212地下人行通道高支模专项施工方案.docx
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212地下人行通道高支模专项施工方案
高支模专项施工方案
1.1本工程高支模概况:
根据重庆市的有关规定,层高超过4.5米的模板支设即为高支模,必须进行专项的设计,以确保施工的安全。
层结构概况见下表:
项目
数值
备注
最大模板支设高度
4.4m
框梁截面最大值
500×1000mm
框梁截面次大值
1000×1500mm
框柱截面最大值
600×600mm
墙体厚度最大值
300mm
楼板厚度最大值
400mm
1.2模板、模架支设方案:
1.2.1材料选用:
1、模板:
(1)采用两面涂刷面膜的九夹板,厚18mm,长×宽=1830×915mm。
(2)对模板材料要求:
具有高耐水性,耐沸水性良好,所用胶粘剂为酚醛树脂胶粘剂。
模板规格尺寸和厚度必须满足要求。
模板的厚度、静弯曲强度以及弹性模量符合《混凝土用胶合板》标准。
2、楞条:
小楞:
50×100mm木方。
木方应保证截面尺寸符合要求,不得开裂、翘曲;大楞:
Ф48.5×3.2mm,A3钢管。
3、支撑:
(1)选用Ф48.5×3.2mm,A3钢管,直角、旋转卡扣。
(2)对钢管材料要求:
钢管表面应平直光滑,不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯,端面应平整,上述缺陷不应大于相关规定;钢管外径、壁厚分别不得小于0.5mm。
(3)卡扣材料要求:
扣件与钢管的贴合面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好;扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。
4、柱箍采用2·Ф48.5×3.2mm钢管做柱箍。
1.2.2支设方案及示意图:
1.2.2.1顶板模板:
顶板模板采用木模板体系,模板采用1830×915×18光面红模板、底楞采用50×100木方、支撑系统采用可调顶撑钢管满堂红模架、设扫地杆。
楼板模架立杆间距按600×600,均设置可调支座。
离地150设置扫地杆,水平杆步距1500。
全架高设置斜撑,斜撑角度应在45°~60°之间。
每一排斜撑中相邻的两个斜撑距离不大于立杆间距,相邻排斜撑间距不大于3立杆间距;满堂架周边另设置一道剪刀撑。
楼板底楞采用50×100木方,间距为250。
1、模架支设平面图:
2、模架支设剖面图:
3、模架支设立面图:
4、模架支设节点图:
模板拼接处节点图
1.2.2.2梁模板:
梁模板体系采用木模体系,即木模采用18厚光面红模板、内楞采用50×100木方,外楞采用φ48.5钢管。
当梁高h≥600mm时,设一道对拉螺杆,600<h≤800mm设两道对拉螺杆;两榀梁高为1000mm,按300mm间距设三排对拉螺杆;螺杆间距不大于500mm。
梁跨L≥4m时,跨中起拱3/1000,悬臂梁端部起拱6/1000。
梁高≤500时,底楞间距均为300mm;500<梁高≤800时,底楞间距250mm;框支梁底楞间距100mm。
梁宽大于400时,剖梁断面方向钢管支撑间距不大于400mm。
梁高≤1000时,梁底支架间距600mm。
侧模钉50×100木龙骨间距不大于200mm,木龙骨外侧用φ48.5钢管固定;两侧用支顶保证梁的垂直度及顺直。
1、梁模板支设大样图:
2、梁模板阴角处理图:
1.2.2.3墙模板:
墙模板采用木模板体系,即模板采用18mm厚光面红板、50×100木方(长2m、4m)做内楞,φ48.5钢管做外楞。
内楞:
50×100mm木方,间距为200mm
外楞:
双排Φ48.5×3.5mm焊接钢管,纵向间距为500mm
对拉螺栓:
φ14对拉螺栓,间距为400×500mm。
节点详图:
模板横向拼缝处理
模板竖向拼缝处理
1.2.2.4柱模板:
柱箍采用2·Ф48×3.5mm钢管做柱箍,间距为400mm(自底面到柱高一半范围内),间距为500mm(自顶面到柱高一半范围内);四周用钢管、8#铁丝与满堂架拉结,保证柱模板的垂直度。
水平拉结每1000mm设置一道。
柱模板支设完毕后,尚应单独加斜撑加以固定。
模板:
18mm九夹板
内楞:
50×100mm木方,间距为200mm
外楞:
双排Φ48.5×3.5mm焊接钢管
