探讨高层建筑施工中的模板施工及设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除探讨高层建筑施工中的模板施工及设计摘要 结合湖滨新城正在实施的商务大厦及城市展览馆工程，通过论证高层建筑施工中模板设计，由此说明在高层建筑施工过程中，重视模板施工设计、验算是现浇砼施工过程中施工安全的重要保障。 一、工程概况宿迁市湖滨新城商务大厦及城市展览馆工程位于湖滨新城管委会东侧，本工程地上二十六层、地下二层的高层建筑，地上建筑面积为33021m2，地下建筑面积为12941m2，建筑总高度为 99.9米，0.000相当于黄海标高+36.00m，室内外高差0.60m；本工程建成后是宿迁市湖滨新城开发区的门户标志建筑。土建总预算价约1.5亿元（人民币）。为确保大体积现浇砼的施工安全,通过论证采用钢管脚手架搭设满堂红支撑排架平台,供现浇砼施工铺设模板,保证现浇砼施工过程的安全,由此说明在建筑工程施工过程中,重视技术措施为安全生产起到了重要的作用。二、 模板设计、 根据工程结构形式和特点及现场施工条件进行模板设计，确定模板平面布置、纵横龙骨规格、排列尺寸和穿墙螺栓的位置；确定支撑系统形式、间距和布置。、 根据规范验算龙骨和支撑系统的强度、刚度和稳定性。绘制全套摸板设计图，包括：模板平面布置图、立面图、组装图、节点大样图、零件加工图、材料表等。、 模板数量应在模板设计时结合流水段划分，进行综合研究，合理确定模板的配制数量。1、墙体模板施工及设计（1）、墙体模板的施工工程地下室结构外墙为现浇混凝土墙板，所有墙板模板全部采用木模板体系，支撑体系按施工验收规范对模板进行设计及强度、刚度验算。墙底模处须用水泥砂浆找平，找平厚度根据楼层高度模板模数而定，以保证墙模板垂直度，上下平整度及防止漏浆。按放线位置钉好压脚板，然后进行模板的拼装；边安装边插入穿墙螺栓和套管。固定在模板上预埋件和预留洞，均不得遗漏，安装牢固，位置准确。有门洞口的墙体，宜先安好一侧模板，待弹好门洞口位置线后再安另一侧模板，且在安装另一侧模板之前，应清扫墙内杂物。根据模板设计要求安装墙模的拉杆或斜撑。一般内墙可在两侧加斜撑，若为外墙时，应在内侧同时安装拉杆和斜撑，且边安装边校正其平整度和垂直度。模板安装完毕。应检查一遍扣件、螺栓、顶撑是否牢固，模板拼缝以及底边是否严密特别是门窗洞边的模板支撑是否牢固。（2）墙体模板刚度的验算：A、计算作用在墙模板上的混凝土侧压力由已知条件混凝土浇筑速度V=1.5m/h，混凝土温度T=25C，外加剂影响修正系数1=1。坍落度影响修正系数2=1，t0=200/(T+15)=200/(25+15)=5F=0.22ct012V1/2 =0.22245111.51/2=32.3(KN/m2)检验：F=cH=244=96(KN/m2)按施工规范规定取最小值，则侧压力荷载标准值为F=32.3KN/m2作承载力验算时，设计荷载值既应考虑永久荷载，即新浇筑混凝土侧压力，其荷载分项系数=1.2；还应考虑可变荷载，即倾倒混凝土时生的荷载，其荷载分项系数=1.4。又因面板为木胶合板，内楞为木楞，模板设计荷载值可乘以0.9予以折减，则F1=32.31.20.9=34.9(KN/m2)有效压头h=34.9/24=1.45(m) 倾倒混凝土时生的荷载标准值取2KN/m2，设计值为F2=1.42=2.8KN/m2B、计算内竖楞间距 l1混凝土侧压力均匀作新浇混凝用在胶合板面板上，单位宽度的面板可以视为梁，内竖楞即为梁的支点。按三跨连续梁考虑，梁宽取200mm。因F2仅作用在有效压头高度1.45m范围内可略去不计，作用在连续梁上的线荷载：q=34.90.2=6.98(KN/m)按面板的抗弯承载力要求：l1=682(mm)楼面板的刚度要求，最大变形值取为内楞间距的l/250，q=34.90.2=6.98(KN/m)，l1=320(mm)对比取小值，可取l1=300mm。C、计算外竖楞间距 l2计算简图按三跨连续梁考虑，梁上作均布侧压力荷载的受荷宽度即为内楞间距l1。作用在连续梁上的线荷载：q=34.90.3=10.47(KN/m)按内楞的抗弯承载力要求：l2=1154(mm)按内楞的刚度要求：l2=1283(mm)对比取小值，可取外楞间距l2=900mm。D、计算对拉螺栓间距 l3外楞为483.5双钢管，薄壁形钢件，设计荷载值不予折减，则F=32.31.2=38.76 (KN/m2)作用在梁上的线荷载：q=38.760.9=34.89 (KN/m)按外楞的抗弯承载力要求:l3=772(mm)按外楞的刚度要求:l3=947(mm)可选取对拉螺栓间距l3=400mm左右。