小高层框架—剪力墙结构模板工程施工组织设计方案.doc
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1、 一工程概况工程概况 1总体概况 工程名称* 结构形式框架剪力墙结构 西 楼东 楼 建筑层数 地下两层、地上十层地下一层、地上十二层 西 楼东 楼 建筑总高度 39.8m44.85m 一模板支撑模板支撑设计设计 1.1设计原则 实用性:该工程结构质量要求高,要达到黄山市优质结构工程要求,接缝要严密, 不漏浆。保证构件的形状尺寸和相互位置的正确,模板构造合理,便于支拆; 安全性:在施工过程中,不变形,不破坏,不倒塌; 经济性:合理配备模板,减少一次性投入,增加模板周转次数,减少支拆用工, 实施文明施工; 1.2独立柱基础承台及底板基础梁模板:采用 240mm 厚 MU10 标准砖胎模、M5 水
2、泥砂浆砌筑,内侧抹 20mm 厚 1:2 水泥砂浆并刷防水涂料一道。砖模板砌筑好后, 四周用土回填密。 1.3地下室外墙模板及其支撑体系:模板采用优质层板,层板厚 18mm,背楞采用 501002000mm 木枋,龙骨采用 483.5mm 厚标准钢管。 1.4框架梁、板模板及其支撑体系:模板采用优质木层板,层板厚 18mm,背楞采用 501002000mm 木枋,龙骨采用 483.5mm 厚钢管。 1.5梁、墙拉接体系:采用 12mm 圆钢作为对拉螺杆。 一梁模板与支撑架梁模板与支撑架计计算算 1上部框架梁模板基本参数 1.1本工程梁截面形式众多,现以最大截面 6001200mm 的梁为例进行
3、计算。 1.2梁截面宽度 B=600mm,高度 H=1200mm,高度方向对拉螺栓 2 道,对拉螺栓 直径 12mm,对拉螺栓在垂直于梁截面方向距离 600mm。 1.3梁模板背楞使用的方木截面 501002000mm,梁模板截面侧面方木距离 300mm。 1.4梁底模面板厚度 h=18mm,弹性模量 E=6000N/mm2,抗弯强度f=15N/mm2。 1.5梁侧模面板厚度 h=18mm,弹性模量 E=6000N/mm2,抗弯强度f=15N/mm2。 2梁模板荷载标准值计算 模板自重 = 0.34kN/m2; 钢筋自重 = 1.5kN/m3; 混凝土自重 = 25.0kN/m3; 施工荷载标
4、准值 = 2.5kN/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 混凝土的重力密度,取 25.0kN/m3; t 新浇混凝土的初凝时间,可按实测确定,当无资料时按 200/(T+15),T 取 15,则 t=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; H 混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取 1.2m; 1 外加剂影响修正系数,取 1.2; 2 混凝土坍落度影响修正系数,取 0.85。 根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=
5、30.0kN/m2 实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=30.0kN/m2 取两者中的最小值进行计算,即 F1=30KN/m2 倾倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 4.0kN/m2。 3梁底模板木楞计算 梁底木枋的计算包含在脚手架梁底支撑计算中。 4梁模板侧模计算 4.1梁侧模板按照三跨连续梁计算,计算简图如下 300 300 300 49.92kN/m AB 梁侧模板计算简图 4.2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 (kNm); q 作用在梁侧模板的均布荷载(N/mm); q=(1.23
6、0.00+1.44.00)1.40=49.920N/mm 最大弯矩计算公式如下: M=-0.1049.9200.3002=-0.449kNm f=0.361106/54000.0=6.693N/mm2 结论:梁侧模面板抗弯计算强度小于 15.00N/mm2,满足要求! 4.3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=0.649.9200.300=8.986kN 截面抗剪强度计算值 T=38986/(2120018)=0.624N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2 结论:面板的抗剪强度计算满足要求
7、! 4.4挠度计算 最大挠度计算公式如下: 其中 q = 30.01.20=36.0N/mm 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 v = 0.67736.000300.04/(1006000.00583200.1)=0.564mm 梁侧模板的挠度计算值: v = 0.564mm 小于 v = 300/250,满足要求! 5穿梁螺栓计算 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=(1.230.00+1.44.00)1.200.60/3=9.98kN 穿梁螺栓直径
8、为 12mm; 穿梁螺栓有效直径为 9.9mm; 穿梁螺栓有效面积为 A=76.000mm2; 穿梁螺栓最大容许拉力值为 N=12.920kN; 穿梁螺栓承受拉力最大值为 N=12.048kN; 穿梁螺栓的布置间距为侧龙骨的计算间距 600mm; 每个截面布置 3 道穿梁螺栓。 穿梁螺栓强度满足要求! 6梁模板支撑脚手架的计算 支撑条件采用钢管脚手架形式,参见楼板模板支架计算内容。 一6.0m 高楼板模板高楼板模板钢钢管扣件支架管扣件支架计计算算 模板支架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)。楼 板模板满堂支架以最大层高 H=6.0 米为例计算,立杆的纵距