间距为400mm(自底面到柱高一半范围内)
间距为500mm(自顶面到柱高一半范围内)
对拉螺栓:
Ф16对拉螺栓,水平间距为400mm
1.3模板设计计算的相关参数:
1.3.1计算假定:
1、模板结构构件中的面板、大小楞均属受弯构件;按连续梁或简支梁计算;当构件的跨度超过三跨时,可按三等跨连续梁进行计算;
2、构件的惯性矩沿跨长恒定;
3、支座是刚性的,不沉降;
4、受荷跨荷载情况相同,并同时作用。
1.3.2计算参数:
根据《建筑施工手册》(第四版)、《建筑施工计算手册》(江正荣编著)有关的内容
计算过程所需数据如下:
新浇砼的重力密度γc=25KN/m3
考虑施工具体时间和混凝土本身特性,混凝土的初凝时间为t0=4h。
混凝土中加高效缓凝剂,故外加剂影响修正系数β1=1.2
混凝土塌落度为140-160mm,用插值法求混凝土塌落度影响修正系数
β2=1.15+(160-150)×(1.15-1.0)/(150-90)=1.175
1.3.3模板及支撑系统的相关参数:
本次施工模板支撑系统材料采用九夹板、木方、焊接钢管和对拉螺栓。
根据《简明施工计算手册》(第二版)、《混凝土结构工程》及相关规范和资料内容,
确定所用材料相关参数如下:
1、模板采用18mm九夹板,有关力学计算参数如下:
弹性模量E=1.1×104N/mm2
抗弯强度[fm]=16N/mm2
抗剪强度[τ]=2.2N/mm2
2、支撑小楞采用50×100mm木方,有关力学计算参数如下:
弹性模量E=1.1×104N/mm2
抗弯强度[fm]=13N/mm2
抗剪强度[τ]=1.4N/mm
3、支撑小楞的钢管采用双排Φ48×3.2mm焊接钢管,有关力学计算参数如下:
弹性模量E=2.1×105N/mm2
抗弯强度[f]=215N/mm2
抗剪强度[τ]=110N/mm2
A=489mm2,I=12.19×104mm4,W=5.08×103mm3
4、对拉螺栓采用φ16、φ14螺栓,有关力学计算参数分别如下:
容许拉力[N]=24.5KN,[N]=17.56KN。
1.4柱模板的设计计算:
1.4.1模板侧压力计算:
根据工程经验,柱砼的浇筑速度取V=20m3/h。
混凝土塌落度为140-160mm,用插值法求混凝土塌落度影响修正系数
β2=1.175
最大侧压力:
F1=0.22γctoβ1β2(V)1/2=0.22×25×4×1.2×1.175×(201/2)
=138.73KN/m2
F2=γcH=25×5.4=135.0KN/m2>F1
按规范规定取较小值,取F=138.73KN/m2作为对模板侧压的标准,并考虑倾倒砼产生的水平荷载标准值2KN/m²,分别取荷载分项系数1.2和1.4,则作用于模板的总荷载设计值为:
q=138.73×1.2+2×1.4=168.156KN/m²,考虑到模板结构不确定因素较多,故不考虑荷载折减,同时也不考虑倾倒砼产生的荷载,取q=138.73KN/m2有效压头高度为
h=F/γc=138.73/25=5.5m
1.4.2验算柱模板(九夹板)的强度和刚度:
柱模板按三跨连续梁计算:
1、强度验算:
跨中其最大弯距:
Mmax=qL2/10=138.73×1.0×0.2²/10=0.55KN·m
模板截面抵抗弯距:
M=W×F=fbh2/6=13×1000×182/6=12.64KN·m>0.55KN·m符合要求
2、刚度验算:
假定模板截面为1000mm×18mm
ω=KqL4/100EI
=0.677×138.73×2004/(100×11000×1000×18³/12)
=0.28mm<200/400=0.500mm符合要求。
1.4.3验算内楞(木方)的强度和刚度:
木方(楞)的间距为200,钢管外楞间距为400。
均布荷载q=138.73×0.20=27.75KN/m
则最大弯距为Mmax=qL2/10=27.75×0.4²/10=0.444KN·m
抵抗弯距为WF=[fm]bh²/6=1.08KN·m>0.444KN·m强度满足要求
ω=KqL4/100EI=0.677×138.73×4004/(100×11000×50×100³/12)
