模板专项安全施工方案.docx
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模板专项安全施工方案
防城港金海湾C1组团工程
模
板
工
程
安
全
专
项
方
案
编制:
核对:
审核:
审批:
**公司
年月日
1 编制依据
1.1 住宅楼结施图;
1.2 《建筑施工手册》;
1.3 《建筑施工简易计算》(江正荣 等编著);
1.4 建设部建质[2003]82号《建筑工程预防坍塌事故若干规定》;
1.5 公司质量、环境和职业健康安全一体化管理文件;
1.6 《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)及《浙江JGJ59-99实施意见》(试行);
1.7 《建设工程施工安全技术操作规程》。
2 工程概况及施工结构
2.1 工程概况
本工程为住宅楼工程,占地面积为810亩,总建筑面积为44万m2,建筑物的±0.000标高相当于黄海标高6.15m,比室外地坪高0.300m。
本工程为现涨钢筋混凝土框架—剪力墙结构,主体分别为:
18层,高度为57.3m;均为住宅;底层架空高度2.19m。
2.2 施工结构
主体结构:
底层层高为6.00m,板厚度为100、120mm,梁截面为350×750、300×750、300×600、250×600mm等;二层层高为4.00m,板厚度为100、120、150mm,梁截面为300×1170、350×750、250×700、300×600、250×600mm等;三层(标准层)以上层高为3.00m,板厚度为100、120、150mm,梁截面为250×570、250×520mm等;电梯井壁厚度为250mm。
3 地下室主要部位模板工程
3.1 墙板模板
3.1.1 墙模板基本参数
墙模板的背部支撑由两层龙骨(木楞或钢楞)组成,直接支撑模板的龙骨为次龙骨,即内龙骨; 用以支撑内层龙骨为外龙骨,即外龙骨组装成墙体模板时,通过穿墙螺栓将墙体两片模板拉结,每个穿墙螺栓成为外龙骨的支点。
模板面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000 N/mm2,抗弯强度[f]=15 N/mm2。
内楞采用方木,截面50×100mm,每道内楞1根方木,间距300mm。
外楞采用圆钢管 48×3.5,每道外楞2根钢楞,间距500mm。
穿墙螺栓水平距离300mm,穿墙螺栓竖向距离500mm,直径12mm。
墙模板组装示意图
3.1.2 墙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;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2.000m/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3.300m;
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1.150。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=58.880kN/m2;
实际计算中采用两者较小值,新浇混凝土侧压力标准值 F1=58.880kN/m2;
倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 2.000kN/m2。
3.1.3 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。
计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。
面板计算简图
☆ 强度计算
= M/W < [f]
其中 ── 面板的强度计算值(N/mm2);
M ── 面板的最大弯距(N·mm);
W ── 面板的净截面抵抗矩,W = 50.00×1.80×1.80/6=27.00cm3;
[f] ── 面板的强度设计值(N/mm2)。
M = ql2 / 10
其中 q ── 作用在模板上的侧压力,它包括:
新浇混凝土侧压力设计值,q1= 1.2×0.50×58.88=35.33kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值,q2= 1.4×0.50×2.00=1.40kN/m;
l ── 计算跨度(内楞间距),l = 300mm;
面板的强度设计值[f] = 15.000N/mm2;
经计算得到,面板的强度计算值12.243N/mm2;
面板的强度验算 < [f],满足要求!
☆ 挠度计算
v = 0.677ql4 / 100EI < [v] = l/250
其中 q ── 作用在模板上的侧压力,q = 29.44N/mm;
l ── 计算跨度(内楞间距),l = 300mm;
E ── 面板的弹性模量,E = 6000N/mm2;
I ── 面板的截面惯性矩,I = 50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4;
面板的最大允许挠度值,[v] = 1.200mm;
面板的最大挠度计算值, v = 1.107mm;
面板的挠度验算 v < [v],满足要求!
