土木工程施工课程设计--模板设计.docx
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1、1工程概况1.1项目概况本工程为全现浇钢筋混凝土剪力墙结构,建筑物主体地上 26 层,塔楼两层,地下室为普通地下室,主体总长度为 31.5m,主体总宽度为为 24m,主体总高度为 78.85m。地下室层高 3.6m,标准层高 2.9m。结构使用年限为 50 年,结构安全等级为二级,属于丙类建筑,抗震设防烈度为 8 度,设计基本地震加速值为 0.2g,设计地震分组为第一组,剪力墙抗震等级为二级,有关的抗震的结构构造措施应按相应的抗震等级采用标准图集。基础设计等级采用为乙级。地下室防水等级为一级。1.2 自然条件基本风压标准值为24.0mKN,地面粗糙度为 C 类,基本雪压为225.0mKN。场地
2、地震效应:根据建筑抗震设计规范及本工程的岩土工程勘察报告书,地震分析所采用截面验算设计地震动参数为sT38.0,16.0,建筑场地类别为二类。工程地质条件:场地平坦,地貌单元属于唣河一阶阶地,场地内未发现地裂缝或其它不良工程地质条件,本场地属于可进行建设的一般地段,场地可不考虑地震液化问题,本场地属于非自重失陷性黄土场地,地基为非失陷性地基,场地土对混凝土结构和其中的钢筋均无腐蚀作用。场地地下属于潜水类型,稳定水位埋深为 5.4-6.0m,地下水对混凝土无腐蚀作用,在干湿交替的条件对钢筋混凝土中的钢筋有弱腐蚀性。1.3 地基及基础的相关说明开挖基槽前,施工单位务必查明基槽周围地下市政管网设施和
3、相邻建筑物的距离,根据勘察报告提供的参数进行放坡,如周围环境限制放坡,在基槽开挖前,业主应委托具有相应设计资质的单位做基坑支护专项设计。开挖基槽前不得扰动原状土,如经扰动,应挖除扰动部分,根据土的压缩性选用级配砂石进行回填处理,回填质量应符合相关规范规定。本工程地基处理采用 CFG 复合地基处理法,桩径 400mm,桩长 9000mm,CFG桩的具体参数见相应的地基处理说明及桩位布置图。在进行地基处理前应进行试桩实验,待桩身强度达到设计强度后,应按建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)附录 A 的有关规定进行复合地基检测,并将检测结构说面通知设计人,待设计人同意后方可施工工程桩。地基基础
4、采用肋梁式筏板基础,筏板基础厚度 800mm。1.4 模板相关说明1.4.1 模板工艺流程地下室部分工艺流程:先搭满堂脚手架立柱模、墙模拆柱模、墙模梁模、顶板模标准层工艺流程:先搭排架剪力墙模立梁、板模1.4.2 模板质量要求所有原材料进场需要合格证。对钢管、扣件进场不仅要有合格证,而且还必须送检,达到合格要求才能使用。木方断面须达到设计要求,且不腐烂,木质优良。1.4.3 模板配置模板采用 P3015钢模板作为模板面板,根据结构施工图纸按结构尺寸列出模板规格和数量进行配制。对于楼梯、阳台、线条等形状较复杂的结构件可采用放大样方法配制模板。配制模板尺寸时要考虑模板拼装接合需要,适当加长或缩短某
5、一部分长度,还应遵守边模包底模的原则。梁模与柱模连接处应考虑模板吸湿后长向膨胀的影响,下料尺寸一般就略为缩短,使砼浇筑后不致嵌入柱内。模板拼制时,板边要找平刨直,接缝严密,不得漏浆,木方上有疵病的部位,应截去,钉子的长度应为木板厚度的1.52.5倍。每块木板与木档相叠处至少钉2个钉子,第二块板的钉子要向第一块模板方向斜钉,使拼缝严密。模板长向拼缝宜采用错开布置,以增加模板整体刚度。根据模板配制图预留出预埋铁件及预留洞的位置,在大房间边角应留 12个 2020cm 斜洞,以便下层的钢管能快速顺利、安全的传到上层。对配制好的模板应在其反面编号并分清规格,使用部位,分别堆放保管,以免错用。柱、墙模板
6、应弹出其中心线,以便模板安装后校正1.5 施工条件说明施工现场已经达到三通一平,临时设施已经基本布置完毕,已经和预制构件厂家联系好,梁模板,柱模板墙模板等供应量充足。施工设备,机械,人员已经就位,交通运输状况良好。2模板计算2.1 剪力墙模板设计选取标准层 18 号轴所对应的剪力墙为计算对象,墙体厚 250mm,墙高 2.9m,墙模板的背部支撑由两层龙骨组成,直接支撑模板的为次龙骨,即内龙骨,用以支撑内龙骨的为主龙骨,即外龙骨。组装墙体模板时,通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结,每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。向模板内倾倒混凝土时采用溜槽,串筒或导管,根据规范倾倒时产生的混凝土标准值为22mKN。2