=0.52mm 1.4.4验算外楞(双排钢管)的强度和刚度: 1、强度验算: 在有效压头范围内,钢管的间距为400,对拉螺栓间距为L=400,均布荷载为138.73KN/m²,则每跨的集中荷载(由木方传递)为F=138.73×0.4×0.4=22.20KN,对每一根钢管而言集中荷载为11.1KN。 则最大弯距为: Mmax=0.175PL=0.175×11.10×0.4=0.78KN·m 抵抗弯距为: WF=3.14×(484-414)×215/32×48=1.09KN·m>Mmax 满足要求 2、刚度验算: Ω=1.146PL³/100EI =1.146×11.10×1000×400³/(100×2.1×100000×12.19×10000) =0.32 3、柱自中间到柱顶的外楞间距为500mm,螺栓间距为400mm,均布荷载为75KN/m2,则每跨的集中荷载(由木方传递)为75×0.5×0.4=15KN,对每一根钢管而言集中荷载为7.5KN。 则最大弯距为: Mmax=0.175PL=0.175×7.5×0.4=0.525KN·m 抵抗弯距为: WF=3.14×(484-414)×215/32×48=1.09KN·m>Mmax 因此强度满足要求。 ω=1.146PL³/100EI =1.146×7.2×1000×400³/(100×2.1×100000×12.19×10000) =0.204mm 1.4.5验算对拉螺栓的强度: 柱自柱根到柱中对拉螺栓取横向间距为400mm,竖向为400mm,按最大侧压力计算,采用直径Φ16螺栓,每根螺栓承受的拉力: N=138.73×0.4×0.4=22.20KN<[N]=24.5KN故满足要求。 柱自中间到柱顶的外楞间距为500mm,螺栓间距为400mm,均布荷载为75KN/m²。 按最大侧压力计算,每根螺栓承受的拉力: N=75×0.5×0.4=15KN<[N]故满足要求。 柱模板及支撑系统符合强度和刚度要求 1.5墙模板的设计计算: 根据工程实际情况,选用最厚的500mm剪力墙为计算对象。 1.5.1模板侧压力计算: 混凝土的浇筑速度V=20/(6.92×0.50)=5.78m/h F=0.22γctoβ1β2(V)1/2=74.58KN/m2 检验F=γcH=25×5.4=135KN/m2 按规范规定取较小值,取F=74.58KN/m2 侧压力设计值为F=1.2×74.58=89.5KN/m2 有效压头高度h=F/γc=89.5/25=3.58m 墙厚500mm,按规范规定考虑,倾倒砼时产生的荷载作用在有效压头度之内,且不大于侧压力值,用泵送砼,标准值为2N/m2,设计值为1.4×2=2.8KN/m2。 荷载组合为F=89.5+2.8=92.3KN/m2 1.5.2验算模板(九夹板)的强度和刚度: 作用于模板上的线荷载为: (取1m宽) 按强度计算: q=92.3×1.0=92.3N/mm 按刚度计算: q=92.3KN/m 模板(九夹板)支撑在内楞(木方)上,按三跨连续梁计算,按强度和刚度要求允许间距为: 按强度要求需要小楞(木方)的间距 M=qL2/10=[fm]bh2/6 ∴L=(10[fm]bh2/6q)1/2 =(10×16×1000×182/(6×92.3))1/2 =306mm 按刚度要求需要小楞(木方)的间距 ω=qL4/150EI=L/400 ∴L=(150EI/400q)1/3 =(150×1.1×104×4.13×106/400×92.3)1/3 =569.4mm 取二者中较小者,取L=306mm,采用200mm。 小楞(木方)间距为200时模板的抗剪验算 τ=(0.6qL)/(bh) =(0.6×92.3×200)/(1000×18) =0.615N/mm2<[τ]=2.2N/mm2 故满足要求。 1.5.3内楞(木方)支撑在外楞(钢管)上,为保证内楞的强度和刚度变化符合规范要求按三跨连续梁计算,外楞(钢管)按强度和刚度要求允许间距为: 1、按强度计算: q1=92.3×0.2=18.46KN/m 按强度要求需要外楞(钢管)的间距 M=qL2/10=[fm]bh2/6 ∴L=(10[fm]bh2/6q)1/2 =(10×13×50×1002/(6×18.46))1/2 =766.06mm 2、按刚度计算: q2=92.3×0.2=18.46KN/m 按刚度要求需要外楞(钢管)的间距 ω=qL4/150EI=L/400 ∴L=(150EI/400q)1/3 =(150×1.0×104×41.67×105/(400×18.46))1/3 =946mm 3、取二者中较小者,即取L=766.06mm,出于安全考虑,间距取500mm。 