大梁模板设计.docx
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大梁模板设计.docx
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大梁模板设计
一、工程概况
本工程北段为三层框架结构,首层、二层为食堂,层高4.5米;三层屋面为曲面楼板,矢高1.3米,总层高为5.4米。
各层楼面结构均布置二榀跨度为14-15米的大梁,其中屋面大梁宽0.5米,高度1.4米,大梁砼量近20立方米。
由于跨度大,同时施工荷载又大于结构设计荷载,这就要求要有严密的施工组织与周密工序配合,模板及支撑体系的验算,保证工程质量的技术措施和高支撑模板系统施工安全技术措施。
二、大梁模板确定及验算
梁模板使用木夹板,侧模板规格18×900×1800mm,底板规格18×900×1800mm,横竖分别采用木楞用70×90、70×70方木,底模托梁采用Ф70×4钢管,侧模围檀采用两条Ф60×3.5钢管。
穿梁螺栓采用m18。
天面板及小次梁模板仍按通常作法施工,大梁模板应设计要求起拱1/500。
1、荷载计算
查《建筑施工手册》第三版<施工常用结构计算>得杉木设计强度和弹性模量如下:
fm=11N/mm2E=9000N/mm2
Ф60×3.5钢管设计强度和弹性模量如下:
fm=210N/mm2E=2.06×105N/mm2
查《建筑材料手册》得厚为18mm胶合板的设计强度和弹性模量如下:
fm=12N/mm2E=1.1×104N/mm2密度为7.5KN/m3
梁高1.5米,浇注砼对模板的侧压力标准值。
FmA×=0.22rt0B1B2V1/2=0.22×24×8×1.2×1.15×21/2=51.4KN/m2
FmA×=rH=24×1.5=35.52KN/m2
取两者中较小值
倾倒砼时产生的水平荷载标准值依照规范为2KN/m2,震捣砼时产生的荷载标准值依照规范为对水平模板为2.0KN/m2,对垂直模板为4.0KN/m2
新浇注砼对模板侧压力计算荷载:
侧压力F1=35.52×1.2=42.6KN/m2
震捣砼F2=4×1.4=5.6KN/m2
两项合计:
F=48.2KN/m2
乘以折减系数0.9得43.38KN/m2
2、大梁侧模计算:
木夹板长度为1.8米,厚18毫米,竖楞方木间距按300厘米,故侧模按五跨连续板计算
强度验算(取1mm宽板带计算)查表弯矩系数KN=-0.105
mmA×=0.105×0.04338×3002=410N·mm
W=bn2/6=1×182/6=54mm2
σ=m/W=410/54=7.6N/mm2<12N/mm
挠度验算查表Kf=0.644
取侧压力42.6KN/m2
乘以折减系数0.9得38.34KN/m2
ω=kfqL4/100EI=0.37mm 符合要求 3、大梁侧模支承竖楞计算 竖楞木方规格70×90,距间300mm,计算简图如下: Ra=7.5×800/2+6.96×800/2×2/3=4856(N) Rb=7.5×800/2+6.96×800/2×1/3+2.7×560+4.8×560/2=6784(N) 悬臂端弯矩mb=2.7×5602/2+(7.5-2.7)×560/2×560/3=674240(N·mm) 偏于安全考虑,不计悬臂端弯矩对a—b跨中的反弯矩影响,则a—b跨中弯距简化为均布荷计算 m中=1/8(14.46+7.5)/2×8002=878400Nmm.>mb w=1/6×70×902=94500mm3 σ=878400/94500=9.3N/mm 竖楞挠度验算: 考虑到施工中悬臂长度要适当调整(天面有坡度),按最不利情况考虑,不计悬臂与跨中的相互有利作用。 ω=5ql4/384EI =5[(14.46+7.5)/2×8004]/384×9000×1/12×70×903=1.54mm 悬臂端fmA×=(11q1+4q2)L4/120EJ×1/1.2×0.88=2.1mm 满足要求。 