设计值fv(N/mm2): 1.4;
面板类型: 胶合面板; 面板弹性模量E(N/mm2): 3500.0; 面板抗弯强度设计值fm(N/mm2): 13.0;
4.梁底模板参数
梁底模板主楞的间距(mm): 300.0; 面板厚度(mm): 18.0;
5.梁侧模板参数
主楞(外楞)间距(mm): 500; 次楞(内楞)间距(mm): 约330; 穿梁螺栓水平间距(mm): 500;
穿梁螺栓竖向间距(mm): 300; 穿梁螺栓直径(mm): M12;
主楞龙骨材料: 木楞,, 宽度60mm, 高度80mm;
次楞龙骨材料: 木楞,, 宽度40mm, 高度60mm;
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。按《建筑施工手册》, 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:
其中 γ -- 混凝土的重力密度, 取24.000kN/m3;
H -- 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度, 取0.800m;
吉工注: 因采用商品混凝土, 一般都会在混凝土初凝前将计算单元的梁墙柱浇灌完成, 故只需要按F=γH计算侧压力即可, 当计算的F值大60时取60 kN/m2。
F=24×0.80=19.200 kN/m2作为本工程梁的计算荷载。
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。计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的二跨连续梁计算。面板计算简图如下:
1.抗弯验算
其中, σ -- 弯曲应力计算值(N/mm2); M -- 最大弯距(N.mm);
W -- 净截面抵抗矩, W = 50.00×1.8×1.8/6=27.00cm3;
按以下公式计算面板最大弯矩:
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= 1.2×0.50×19.20=11.52 kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值: q2= 1.4×0.50×4.00=2.80kN/m;
吉工注:因模板及其支架中不确定的因素较多,荷载取值难以准确,加上理论上对施工计算研究较少,不考虑荷载设计值的折减,这样偏于安全。软件计算都按0.9折减了, 亦可( 下同) 。
q = q1+q2 = 11.520+2.800 = 14.320 kN/m;
计算跨度(内楞间距): l = 330.00mm;
面板的最大弯距 M= 0.125×14.32×330.002 = 1.95×105N.mm;
经计算得到, 面板的受弯应力计算值: σ = 1.95×105 / 2.70×104=7.222N/mm2;
面板的受弯应力计算值 σ =7.222N/mm2 小于 抗弯强度设计值 [f]=13.00N/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。
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q = 19.20×0.50 = 9.60N/mm;
E--面板材质的弹性模量: E = 3500.00N/mm2;
I--面板的截面惯性矩: I = 50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4;
最大挠度: ω = 0.521×9.60×330.004/(100×3500.00×2.43×105) = 0.798 mm;
面板的最大容许挠度值:[ω] = l/250 =330.000/250 = 1.320mm;
面板的最大挠度计算值 ω =0.698mm 小于 最大容许挠度值 [ω]=1.320mm, 满足要求!
四、 梁侧模板内外楞的计算
1.内楞计算
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。
本工程中, 龙骨采用木楞, 截面宽度40mm, 截面高度60mm, 截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 40×60×60/6 = 24.00cm3;
I = 40×60×60×60/12 = 72.00cm4; 内楞计算简图如下
( 1) .内楞强度验算
强度验算计算公式如下:
(符号意义同前)
按以下公式计算内楞跨中弯矩:
其中, 作用在内楞的荷载, q = (1.2×19.200+1.4×4.000)×0.330=9.45 kN/m;
内楞的最大弯距: M=0.1×9.45×500.002= 2.36×105N.mm;
内楞的最大受弯应力计算值 σ = 2.36×105/2.40×104 = 9.833 N/mm2;
内楞的受弯应力计算值 σ = 9.833 N/mm2 , 小于 抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2, 满足要求!
( 2) .内楞的挠度验算
其中 E -- 面板材质的弹性模量: 8000.00N/mm2;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值: q =19.20×0.33= 6.34 N/mm;
最大挠度: ω = 0.677×6.34×500.004/(100×8000.00×7.20×105) = 0.466 mm;
内楞的最大挠度计算值 ω=0.466mm 小于容许挠度值 [ω]=500/250=2.000mm, 满足要求!
