福建工程学院大学城北区公共教学楼模板施工专项方案10x10修改.docx
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福建工程学院大学城北区公共教学楼模板施工专项方案10x10修改
福建工程学院新校北区
公共教学楼工程项目
模
板
工
程
施
工
方
案
编制单位:
福建省第五建筑工程公司
福建工程学院新校北区公共教学楼工程项目部
编制时间:
2006年10月13日
一、编制依据
福建工程学院新校北区公共教学楼项目结构施工图纸
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社;
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中国建筑工业出版社;
《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社;
《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社;
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001中国建筑工业出版社;
《钢结构设计规范》GB50017-2003中国建筑工业出版社;
二、工程概况
福建工程学院新校北区公共教学楼工程,位于福州闽侯县上街镇福州地区大学城福建工程学院新校区,总造价约4230万元,总建筑面积约40164m2,框架结构。
常用柱、梁、板尺寸详见下表:
构件
名称
尺寸
备注
柱
450×450、450×600、650×650、400×600、500×600、500×500 高4.36、4.0
选500×600高4.36m柱进行计算,柱高在4.36m以内的柱套用
板
7000×3100、7300×3100、7600×3100、6300×3800、8000×3800、7800×4200、7600×2400厚100、120、130,高4.0、4.36
选4.36高支撑进行计算,采用门架
梁
300×700、200×500、300×800、200×400、300×800、250×1000
选250×1000梁(梁高在700及以上的梁套用)进行计算,另外选200×500梁(梁高在500及以内的梁套用)梁底采用门架支撑
三、模板选型与构造
3.1柱模板
1、构造
柱模板构造简图
选择一截面尺寸为650×650mm的柱进行计算,柱计算高度为4360mm。
2、材料选型
模板面板采用胶合板材料尺寸规格为1930×915×18mm,抗弯强度允许值为14N/mm2,抗剪强度允许值为1.4N/mm2;
柱箍采用100×100mm的方木,间距为300mm;抗弯强度允许值为13N/mm2,抗剪强度允许值为1.3N/mm2;
柱箍端拉结筋采用Φ8钢筋,抗拉强度允许值为210N/mm2。
3.2梁模板
1、
构造
(一)适用于梁高在700mm及以上的梁
选择一截面尺寸为250×1000mm的梁进行计算。
构造
(二)适用于梁高在500mm及以下的梁
2、材料选型
模板面板采用胶合板材料尺寸规格为1930×915×18mm,抗弯强度允许值为14N/mm2,抗剪强度允许值为1.4N/mm2;
梁底搁栅采用100×100mm的方木,间距为366mm;梁底托梁采用100×100mm的方木;梁侧立档采用50×100mm的方木,间距为366mm;抗弯强度允许值为13N/mm2,抗剪强度允许值为1.3N/mm2;
梁模板支撑采用型号为MF1217的门架,钢材采用Q235。
3.3楼板模板
1、构造
选一厚度为130mm厚的楼板进行计算,搭设高度5.5m。
2、材料选型
模板面板采用胶合板材料尺寸规格为1930×915×18mm,抗弯强度允许值为14N/mm2,抗剪强度允许值为1.4N/mm2;
板底搁栅采用100×100mm的方木,间距为300mm;板底托梁采用100×100mm的方木,间距为1800mm;抗弯强度允许值为13N/mm2,抗剪强度允许值为1.3N/mm2;
梁模板支撑采用型号为MF1217的门架,钢材采用Q235。
4.模板及支承计算:
4.1柱模板支撑计算书
4.1.1柱模板基本参数
柱断面长度B=650mm;
柱断面宽度H=650mm;
木方截面宽度=100mm;
木方截面高度=100mm;
木方间距l=300mm,
胶合板截面高度=18mm。
取柱断面长度和柱断面宽度中的较大者进行计算。
柱模板支撑计算构造简图
4.1.2柱模板荷载标准值计算
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力与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。
新浇混凝土侧压力计算公式为正式中的较小值:
式中γc──为混凝土重力密度,取24(kN/m3);
t0──新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取5.714h;
T──混凝土的入模温度,取20(℃);
V──混凝土的浇筑速度,取2.5m/h;
β1──外加剂影响系数,取1.2;
β2──混凝土坍落度影响修正系数,取1。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=57.243kN/m2。
实际计算中采用的新浇混凝土压力标准值F1=57.25kN/m2。
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=4kN/m2。
4.1.3柱模板面板的计算
胶合板面板(取长边),按三跨连续梁,跨度即为木方间距,计算如下:
胶合板计算简图
(1)侧模抗弯强度验算:
M=0.1ql2
其中q──强度设计荷载(kN/m):
q=(1.2×57.25+1.4×4.00)×650.00/1000=48.295kN/m
l──木方间距,取l=300mm;
经计算得M=0.1×48.295×(300.00/1000)2=0.435kN.m
胶合板截面抵抗矩W=b×h2/6=650×(18)2/6=35100.00mm3
σ=M/W=0.435×106/35100.000=12.383N/mm2
胶合板的计算强度不大于15N/mm2,所以满足要求!