4、钢管围檩计算: 每组围檩使用2Ф60×3.5钢管 计算简图: 对拉螺栓作为围檩的支承 因竖楞间距很小,选择最大反力RB化为等效均布荷载qq=Rb/300=6784N/300mm=22.6N/m 偏于安全按三跨连续梁计算弯矩 mB=-0.117×22.6×9002=-2.14×106N.mm W=248800×2×2/30=16590mm3×2=33180mm3 强度验算(按弹性阶段计算): σ=2.14×106N·mm/33180mm3=64N/mm2 挠度验算: ω=KfqL4/100EI=0.667×26.6×9004/(100×2.06×105×497600)=1.13mm =f/L=1/500符合要求。 5、对拉螺栓计算 梁中部围檩使用,中上部螺栓都为900mm,最大拉力为 P1=900×22.6N/mm=20340N=2.034KN 选用M18螺栓容许拉力为29.6KN. 6、大梁底模计算 底模自重7.5×0.018×0.4×1.5=0.0648KN/m 砼自重24×0.4×1.48×1.2=17.05KN/m 钢筋荷重1.57KN/m 振捣砼荷载2×0.4×1.2=0.96KN/m 合计19.64KN/m乘以的减系数0.9等于17.68KN/m 木夹板长度为1.8米,厚2.5厘米,横楞方木与竖楞相同底板按五跨连续梁强度计算: mmA×=0.105×17.68×0.32=0.163KN/mm=0.167×106Nmm W=bh2/6=400×182/6=21600mm3 σ=mmA×/W=7.73N/mm2<13N/mm2 挠度计算: ω=KfqL4/100EJ=0.41mm<[ω]=L/400=0.75mm 7、大梁底模横楞计算 横楞间距0.3m,把底模荷载化为横楞线荷载17.68 悬挑支座处的弯矩最大为m=qL2/2=88400 横楞强度验算: σ=88400/(1/6×70×702)=1.54 (三)、支撑体系的确定及验算 支撑体系采用钢管门式架作模板支架,门式架垂直于梁轴线的交错布置,用两对(架距0.9m)门架按标准构架尺寸交错布置并全部装设交叉支撑。 采取合理的二层二次支撑方案,以解决下部结构承载力小于施工荷载的问题,保证下部结构不受破坏。 门式架型号采用mJ1219,间距为900mm,每榀门架支承楼板宽2m。 经计算,用mJ1219型门架作模板支架,用拉杆和剪力撑加固后每根立杆每米高度自重为0.21KN/m. 楼板及支架自重标准值q1 楼板模板(其中包括梁模板)自重为: (0.5×2×0.9)/2=0.45K/N 每根门架立杆自重为: 8×0.21=1.68KN 合计q1=0.45+1.68=2.13KN 新浇砼自重标准值q2 梁板砼体积为: 2×0.15×0.9+0.9×0.4×(1.48-0.15)=0.7488m3 q2=(24×0.7488)/2=8.99KN 钢筋自重标准值q3 楼板: (2×0.15×0.9)/2×1.1=0.149KN 梁: (0.9×0.4×1.48)/2×1.57=0.418KN 合计: q3=0.567KN 施工人员及施工设备荷载标准值q4 q4=(2×0.9×1)/2=0.9KN 振捣时产生的荷载标准值q5 q5=(2×2×0.9)/2=1.8KN 按GB50204----92表2.2.3,平板和梁的支架的组合荷载有所不同,但考虑到门架承载面积为2m×0.9m,范围包括梁板在内,故按5项荷载组合计算,荷载分项系数按GB50204——92B附表1.3选用,根据施工手册第三版式(5—7): Sd=0.9[1.2SGK+1.4SQK] 最不利的底层立杆N=0.9[1.2×(q1+q2+q3)+1.4(q4+q5)]=16.02KN 根据施工手册第三版式(5—43) Nd=φAf/rm=17.3KN 验算以门架单立杆计得 N=16.02KN (四)、天面施工荷载计算: 大梁每米荷重410/24.6=16.67(KN/m2) 天面板、次梁荷重(板、梁按平均厚度150mm) 砼自重q1=0.15×24=3.6(KN/m2) 钢筋自重q2=1.1×0.15=0.165(KN/m2) 模板自重q3=0.5(KN/m2) 高支撑系统(钢管门式加)q4=0.21×8/(2×0.9)=0.93(KN/m2) 施工人员及工具q5=1.0(KN/m2) 总荷重q=6.195(KN/m2) 根据设计荷载标准值为7KN/m2。 