7、.1.1相关参数统计1.次楞参数次楞采用木楞,截面类型为矩形,宽度 60mm,高度 80mm,次楞支数为两个,次楞间距为 600mm。方木抗弯强度设计值 fc(N/mm2):130.00N/mm2,方木弹性模量E(N/mm2):9500.00N/mm2,方木抗剪强度设计值 ft(N/mm2):1.50N/mm22.主楞参数主楞采用钢楞,截面类型为圆形钢管370,截面惯性矩416.55cmIZ,截面抵抗矩359.14cmW,肢数为一个。主楞间距为 500mm。钢楞弹性模量E(N/mm)2:210000N/mm2,钢楞抗弯强度设计值 fcN/mm2:205N/mm23.对拉螺栓参数对拉螺栓采用 M
8、16,间距为mm500600。4.面板参数面板类型:组合钢模板钢模板采用 P3015,分两行竖排拼成钢材抗拉强度设计值:Q235 钢为 215N/mm2钢模板的允许挠度:面板为 1.5mm。墙模板正立面图如图 2-1。图 2-1墙模板正立面图2.1.2墙模板荷载值计算1混凝土侧压力按施工手册,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:VtFc2122.0HF其中-混凝土的重力密度,取24.00kN/m3;t-新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得5.714h;T-混凝土的入模温度,取20.00;V-混凝土的浇筑速度,取2.5
9、0m/h;H-模板计算高度,取2.900m;1-外加剂影响修正系数,取1.20;2-混凝土坍落度影响修正系数,取1.15。根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力 F 分别为:分别为 65.832mKN和26.69mKN,取两者中的较小值故取2183.65mKNF,混凝土侧压力设计值折减系数分项系数1FF,215.6785.02.183.65mKNF。墙模板剖面图如图 2-2。图 2-2墙模板剖面图2.倾倒混凝土产生的荷载向模板内倾倒混凝土时采用溜槽,串筒或导管,根据规范倾倒时产生的混凝土标准值为22mKN荷载设计值为238.285.04.12mKN.3.荷载组合253.6938.
10、215.67mKNF2.1.3墙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,面板计算简图见图 2-3。按规范规定,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的侧压力,化为均布荷载:2172.416.053.69mKNlFq(用于验算承载力)2229.406.015.67mKNlFq(用于验算挠度)图 2-3面板计算简图1.抗弯强度验算按四跨连续梁计算弯矩计算公式26211017.1078.0mmNlqM按以下公式进行面板抗弯强度验算:其中,-面板承受的应力(N/mm2);M-面板计算最大弯距(N.mm);查施工手册331094.5mmWWM22
11、2152.1197mmNmmN满足要求2.挠度验算刚度验算采用标准值,查施工手册和静力计算手册挠度计算如下mmI41097.26mmEIlqw28.0100632.042则mmww5.1挠度满足要求2.1.4内楞的计算近似按四跨连续梁计算,内楞计算简图见图 2-4。图 2-4内楞计算简图1.内楞的抗弯强度验算内楞跨中最大弯矩按下式计算:26211017.1078.0mmNlqM按以下公式进行面板抗弯强度验算:22361303.1810641017.1mmNfmmN抗弯强度满足要求2.内楞的抗剪强度验算最大剪力按四跨连续梁计算跨中最大剪力2/6.01lqV=7509.6KN截面的最大剪应力225
12、.165.023mmNfmmNbhVv抗剪强度满足3.内楞的挠度计算挠度计算时采用标准值按四跨连续梁计算mmlwmmEIlqw4.22503.1100632.042其中,-内楞的最大挠度(mm);l-计算跨度(外楞间距):l=600mm;E-内楞弹性模量(N/mm2):E=9500N/mm2;I-内楞截面惯性矩(cm4),I=256cm4;挠度满足要求2.1.5外楞的计算外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算,主楞计算简图见图2-5。本工程中,外龙骨采用钢楞,截面类型圆形钢管483.0,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:截面抵抗矩W=14.59cm3;截面惯性矩
13、I=55.16cm4;图 2-5主楞计算简图1.外楞抗弯强度验算外楞跨中弯矩计算公式:plM169.0其中,作用在外楞的荷载:P=41.720.50.6=KN5.12则外楞跨中最大弯矩mmNM631026.1600105.12169.0则WM236.86mmN2205mmN外楞抗弯强度满足要求。2.外楞挠度计算据建筑施工计算手册,刚度验算采用荷载标准值,同时不考虑振动荷载作用。挠度验算公式如下:400/100079.13lWEIPLW其中,-外楞最大挠度(mm);P-内楞作用在支座上的荷载(kN/m):P=12.65KN;l-计算跨度(水平螺栓间距):l=600mm;E-外楞弹性模量(N/mm