9、b=0.70 米,立杆的横距 l=0.70 米,立杆的步距 h=1.60 米,采用的钢管类型为483.5 标准钢管,其他层高楼层满 堂架力杆纵、横距可适当调整,但不得超过 0.8m。 楼板支撑架立面简图 楼板支撑架荷载计算单元 1模板面板计算 1.1面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度,模板面板按照三跨连续梁计算。 静荷载标准值 q1 = 25.0000.2000.700+0.3500.700=3.745kN/m 活荷载标准值 q2 = (2.000+1.000)0.700=2.100kN/ 1.2面板的截面惯性矩 I 和截面抵抗矩 W 分别为: W =70.001.801.80/6 =
10、37.80cm3; I = 70.001.801.801.80/12 = 34.02cm4; 1.3抗弯强度计算 f = M / W f 其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm2); M 面板的最大弯距(Nmm); W 面板的净截面抵抗矩; f 面板的抗弯强度设计值,取 15.00N/mm2; M = 0.100ql2 其中 q 荷载设计值(kN/m); 经计算得到 M=0.100(1.23.745+1.42.100)0.3000.300=0.067 kNm 经计算得到面板抗弯强度计算值 f=0.06710001000/37800=1.770N/mm2 结论:面板的抗弯强度验算 f f,满足
11、要求! 1.4抗剪计算 T = 3Q/2bh T 其中最大剪力 Q=0.60(1.23.745+1.42.10)0.30=1.338kN 截面抗剪强度计算值 T=31961.0/(2700.018.0)=0.159N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2 结论:抗剪强度验算 T T,满足要求! 1.5挠度计算 v = 0.677ql4 / 100EI v = l / 250 面板最大挠度计算值 v = 0.6773.7453004/(1006000340200)=0.101mm 结论:面板的最大挠度小于 300.0/250,满足要求! 2模板支撑方木的计算 方木按照均布荷载下三跨
12、连续梁计算。 2.1荷载计算 钢筋混凝土板自重(kN/m): q11 = 25.0000.2000.300=2.250kN/m 模板的自重线荷载(kN/m): q12 = 0.3500.300=0.105kN/m 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: 活荷载标准值 q2 = (1.000+2.000)0.300=0.900kN/m 静荷载 q1 = 1.21.5+1.20.105=1.926kN/m 活荷载 q2 = 1.40.900=001.260kN/m 2.2方木的计算 按照三跨连续梁计算,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
13、式如下: 均布荷载 q = 2.230/0.700=3.186kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.13.190.700.70=0.156kNm 最大剪力 Q=0.60.7003.186=1.338kN 最大支座力 N=1.10.7003.186=2.453kN 方木的截面截面惯性矩 I 和截面抵抗矩 W 分别为: W = 5.0010.0010.00/6 = 83.33cm3; I = 5.0010.0010.0010.00/12 = 416.67cm4; 方木抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.165106/83333.3=2.93N/mm2 结论:方木的抗弯计算强度小于 15.0
14、N/mm2,满足要求! 方木抗剪计算 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 截面抗剪强度计算值 T=31338/(250100)=0.40N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.30N/mm2 方木的抗剪强度计算满足要求! 方木挠度计算 最大变形 v=0.6771.6055700.04/(1009500.002133333.5)=0.010mm 结论:方木的最大挠度小于 700.0/250,满足要求! 3板底支撑钢管计算 3.1横向支撑钢管计算 横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算,集中荷载 P 取纵向板底支撑传递 力,P=2.8
15、0kN 700 700 700 2.45kN 2.45kN 2.45kN 2.45kN 2.45kN 2.45kN 2.45kN 2.45kN AB 支撑钢管计算简图 0.351 0.409 支撑钢管弯矩图(kN.m) 0.475 0.028 支撑钢管变形图(mm) 1.171.17 1.281.28 3.743.74 2.452.45 0.000.00 2.452.45 3.743.74 1.281.28 1.171.17 支撑钢管剪力图(kN) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.409kN.m 最大变形 vmax=0.475mm 最大支座力 Qmax=6.191kN 抗弯计算强