作用于外楞(双排钢管)上的集中荷载折算成均布荷载为 按强度计算: q1=46.15KN/m 按刚度计算: q2=44.15KN/m 1.5.4外楞(双排钢管)支撑在对拉螺栓上,为保证外楞的强度和刚度变化符合规范要求,按三跨连续梁计算,对拉螺栓按强度和刚度要求允许间距为: M=qL2/10=2[f]W ∴L=(20[f]W/q)1/2 =(20×215×5.08×103/46.15)1/2 =474mm 按刚度要求需要小楞(木方)的间距 ω=qL4/2×150EI=L/400 ∴L=(2×150EI/400q)1/3 =(2×150×2.1×105×12.19×104/400×44.15)1/3 =746.5mm 取二者中较小者,取L=474mm,即螺栓间距用500mm. 钢管的抗剪验算: τ=2×0.6qL/A =2×0.6×46.15×500/489 =56.63N/mm2<[τ]=110N/mm2,故满足要求。 1.5.5验算对拉螺栓的强度: 对拉螺栓的最大拉力为N=46.15×0.40×0.50 =9.23KN<[N]=13.0KN满足要求 1.5.6小结: 墙体模板及支撑系统采用 模板: 18mm九夹板 内楞: 50×100mm木方,间距为200mm 外楞: 双排Φ48.5×3.5mm焊接钢管,纵向间距为500mm 对拉螺栓: φ12对拉螺栓,间距为400×500mm。 1.6板模板的设计计算: 1.6.1板荷载计算: 模板自重: 0.5KN/m2 混凝土自重: 25×0.2=5.0KN/m2 钢筋自重: : 1.1×0.2=0.22KN/m2 振捣荷载: 2KN/m2 1.6.2验算模板(九夹板)的强度和刚度: 作用于模板上的线荷载为: (取1m宽) 按强度计算: q=1.2×(0.5+5.0+0.22)+1.4×2=9.67KN/m 按刚度计算: q=1.2×(0.5+5.0+0.22)=6.87KN/m 模板(九夹板)支撑在内楞(木方)上,按三跨连续梁计算,按强度和刚度要求允许间距为: 按强度要求需要小楞(木方)的间距 M=qL2/10=[fm]bh2/6 ∴L=(10[fm]bh2/6q)1/2 =(10×16×1000×182/(6×9.67))1/2 =945.3mm 按刚度要求需要小楞(木方)的间距 L=bh3/12=1000×183/12=4.86×105mm4 ω=qL4/150EI=L/400 ∴L=(150EI/400q)1/3 =(150×1.1×104×4.86×105/400×6.87)1/3 =663.3mm 取二者中较小者,取L=663.3mm,出于安全考虑,木方间距采用300mm。 小楞(木方)间距为300mm时模板的抗剪验算 τ=0.6qL/bh =0.6×9.67×300/(1000×18) =0.100N/mm2<[τ]=2.2N/mm2 故满足要求。 1.6.3验算小楞(木方)的强度和刚度: 作用于模板上的线荷载为: 按强度计算: q=10.29×0.3=9.67N/mm 按刚度计算: q=7.49×0.3=6.87N/mm 小楞(木方)支撑在大楞(钢管)上,按三跨连续梁计算,按强度和刚度要求允许间距为: 按强度要求需要大楞(钢管)的间距 M=qL210=[fm]bh2/6 ∴L=(10[fm]bh2/6q)1/2 =(10×13×50×1002/(6×9.67))1/2 =1058.4mm 按刚度要求需要大楞(钢管)的间距 L=bh3/12=50×1003/12=41.67×105mm4 ω=qL4/150EI=L/400 ∴L=(150EI/400q)1/3 =(150×1.0×104×41.67×105/(400×6.87))1/3 =1315.2mm 取二者中较小者,取L=1058mm,出于安全目的,水平杆间距用1000mm。 大楞(钢管)间距为1000时木方的抗剪验算 τ=0.6qL/bh =0.6×9.67×1000/(50×100) =1.161N/mm2<[τ]=1.4N/mm2故满足要求。 1.6.4验算大楞(钢管)的强度和刚度: 作用于大楞(钢管)上的线荷载为(取1m宽) 按强度计算: q=9.67×1=9.67N/mm 按刚度计算: q=6.87×1=6.87N/mm 大楞(钢管)支撑在钢管立柱上,按三跨连续梁计算,按强度和刚度要求允许间距为: 按强度要求需要大楞(钢管)的间距 M=qL2/10=ω[f] ∴L=(10ω[f]/q)1/2 =(10×5.08×103×215/9.67)1/2=1062.8mm 按刚度要求需要大楞(钢管)的间距 ω=qL3/150EI=L/400 ∴L=(150EI/400q)1/3 =(150×2.1×105×12.19×104/(400×6.87))1/3 =1118mm 取二者中较小者1062mm,出于安全目的,立杆间距取1000mm。 