2.外楞计算
外楞承受内楞传递的荷载, 若外楞上下两端支架固定或对拉螺栓, 则没有弯等内力, 不需计算; 现考虑两端没有设支点, 按照集中荷载作用下二端悬臂梁计算。
外龙骨采用木楞, 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 = 60×80×80/6 = 64.00cm3;
I = 60×80×80×80/12 = 256.00cm4; 外楞计算简图如下:
( 1) .外楞抗弯强度验算
(符号意义同前)
最大弯矩M按下式计算:
M = Pl
作用在外楞的荷载: P = (1.2×19.20+1.4×4.00)×0.50×0.33/2=2.36kN;
外楞的最大弯距: M = 2360.000×330.000 = 7.79×105N.mm
经计算得到, 外楞的受弯应力计算值: σ = 7.79×105/6.40×104 = 12.172N/mm2;
外楞的受弯应力计算值 σ =12.172N/mm2 小于 抗弯强度设计值 [f]=13.000N/mm2, 满足要求!
( 2) .外楞的挠度验算
其中 E -- 外楞的弹性模量, 其值为 8000.00N/mm2;
p =19.20×0.50×0.33/2= 1.584 kN;
最大挠度: ω = 1.584×103×330.003/(3×8000.00×2.56×106) = 0.927mm;
外楞的最大挠度计算值 ω =0.927mm 小于容许挠度值 [ω]=330/250=1.320mm, 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170.000 N/mm2;
查表得:
穿梁螺栓的直径: 12 mm; 有效直径: 9.85 mm; 有效面积: A= 76 mm2;
穿梁螺栓所受的最大拉力:
N =(19.200×1.2+4×1.4)×0.500×0.330 = 4.725 kN。
穿梁螺栓最大容许拉力值: [N] = 170.000×76/1000 = 12.920 kN;
穿梁螺栓所受的最大拉力 N=4.725kN 小于螺栓最大容许拉力值 [N]=12.920kN, 满足要求!
六、 梁底模板计算
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。
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
吉工注: 本案梁底模没有木方, 直接支承在钢筋管上, 模板底板的连续跨是顺跨度方向。当底模板下有木方时, 底模板计算的连续跨是垂直跨度方向。
W = 240.00×18.00×18.00/6 = 1.30×104 mm3;
I = 240.00×18.00×18.00×18.00/12 = 1.17×105 mm4;
1.抗弯强度验算
按以下公式进行面板抗弯强度验算:
f = M/W < [f]
其中, f -- 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 =300.00mm; 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) ×0.24×0.80×0.90=5.29kN/m;
模板结构自重荷载:
q2:1.2×0.35×0.24×0.90=0.09kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载设计值: ( 对水平模板采用2.0kN/㎡;)
q3: 1.4×2.00×0.24×0.90=0.60kN/m;
q = q1 + q2 + q3=5.29+0.09+0.60=5.98kN/m;
跨中弯矩计算公式如下:
Mmax = 0.10×5.983×0.3002=0.054kN.m;
σ =0.054×106/1.30×104=4.155N/mm2;
梁底模面板计算应力 σ =4.155 N/mm2 小于 抗压强度设计值 [f]=13.000N/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)×0.800+0.35]×0.24= 4.98N/mm;
E--面板的弹性模量: E = 3500.0N/mm2;
面板的最大挠度计算值: ω = 0.677×4.980×300.04/(100×3500.0×1.17×105)=0.669mm;
面板的最大挠度: ω =0.669mm 小于 允许挠度值:[ω] = 300.0 / 250 = 1.200mm, 满足要求!
七、 梁底支撑木方的计算
本工程梁底支撑主楞采用方木60×80。( 有的也采用钢管)
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):
q1= (24.000+1.500)×0.240×0.800×0.300=1.469 kN;
(2)模板的自重荷载(kN):
q2 = 0.350×[2×( 0.8-0.11板厚) +0.240] ×0.3 = 0.170 kN;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载
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