3.1.4 墙模板内外楞的计算
3.1.4.1 内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载,通常按照均布荷载的三跨连续梁计算。
本算例中,龙骨采用木楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3;
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4;
内楞计算简图
☆ 内楞强度计算
= M/W < [f]
其中 ── 内楞强度计算值(N/mm2);
M ── 内楞的最大弯距(N.mm);
W ── 内楞的净截面抵抗矩;
[f] ── 内楞的强度设计值(N/mm2)。
M = ql2 / 10
其中 q ── 作用在内楞的荷载,q = (1.2×58.88+1.4×2.00)×0.30=22.04kN/m;
l ── 内楞计算跨度(外楞间距),l = 500mm;
内楞强度设计值[f] = 13.000N/mm2;
经计算得到,内楞的强度计算值6.611 N/mm2;
内楞的强度验算 < [f],满足要求!
☆ 内楞的挠度计算
v = 0.677ql4 / 100EI < [v] = l/250
其中 E ── 内楞的弹性模量,E = 9500.00 N/mm2;
内楞的最大允许挠度值,[v] = 2.000mm;
内楞的最大挠度计算值, v = 0.189mm;
内楞的挠度验算 v < [v],满足要求!
3.1.4.2 外楞(木或钢)承受内楞传递的荷载,按照集中荷载下的三跨连续梁计算。
本算例中,外龙骨采用钢楞,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
外钢楞的规格:
圆钢管48×3.5;
外钢楞截面抵抗矩 W = 5.08cm3;
外钢楞截面惯性矩 I = 12.19cm4;
外楞计算简图
☆ 外楞强度计算
= M/W < [f]
其中 ── 外楞强度计算值(N/mm2);
M ── 外楞的最大弯距(N.mm);
W ── 外楞的净截面抵抗矩;
[f] ── 外楞的强度设计值(N/mm2)。
M = 0.175Pl
其中 P ── 作用在外楞的荷载,P = (1.2×58.88+1.4×2.00)×0.30×0.50=11.02kN;
l ── 外楞计算跨度(对拉螺栓水平间距),l = 300mm;
外楞强度设计值[f] = 205.000 N/mm2;
经计算得到,外楞的强度计算值56.936 N/mm2;
外楞的强度验算 < [f],满足要求!
☆ 外楞的挠度计算
v = 1.146Pl3 / 100EI < [v] = l/400
其中 E ── 外楞的弹性模量,E = 210000.00 N/mm2;
外楞的最大允许挠度值,[v] = 0.750mm;
外楞的最大挠度计算值, v = 0.053mm;
外楞的挠度验算 v < [v],满足要求!
☆ 穿墙螺栓的计算
计算公式:
N < [N] = fA
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 N/mm2;
穿墙螺栓的直径(mm):
12
穿墙螺栓有效直径(mm):
10
穿墙螺栓有效面积(mm2):
A = 76.000
穿墙螺栓最大容许拉力值(kN):
[N] = 12.920
穿墙螺栓所受的最大拉力(kN):
N = 8.832
穿墙螺栓强度验算满足要求!
3.2 地下室顶梁模板及支架
根据地下室顶梁截面选择600×900mm规格,其他以此参照。
3.2.1 地下室顶梁模板
⑴梁模板基本参数
梁截面宽度 B=600mm,梁截面高度 H=900mm,
H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(即计算跨度)700mm。
梁模板使用的方木截面50×100mm,梁模板截面侧面方木距离400mm。
梁底模面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000N/mm2,抗弯强度[f]=15 N/mm2。
梁侧模面板厚度h=18mm,弹性模量E=6000 N/mm2,抗弯强度[f]=15 N/mm2。
⑵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 = 3.000kN/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2.000m/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0.900m;
1—— 外加剂影响修正系数,取1.000;
2—— 混凝土坍落度影响修正系数,取0.850。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=21.590kN/m2
实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值 F1=21.600kN/m2
倒混凝土时产生的荷载标准值 F2= 6.000 kN/m2。
⑶梁底模板木楞计算
梁底方木的计算在脚手架梁底支撑计算中已经包含!
⑷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.强度计算
强度计算公式要求:
= M/W < [f]
其中 —— 梁侧模板的强度计算值(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=(1.2×21.60+1.4×6.00)×0.90=30.888N/mm
最大弯矩计算公式如下:
M=-0.10×30.888×0.4002=-0.494kN.m
=0.494×106/48600.0=10.169N/mm2
梁侧模面板计算强度小于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=0.6×0.400×30.888=7.413kN
截面抗剪强度计算值 T=3×7413/(2×900×18)=0.686N/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 = 21.60×0.90=19.44N/mm
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
v = 0.677×19.440×400.04/(100×6000.00×437400.0)=1.284mm
梁侧模板的挠度计算值:
v = 1.284mm小于 [v] = 400/250,满足要求!