(2)侧模抗剪强度验算:
τ=3V/2bh
其中V为剪力:
v=0.6×q×l=0.6×(1.2×57.25+1.4×4)×650×300/106=8.693kN
经计算得τ=3×8.693×103/(2×650.000×18.000)=1.115N/mm2
胶合板的计算抗剪强度不大于1.4N/mm2,所以满足要求!
(3)侧模挠度验算:
W=0.677qa4/(100EI)
其中q──强度设计荷载(kN/m):
q=57.25×650/1000=37.213kN/m
侧模截面的转动惯量I=b×h3/12=650.000×18.0003/12=315900.000mm4;
a──木方间距,取a=300mm;
E──弹性模量,取E=6000N/mm2;
经计算得W=0.677×37.213×300.0004/(100×6000.00×315900.00)=1.08mm
最大允许挠度[W]=l/250=300/250=1.20mm
胶合板的计算挠度不大于允许挠度[W],所以满足要求!
4.1.4柱箍的计算
木方按简支梁计算,跨度近似取柱子边长a,支座反力即为螺栓(钢筋)对拉拉力,计算如下:
木方计算简图
(1)木方抗弯强度验算:
M=qB2/8
其中q──强度设计荷载(kN/m):
q=(1.2×57.250+1.4×4.000)×300/1000=22.290kN/m
B──截面长边,取B=650mm;
经计算得M=22.290×(650/1000)2/8=1.177kN.m;
木方截面抵抗矩W=b×h2/6=100×1002/6=166666.667mm3;
σ=M/W=1.177×106/166666.667=7.062N/mm2;
木方的计算强度不大于13N/mm2,所以满足要求!
(2)木方抗剪强度验算:
τ=3V/2bh
其中V为剪力:
v=0.5×q×B=0.5×(1.2×57.250+1.4×4.000)×300×650/106=7.244kN
经计算得τ=3×7.244×103/(2×100.000×100.000)=1.087N/mm2
木方的计算强度不大于1.3N/mm2,所以满足要求!
(3)木方挠度验算:
W=5qB4/(384EI)
其中q──设计荷载(kN/m):
q=57.25×300/1000=17.175kN.m
I=b×h3/12=100×1003/12=8333333.333mm4
B──柱截面长边的长度,取B=650mm;
E──弹性模量,取E=9000N/mm2;
经计算得W=5×17.175×6504/(384×9000.00×8333333.33)=0.532mm
允许挠度[W]=B/250=650/250=2.600mm
木方的计算挠度不大于允许挠度[W],所以满足要求!
4.1.5柱箍拉结筋的计算
单根拉结筋所受轴向力N=(22.290×0.65)/2=7.24KN
对拉螺栓面积为
螺栓直径选用φ8钢筋。
4.2梁木模板与支撑计算书
4.2.1梁高在700及700以上的梁模板及支撑计算
4.2.1.1梁模板基本参数
梁截面宽度B=250mm,
梁截面高度H=1000mm,
H方向对拉螺栓1道,对拉螺栓直径20mm,
对拉螺栓在垂直于梁截面方向距离(即计算跨度)366mm。
梁模板使用的木方截面100×100mm,
梁模板截面侧面木方距离366mm。
梁底模面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。
梁侧模面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15N/mm2。
4.2.1.2梁模板荷载标准值计算
模板自重=0.340kN/m2;
钢筋自重=1.500kN/m3;
混凝土自重=24.000kN/m3;
施工荷载标准值=2.500kN/m2。
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。
新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:
其中
c——混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;
t——新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取5.714h;
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——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取1.000m;
1——外加剂影响修正系数,取1.200;
2——混凝土坍落度影响修正系数,取1.000。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=24.000kN/m2
实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=24.000kN/m2
倒混凝土时产生的荷载标准值F2=4.000kN/m2。
4.2.1.3梁模板底模计算
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=25.00×1.80×1.80/6=13.50cm3;
I=25.00×1.80×1.80×1.80/12=12.15cm4;
梁底模板面板按照三跨度连续梁计算,计算简图如下
梁底模面板计算简图
1.抗弯强度计算
抗弯强度计算公式要求:
f=M/W<[f]
其中f——梁底模板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——计算的最大弯矩(kN.m);
q——作用在梁底模板的均布荷载(kN/m);
q=1.2×[0.34×0.25+24.00×0.25×1.00+1.50×0.25×1.00]+1.4×2.50×0.25=8.63kN/m
最大弯矩计算公式如下:
M=-0.10×8.627×0.3662=-0.116kN.m
f=0.116×106/13500.0=8.560N/mm2
梁底模面板抗弯计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!