14、2):E=210000N/mm2;I-外楞截面惯性矩(mm4),I=55.16104;外楞的最大挠度值:mmlWmmEIPLW5.1400/25.0100079.13外钢楞挠度满足要求2.1.6穿墙螺栓的验算计算公式如下:AfNN其中N-穿墙螺栓所受的拉力;A-穿墙螺栓有效面积(mm2);f-穿墙螺栓的抗拉强度设计值,取170.000N/mm2;查表得:穿墙螺栓的型号:M16;穿墙螺栓有效直径:14.12mm;穿墙螺栓有效面积:A=156.7mm2;穿墙螺栓最大容许拉力值:N=1.701051.5610-4=26.63kN;穿墙螺栓所受的最大拉力:N=41.720.60.5=12.52kNKN
15、N63.26穿墙螺栓满足要求。2.2柱模板设计2.2.1设计尺寸柱截面尺寸为400rnm400mm,柱高2.9m;混凝土温度20,未掺加外加剂,混凝土坍落度150mm,浇筑速度2m/h,倾倒混凝土产生的水平荷载标准值为4kN/m2采用25mm 厚木胶合板模板;次龙骨50mm100mm 木方,间距300mm;选用 63403.8槽钢作柱箍,柱箍间距为750mm。2.2.2荷载1.混凝土侧压力混凝土侧压力标准值:71.51520200152000Tt221212101/8.48215.1171.52422.022.0mkNVtFc取两者中小值,即 F148.8kN/m2。2.倾倒混凝土时产生的水平
16、荷载标准值:查表为 4kN/m2。3.荷载组合20/74.5744.18.482.19.0mkNSSFQkQkGkG2.2.3柱模板面板验算1.强度验算按单跨连续梁计算,其最大弯矩Mmax按下式计算:取1m宽的板条作为计算单元,线荷载为:mmNFq/74.571000100074.57100010001(用于计算承载力);mmNFq/8.48100010008.48100010002(用于验算挠度)。单跨连续梁计算简图见图 2-6。(a)(b)图 2-6单跨连续梁计算简图(a)单跨连续梁受力图;(b)单跨连续梁弯矩图225max1157.74 3006.50 1088MqlN mm其截面强度:
17、22531000 251.04 1066bhWmm522max46.50 106.25/11.5/1.04 10mMN mmfN mmW(满足要求)2.刚度验算板的挠度按下式验算:33541000 2513.02 101212bhImm 443555 48.8 3000.9881.2384384 4.0 1013.02 10250qllmmmmEI2.2.4柱内楞验算1.强度验算内楞承受柱模板作用的荷载按三跨连续梁计算,其强度按下式验算:线荷载为:1 30057.74 30017.32/10001000FqN mm(用于计算承载力);230048.8 30014.64/10001000FqN
18、mm(用于验算挠度)。内楞计算简图及弯矩图见图 2-7。(a)(b)图 2-7内楞计算简图及弯矩图(a)內楞受力图;(b)內楞弯矩图225max0.100.10 17.32 7509.74 10MqlN mm其截面强度:3422103.86100506mmbhW522max49.74 1011.73/13/8.3 10mMN mmfN mmW(满足要求)2.刚度验算内楞挠度按下式计算:4533107.41121005012mmbhI 443548.8 7502.743150150 9.0 1041.7 10250qllmmmmEI(满足要求)2.2.5柱箍验算1.强度验算线荷载为:1 7505
19、7.74 75043.31/10001000FqN mm(用于计算承载力);275048.8 75036.6/10001000FqN mm(用于验算挠度)。柱箍计算简图及弯矩图见图 2-8。(a)(b)图 2-8柱箍计算简图及弯矩图(a)柱箍受力图;(b)柱箍弯矩图柱箍计算长度为1400210025650lmm 226max1 11143.31 6502.29 1088Mq lN mm622max32.29 10142.2/215/16.1 10nxMN mmfN mmW(满足要求)2.刚度验算 4425455 36.6 6500.811.28384384 2.06 1051 10500q l
20、lmmmmEI(满足要求)3.2.6对拉螺栓验算螺栓所受拉力:4143.31 4000.87 1022q lNN14螺栓净截面面积为105mm2422nN1.39 1082.86/170/A105btN mmfN mm(满足要求)2.32.3楼板模板设计楼板模板设计2.3.1设计尺寸浇筑100mm厚的钢筋混凝土楼板;采用15mm厚的竹胶合板模板;次龙骨60100mm木方,间距 600mm;主龙骨100100mm木方,间距1500mm;支撑系统采用碗扣式脚手架,立杆间距15001500mm,横杆间距最大1.8m。正立面图见图2-9,侧立面图见图2-10。图2-9正立面图图2-10侧立面图2.3.