16、度 f=0.409106/5080.0=80.42N/mm2 结论:支撑钢管的抗弯计算强度小于 205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于 700.0/150 与 10mm,满足要求! 4扣件抗滑移的计算 纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算: R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取 8.0kN; R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 计算中 R 取最大支座反力,R=6.19kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 当直角扣件的拧紧力矩达 40-65Nm 时,试验表明:单扣件在 12kN 的荷载下会滑动, 其抗滑承载力可取 12.0kN
17、; 双扣件在 20kN 的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取 12.0kN。 5模板支架荷载标准值(立杆轴力) 作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 5.1静荷载标准值包括以下内容: 脚手架的自重(kN): NG1 = 0.1166.000=0.172kN 模板的自重(kN): NG2 = 0.3500.7000.700=0.224kN 钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3 = 25.0000.3000.7000.700=2.450kN 经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 3.086kN。 5.2活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载,经计算得到:
18、活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000)0.7000.700=1.470kN 5.3不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ 6立杆的稳定性计算 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 其中 N 立杆的轴心压力设计值 (kN);N = 5.76 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到; i 计算立杆的截面回转半径 (cm);i = 1.58 A 立杆净截面面积 (cm2); A = 4.89 W 立杆净截面抵抗矩(cm3);W = 5.08 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2); f 钢管立杆抗压强度设计值,f = 205.00N
19、/mm2; l0 计算长度 (m); l0 = k1uh (1) 如果完全参照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ1302001),由公式(1)或 (2)计算 l0 = (h+2a) (2) k1 计算长度附加系数,取值为 1.155; u 计算长度系数,参照扣件式规范表 5.3.3;u = 1.70 a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.00m; 公式(1)的计算结果: = 64.07N/mm2,立杆的稳定性计算 f,满足要求! 公式(2)的计算结果: = 20.29N/mm2,立杆的稳定性计算 f,满足要求! 一柱模板及支撑体系柱模板及支撑体系计计算算 柱模板及支撑
20、体系选柱截面尺寸为 800800 柱子,计算高度以西楼人防地下室为例 进行计算,其他截面柱子根据截面尺寸做相应调整。 1柱模板计算基本参数 柱模板的截面宽度 B=800mm,柱模板的截面高度 H=800mm,柱模板的计算高度 L = 4500mm,柱箍采用双钢管 48mm3.5mm,柱箍间距计算跨度 d = 500mm,柱箍每 1000mm 应以满堂架连为整体。柱模板竖楞截面宽度 50mm,高度 100mm,B 方向竖楞 4 根,H 方向竖楞 4 根。对拉螺杆采用 12mm 圆钢加工制作,间距 400mm,其他断面柱子拉 杆数量可按该尺寸要求做调整; 800 250250250 800 250
21、 249 250 柱子模板支撑计算简图 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和倾倒混凝土时产生的荷载设计值;挠度验算只 考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。 2.1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 25.000kN/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 3.900m; 1 外加剂影响修正系数,取 1.200; 2 混凝土坍落度影响
22、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=50.680kN/m2 实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=50.690kN/m2 倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 4.000kN/m2。 3柱模板面板的计算 面板直接承受模板传递的荷载,应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算,面板的计 算宽度取柱箍间距 0.50m,计算如下: 250 250 250 33.21kN/m AB 面板计算简图 荷载计算值 q = 1.250.690.5+1.44.00.5=33.214kN/m 面板的截面惯性矩 I 和截面抵抗矩 W 分别为: 本算例中,截面惯性矩 I 和截面抵抗矩
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