2.抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.6×0.366×8.627=1.894kN
截面抗剪强度计算值T=3×1894/(2×250×18)=0.631N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
面板的抗剪强度计算满足要求!
3.挠度计算
最大挠度计算公式如下:
其中q=0.34×0.25+24.00×0.25×1.00+1.50×0.25×1.00=6.460N/mm
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
v=0.677×6.460×366.04/(100×6000.00×121500.0)=1.077mm
梁底模板的挠度计算值:
v=1.077mm小于[v]=366/250,满足要求!
4.2.1.4梁模板底木方计算
梁底木方的计算在脚手架梁底支撑计算中已经包含!
4.2.1.5梁模板侧模计算
梁侧模板按照三跨连续梁计算,计算简图如下
图梁侧模板计算简图
1.抗弯强度计算
抗弯强度计算公式要求:
f=M/W<[f]
其中f——梁侧模板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——计算的最大弯矩(kN.m);
q——作用在梁侧模板的均布荷载(N/mm);
q=(1.2×24.00+1.4×4.00)×1.00=34.400N/mm
最大弯矩计算公式如下:
M=-0.10×34.400×0.3662=-0.461kN.m
f=0.461×106/54000.0=8.533N/mm2
梁侧模面板抗弯计算强度小于15.00N/mm2,满足要求!
2.抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.6×0.366×34.400=7.554kN
截面抗剪强度计算值T=3×7554/(2×1000×18)=0.630N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
面板的抗剪强度计算满足要求!
3.挠度计算
最大挠度计算公式如下:
其中q=24.00×1.00=24.00N/mm
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
v=0.677×24.000×366.04/(100×6000.00×486000.0)=1.000mm
梁侧模板的挠度计算值:
v=1.000mm小于[v]=366/250,满足要求!
4.2.1.6穿梁螺栓强度计算
计算公式:
N<[N]=fA
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170N/mm2;
穿梁螺栓承受最大拉力N=(1.2×24.00+1.4×4.00)×1.00×0.37/1=12.59kN
穿梁螺栓直径为20mm;
穿梁螺栓有效直径为16.9mm;
穿梁螺栓有效面积为A=225.000mm2;
穿梁螺栓最大容许拉力值为[N]=38.250kN;
穿梁螺栓承受拉力最大值为N=12.590kN;
穿梁螺栓的布置距离为侧龙骨的计算间距366mm。
每个截面布置1道穿梁螺栓。
穿梁螺栓强度满足要求!