⑸、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 = (1.2×21.60+1.4×6.00)×0.90×0.70/2=10.81kN
穿梁螺栓直径为12mm;
穿梁螺栓有效直径为9.8mm;
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=10.811kN;
穿梁螺栓的布置距离为侧龙骨的计算间距700mm。
每个截面布置2道穿梁螺栓。
穿梁螺栓强度满足要求!
3.2.2 地下室顶梁支架
模板支架搭设高度为3.4米,基本尺寸为:
梁截面 B×D=600mm×900mm,梁支撑立杆的横距(跨度方向) l=0.80米,立杆的步距 h=1.50米,采用的钢管类型为 48×3.5,梁底增加2道承重立杆,
图1 梁模板支撑架立面简图
⑴模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 80.00×1.80×1.80/6 = 43.20cm3;
I = 80.00×1.80×1.80×1.80/12 = 38.88cm4;
1.强度计算
f = M / W < [f]
其中 f —— 面板的强度计算值(N/mm2);
M —— 面板的最大弯距(N.mm);
W —— 面板的净截面抵抗矩;
[f] —— 面板的强度设计值,取15.00N/mm2;
M = 0.100ql2
其中 q —— 荷载设计值(kN/m);
静荷载标准值 q1 = 25.000×0.900×0.800+0.350×0.800=18.280kN/m
活荷载标准值 q2 = (2.000+3.000)×0.800=3.200kN/m
经计算得到 M = 0.100×(1.2×18.280+1.4×3.200)×0.200×0.200=0.106kN.m
经计算得到面板强度计算值 f = 0.106×1000×1000/43200=2.446N/mm2
面板的强度验算 f < [f],满足要求!
2.抗剪计算
T = 3Q/2bh < [T]
其中最大剪力 Q=0.600×(1.2×18.280+1.4×3.200)×0.200=3.170kN
截面抗剪强度计算值 T=3×3170.0/(2×800.000×18.000)=0.330N/mm2
截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算 T < [T],满足要求!
3.挠度计算
v = 0.677ql2 / 100EI < [v] = l / 250
面板最大允许挠度值 [v] = 0.800mm;
面板最大挠度计算值 v = 0.677×18.280×2004/(100×6000×388800)=0.085mm
面板的挠度验算 v < [v],满足要求!
⑵梁底支撑的计算
作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1 = 25.000×0.900×0.800=18.000kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2 = 0.350×0.800×(2×0.900+0.600)/0.600=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):
经计算得到,活荷载标准值 P1 = (3.000+2.000)×0.600×0.800=2.400kN
2.方木楞的支撑力计算:
均布荷载 q = 1.2×18.000+1.2×1.120=22.944kN/m
集中荷载 P = 1.4×2.400=3.360kN
方木计算简图
经过计算得到从左到右各方木传递集中力[即支座力]分别为
N1=1.586kN
N2=6.768kN
N3=7.187kN
N4=1.586kN
方木按照三跨连续梁计算,方木的截面力学参数为
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W = 5.00×10.00×10.00/6 = 83.33cm3;
I = 5.00×10.00×10.00×10.00/12 = 416.67cm4;
方木强度计算
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,计算公式如下:
均布荷载 q = 6.768/0.800=8.459kN/m
最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1×8.46×0.80×0.80=0.541kN.m
截面应力 =0.541×106/83333.3=6.50N/mm2
方木的计算强度小于13.0N/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]
其中最大剪力 Q=0.6×0.800×8.459=4.061kN
截面抗剪强度计算值 T=3×4061/(2×50×100)=1.218N/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
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
最大变形 v =0.677×7.050×800.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.494mm
方木的最大挠度小于800.0/250,满足要求!
3.支撑钢管的强度计算:
支撑钢管按照连续梁的计算如下
计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
经过连续梁的计算得到
支座反力 RA = RB=0.40kN 中间支座最大反力Rmax=9.96kN
最大弯矩 Mmax=0.261kN.
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