施工荷载通过门式架传给一、二、三层板,将大梁每延米荷载化成等效均布荷载: q施=(16.67/6+6.195)/3=2.99KN/m2<7KN/m2 由上得出结论: 采用二层二次支顶方案是可行的,在施工荷载作用下,支承层结构是安全的。 (五)、保证工程质量的技术措施 1、本工程质量控制措施的重点之一是六榀预应力砼大梁施工。 预应力张拉施工要有合格证资质等级的施工单位承担。 预应力及普通钢筋都要有出厂合格证和现场抽样试验报告,锚具要有出厂合格证及检验合格证,张拉设备要有检验报告。 预应力分项工程完成后,要及时交付完整的预应力施工技术资料存档。 2、施工前请设计院对天面结构修改设计进行设计交底,同时进行图纸会审,发现问题及时解决,以保证施工顺利进行。 3、本工程梁截面较大,梁上下主筋都为7-9Ф25。 在梁端处,钢筋更加密集,给施工造成一定难度。 对此采取如下措施。 3.1在梁头处改为细石砼,以免石子卡在钢筋中间,影响砼浇筑造成的蜂窝、孔洞。 3.2要求砼和易性好,既保证泵送时不堵塞,又便于浇筑,砼中骨料要求级配良好,不得有大的石子,以保证砼的质量。 3.3大梁应分层浇筑,每层厚度不超过60公分,使用直径为35mm的插入式震动棒震捣,做到垂直插入和拔出,震动棒不准贴近模板、固定架、锚垫板等铁件。 分层浇注要保持上层震捣时震动棒插入下层砼5Cm以上。 天面板使用平板振动器。 3.4在浇注砼时,应设专人经常察看模板、支顶有无变形,下沉、胀模、有无漏浆等,发现问题及时报告,采取妥善的措施。 必要时停止浇注砼,妥善处理后再继续浇注砼。 3.5梁支座地节点部位要进行认真处理,剔除下层砼软弱层,并用水湿润,浇灌砼时对节点处垫5Cm厚同等级砂浆,以保证砼的接槎质量。 3.6砼试块制作,除按常规要求外,预应力每批增加一组试件,与大梁砼在同条件下养生。 根据环境气温情况,参照施工规范的砼龄期强度参考曲线的时间,进行试件强度检验,达到设计规定75%设计强度后,方可进行预应力筋张拉施工。 砼浇注完毕后,及时保温保湿,连续养护七天,防止出现温度应力裂逢。 (六)、梁板高支撑模板系统施工安全技术措施 1、遵照中建委[1998]51号文件精神,结合本工程的实际情况,特拟订高支撑模板系统施工安全技术措施。 2、对进场的门架和配件进行全面检查,严禁使用有变曲、凹陷、裂纹的钢管门式架,以确保使用安全。 3、钢管下部设垫木,以保护下层楼板,严格控制第一步门架顶面的标高,其水平误差不得大于5mm,(超出时,应塞垫铁板予以调整)。 4、在脚手架的顶部和下部加设通常的大横杆,每两层门架在纵向和横向设拉杆连接固定加强。 5、满设交叉支撑和水平架。 纵向设置剪刀撑,剪刀撑与楼面一般成45度,与立柱连接牢固。 6、上下层立杆接头应牢固可靠,接头宜采用穿心套接驳或臂扣锁紧,严格控制门架的垂直度和水平度,使之符合要求。 控制首层门型架的垂直度和水平度。 在装上后要逐片地、仔细地地调整好,使门架竖杆在两个方向的垂直偏见差控制在2mm内,门架顶部的水平偏差控制在5mm内。 接门架时上下门架竖杆之间要对齐,对中的偏差不宜大于3mm。 同时注意出事门架的垂直度和水平度。 7、立柱与支承模板的木枋要有可靠的连接,以防止滑脱移位。 8、为了实现二层二次支顶方案。 支承层结构砼强度达到设计强度才可以浇注天面砼。 支承二、三层楼板的支顶,必须全部回顶,使结构自重自己承担,回顶尽量对正上层支顶位置,在天面大梁垂直投影线上布置钢支撑,并在钢支撑上下两端垫衬木板,以增大受力面积,为确保下层结构不受破坏,施工过程中对下层楼盖进行了变形观测,共布置5个观测点,发现最大变形为2mm,卸荷后复原。 对钢支撑的观测表明,没有发生弯曲现象。
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