钢管立柱间距为1000时大楞(钢管)的抗剪验算 τ=2×6qL/10A =2×6×9.67×1000/(10×489) =23.73N/mm2<[τ]=110N/mm2 故满足要求。 1.6.5钢管立柱的稳定性验算: 水平杆竖向间距小于1.5米。 钢管的回转半径i=15.78mm 长细比γ=L/i=1600/15.78=101 查表《钢结构设计规范》附录一,得钢管轴心受压稳定系数 ∮=0.580 钢管的最大容许压力 N=∮A[f]=0.580×489×215=60978N 一根钢管承受的荷载 F=9.67×1.2×1.2=13.925KN=13925N 故钢管立柱的稳定性满足要求 F>6KN(一只扣件的抗滑移承载能力)故采用双扣件连接。 1.6.6板模板小结: 模板: 18mm九夹板 小楞: 50×100mm木方,间距取为250mm 大楞: Φ48×3.5mm焊接钢管,间距为1000mm 立柱: Φ48×3.5mm焊接钢管,间距为1200×1200mm 水平杆间距不大于1.5米,立杆下部设纵横向扫地杆。 每隔四米设一道剪刀撑。 1.7梁模板的设计计算: 1.7.1梁模板支设示意图 1.7.2梁底模验算: 1、荷载计算: 底模自重,新浇混凝土自重,振捣混凝土时产生的荷载: 合计(已经乘上荷载分项系数): q1=49.23KN/m 2、抗弯强度验算: 底模下小楞木方的间距为100,出于安全考虑,底模按照单跨简支梁进行验算,以求得跨中最大弯矩: 计算简图如下: Mmax=0.125×q1×L2=0.125×49.23×0.12=0.062KN.m σmax=Mmax/Wn=0.062×106/54000=1.14N/mm2<fm=13N/mm2 3、底模挠度验算: 底模挠度验算时,不包括振捣混凝土时产生的荷载, 则q2=49.23-2.52=46.71KN/m ωmax=5q2L4/384EI=0.5×46.71×1004/(384×6500×243000) =0.0385mm<[ω]=min[L/250,1]=1(mm)(Kω为挠度ﳻ数) (满足要求) 1.7.3梁侧模验算: 1、荷载计算: 1)、侧压力: 根据工程经验,柱砼的浇筑速度取V=20m3/h。 混凝土塌落度为140-160mm,用插值法求混凝土塌落度影响修正系数 β2=1.175 最大侧压力: F1=0.22γctoβ1β2(V)1/2=0.22×25×4×1.2×1.175×(201/2) =138.73KN/m2 F2=γc×H=25×1.7=40.8KN/m2 两者中取较小值,F=40.8KN/m2 乘以分项系数: 1.2×40.8=48.96KN/m2 2)、振捣混凝土时产生的荷载: 4KN/m2 乘以分项系数,1.4×4=5.6KN/m2 以上两项荷载合计: 48.96+5.6=54.56KN/m2 框支梁梁高为1m,则线荷载为: q3=54.56×1=54.56KN/m 乘以折减系数0.9,则 q4=0.9q3=0.9×54.56=49.104KN/m 2、抗弯强度验算: 按照单跨梁进行验算, Mmax=0.125q4L2=0.125×83.48×0.22=0.4174KN.m(KM为弯矩系数) σmax=Mmax/Wn=0.4174×106/54000=7.73N/mm2<[σ]=13N/mm2 3、侧模挠度验算: 侧模挠度验算时,不包括振捣混凝土时产生的荷载, 则q5=48.96KN/mq6=0.9×48.96=44.07KN/m ωmax=5q6L4/(384EI)=5×44.07×2004/(384×6500×243000) =0.5813mm<[ω]=min[L/250,1]=1(mm)(Kω为挠度系数) (满足要求) 1.7.4梁底模楞木验算: 1、抗弯强度验算: 1)、荷载计算: 木方自重,侧模模板自重,侧模木方自重,合计(已乘上荷载分项系数): q'=0.4KN/m q底模木方强度=q底模强度×0.1/0.9+q'=49.23×0
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