21、2荷载.荷载标准值(1)模板结构的自重标准值(G1k)模板及小楞的自重标准值:0.3kN/m2(2)新浇混凝土自重标准值(G2k)100mm厚新浇混凝土自重标准值:240.1=2.4kN/m2(3)钢筋自重标准值(G3k)200mm厚楼板自重标准值:1.10.2=0.224.8kN/m2(4)施工人员及施工设备荷载标准值(Q1k)计算模板及直接支承模板的小楞时,均布活荷载取2.5kN/m2;再以集中荷载2.5kN进行验算。比较两者所得的弯矩值,取其中大者采用。2.荷载组合施工荷载为均布荷载:020.91.20.32.40.111.42.56.18/GGkQkQkFSSkNm 0120.9 1.
22、350.32.40.111.4 0.72.55.62/nGGKQiciQiKiFSSkN m 两者取大值,应取6.18kN/m2作为计算依据。取1m宽板条为计算单元,化为均布线荷载:16.18 16.18/qkNm 施工荷载为集中荷载时:20.9 1.20.32.40.1113.03/qkN m mkNP/15.35.24.19.02.3.3模板面板验算.强度验算施工荷载为均布荷载时,按五跨连续梁计算,施工荷载为均布荷载时楼板面板计算简图图 2-11.图 2-11施工荷载为均布荷载时楼板面板计算简图22110.0770.078 6.18 0.60.17Mq lkN m施工荷载为集中荷载时:图
23、2-12施工荷载为集中荷载时楼板面板计算简图22220.0780.1710.078 3.03 0.60.171 3.15 0.60.41Mq lPlkN m由于M2M1,故应按M2验算强度。15mm厚竹胶板2231000 153750066bhWmm62220.41 1010.93/35/37500jmMN mmfkN mmW(可)2.刚度验算0.32.40.1112.81/qkN m 15mm厚竹胶板3341000 152812501212bhImm 440.644 2.81 6000.841.5100100 9898 281250400WK qllmmmmEI(可)2.3.4次龙骨验算1.
24、强度验算按四跨连续梁计算:施工荷载为均布荷载时,化为线荷载为:16.180.63.71/qkNm施工荷载为集中荷载时:20.9 1.20.32.40.110.61.82/qkN mmkNP/15.35.24.19.0施工荷载为均布荷载时:图 2-13施工荷载为均布荷载时计算简图22110.0770.077 3.71 1.50.64Mq lkN m施工荷载为集中荷载时:图2-14施工荷载为集中荷载时计算简图22220.0770.1690.077 1.82 1.50.169 3.15 1.51.11Mq lPlkN m由于M2M1,故应按M2验算强度。60100mm木方225360 1001.0
25、1066bhWmm622251.11 1011.1/13/1.0 10mMN mmfkN mmW(可)2.刚度验算20.32.40.110.61.69/qkN m60100mm木方336460 1005.0 101212bhImm 44260.632 1.69 15001.23.75100100 9000 5.0 10400WK q llmmmmEI(可)3.3.5主龙骨验算1.强度验算100100mm木方的自重标准值:5kN/m3;均布荷载50.10.1/1.50.03kN/m2,模板自重标准值应为0.30.03=0.33 kN/m2。计算直接支承小楞结构的构件时,均布活荷载取1.5kN/m
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