4.2.1.7梁支撑脚手架的计算
支撑条件采用门架支撑形式,参见梁模板门式脚手架支撑计算内容。
4.2.1.8梁模板门式脚手架支撑计算书
门式钢管脚手架的计算参照《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ128-2000)。
计算的脚手架搭设高度为4.4米,门架型号采用MF1217,钢材采用Q235。
搭设尺寸为:
门架的宽度b=1.22米,门架的高度h0=1.93米,步距1.95米,跨距l=1.83米。
门架h1=1.54米,h2=0.08米,b1=0.75米。
门架立杆采用
27.2×1.9mm钢管,立杆加强杆采用
48.0×3.5mm钢管。
每榀门架之间的距离1.80m,梁底木方距离366mm。
梁底木方截面宽度100mm,高度100mm。
梁顶托采用100×100mm木方。
1——立杆;2——立杆加强杆;3——横杆;4——横杆加强杆
图1计算门架的几何尺寸图
图2模板支架示意图
4.2.1.8.1不考虑楼板底模板搁栅传力的情况
4.2.1.8.1.1梁底木方的计算
木方按照简支梁计算。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25.500×1.000×0.366=9.333kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.340×0.366×(2×1.000+0.250)/0.250=1.120kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值q3=2.000×0.366=0.732kN/m
经计算得到,木方荷载计算值Q=1.2×(9.333+1.120)+1.4×0.732=13.568kN/m
2.木方强度、挠度、抗剪计算
木方计算简图
木方弯矩图(kN.m)
木方变形图(mm)
木方剪力图(kN)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.696kN
N2=1.696kN
经过计算得到最大弯矩M=0.928kN.m
经过计算得到最大支座F=1.696kN
经过计算得到最大变形V=1.6mm
木方的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3;
I=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4;
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.928×106/166666.7=5.57N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×1.696/(2×100×100)=0.254N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
(3)木方挠度计算
最大变形v=1.6mm
木方的最大挠度小于1220.0/250,满足要求!
4.2.1.8.1.2梁底托梁的计算
梁底托梁选择两榀门架的跨度作为一计算单元。
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
均布荷载取托梁的自重q=0.096kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图(kN.m)
托梁变形图(mm)
托梁剪力图(kN)
经过计算得到最大弯矩M=1.96kN.m
经过计算得到最大支座F=5.44kN
经过计算得到最大变形V=2.71mm
顶托梁的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3;
I=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4;
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=1.96×106/166666.7=11.76N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁抗剪计算
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×5440/(2×100×100)=0.816N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
顶托梁的抗剪强度计算满足要求!
(3)顶托梁挠度计算
最大变形v=2.71mm
顶托梁的最大挠度小于1800.0/250,满足要求!
4.2.1.8.1.3门架荷载标准值
作用于门架的荷载包括门架静荷载与上面托梁传递荷载。
1门架静荷载计算
门架静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架自重产生的轴向力(kN/m)
门架的每跨距内,每步架高内的构配件及其重量分别为:
门架(MF1217)1榀0.205kN
交叉支撑2副2×0.400=0.080kN
水平架5步4设0.165×4/5=0.132kN
连接棒2个2×0.006=0.012kN
锁臂2副2×0.009=0.017kN
合计0.465kN
经计算得到,每米高脚手架自重合计NGk1=0.465/1.950=0.238kN/m
(2)加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力计算(kN/m)
剪刀撑采用
48.0×3.5mm钢管,按照4步4跨设置,每米高的钢管重计算:
tg
=(4×1.950)/(4×1.830)=1.066
2×0.038×(4×1.830)/cos
/(4×1.950)=0.105kN/m
水平加固杆采用
48.0×3.5mm钢管,按照4步1跨设置,每米高的钢管重为
0.038×(1×1.830)/(4×1.950)=0.009kN/m
每跨内的直角扣件1个,旋转扣件1个,每米高的钢管重为0.037kN/m;
(1×0.014+4×0.014)/1.950=0.037kN/m
每米高的附件重量为0.020kN/m;
每米高的栏杆重量为0.010kN/m;
经计算得到,每米高脚手架加固杆、剪刀撑和附件等产生的轴向力合计NGk2=0.181kN/m
经计算得到,静荷载标准值总计为NG=0.419kN/m。
2托梁传递荷载
托梁传递荷载为一榀门架两端点产生的支点力总和。
从左到右每榀门架两端点产生支点力分别为
第1榀门架两端点力3.600kN,3.600kN
第2榀门架两端点力9.380kN,9.380kN
第3榀门架两端点力9.380kN,9.380kN
第4榀门架两端点力3.600kN,3.600kN
经计算得到,托梁传递荷载为NQ=18.759kN。
4.2.1.8.1.4立杆的稳定性计算
作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式
N=1.2NGH+NQ
其中NG——每米高脚手架的静荷载标准值,NG=0.419kN/m;
NQ——托梁传递荷载,NQ=18.759kN;
H——脚手架的搭设高度,H=4.4m。
经计算得到,N=1.2×0.419×4.360+18.759=20.954kN。
门式钢管脚手架的稳定性按照下列公式计算
其中N——作用于一榀门架的轴向力设计值,N=20.95kN;
Nd——一榀门架的稳定承载力设计值(kN);
一榀门架的稳定承载力设计值公式计算
其中
——门架立杆的稳定系数,由长
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