E、选对拉螺栓规格由l2、l3，每个对拉螺拴承受混凝土侧压力的等效面积为l2l3。N=0.40.932.31.20.85=11.9(KN)选用由Q235钢制作的M14对拉螺栓，其净面积A=105mm2，则=N/A=11900/105=112(N/mm2)fbt=170(N/mm2)实际取对拉螺栓间距400mm。混凝土墙体模板组装示意图 2柱模板施工方案（1）凡与墙相连的柱与墙一起支模，但沿着柱的两个方向均需加设对拉螺栓，确保模板的稳固性。矩形柱子模板支垫方木肋间距为300mm，钢管箍夹固。钢管箍沿柱子高度每500mm设一道，当柱模截面边长大于700mm时，沿柱高每500mm(即钢管箍中部)在截面长宽方向拉2根14螺杆对拉，为防止柱子模板根部在浇筑混凝土时移位、胀模，在柱脚周围的混凝土楼板上插置钢筋头，作为柱脚模板支垫的固定锚点。柱子支模时注意留置与墙体的拉结筋。A、施工要点：安装时先在基础面上弹出纵横轴线和四周边线，设置固定模板用钢筋头，立柱 头板；对通排柱模板，先安装两端柱模，校正固定，拉通长线校正中间各柱模板柱模板宜加柱箍，用四支短钢管相互搭接，采用50100方木做立楞的柱模板，每隔500mm设一道柱箍；如方柱尺寸大于700700时，在柱箍部位增加方柱的对拉螺栓；为便于拆模，柱模板与梁模板连接时，梁模宜缩短23mm，并锯成小斜面。柱模板图如下：（2）柱模板计算矩形柱截面尺寸800mm1000mm，柱高5m，砼浇筑高度3 m，浇筑速V=3 m/ h，浇筑气温T=25。1、柱模受到砼侧压力：F=0.22251=38.8KN/F=253=75KN/m2取较小值，F=38.8KN/。倾倒混凝土的水平荷载值4 KN/，分别取分项系数1.2和1.4。则设计荷载值：q =38.81.2+41.4=52.2KN/2、柱箍间距的计算侧压力的线布荷载q=52.2KN/m0.15=7.83KN/柱箍间距S=678mm根据上述计算结果，柱箍间距S=600mm678mm，满足要求。3、柱箍截面计算柱箍受到线布荷载q=52.20.6=31.3KN/m暂设长边2根拉杆，两边悬臂200，则需要截面抵抗矩：由： W=（a24 a2） 设： W=(d24 a2) = (600242002)=60192mm3柱箍短边需要的截面抵抗矩：由：W=(2Lc) 设：W=（2Lc） =(21000800） =288923 mm3故：柱箍长边选用80mm80mm(bh)截面w=85333mm3柱箍短边选用120mm120mm(bh)截面W=288000mm3均满足安全要求。长边柱箍用2根拉杆螺栓固定，每根螺栓受到拉力：N=ql=31.31=15.65KN螺栓需要净截面积： A0=92.0mm2故：选用14mm螺栓A0=105 mm2 4、模板计算柱模板受到线布荷截. q1=52.20.60.15=4.7KN/m按强度要求模板厚度：由公式： h=得： h= =25.33梁板模板施工及设计 （1）梁板模板施工梁、顶板模板支模时，其下采用48钢管排架作支撑，支柱间距800mm1000mm，顶板用400mm600mm间距的木搁栅支承，搁栅支承在墙板侧模的木方上。梁跨大于8m(轴线间距)的梁，再支模时，按L/400(L为跨度)要求起拱。梁高大于800mm时，在梁2/3高度位置设12间距1000mm的对拉螺杆。梁板模为满堂钢管支撑，支撑立杆间距8001000mm，梁侧立杆间距600800mm，当梁高度大于800mm时，在梁2/3高度位置设12间距1000mm的对拉螺杆，梁板下方木间距：梁150mm、板为400mm。梁跨大于4000mm的梁底模中部起拱13。模板的质量要求应符合GB502042002的规定。梁板模板如图所示：（2）梁的模板计算 该工程砼梁均多矩型梁，一般截面尺寸为600250mm,模板底楞木和顶撑间距为0.85m,侧模立档间距500mm。木材为松木，fc=10N/mm2,fv=1.4N/mm2,fm=13N/mm2,E=9.5103N/mm2,混凝土的重力密度Yc=25KN/m3,经计算确定梁的底模板，侧模板。（1） 底模板：强度验算底板承受标准荷载：底板自重力：0.30.25=0.075KN/m混凝土自重力：2.50.250.6=3.75 KN/m钢筋自重力：1.50.250.6=0.225 KN/m振捣砼荷载：2.00.251=0.5 KN/m总竖向设计荷载： q=(0.075+3.75+0.225)1.2+0.51.4=5.56 KN/m梁的中间考虑设一接头，按四跨连续梁计算，按最不利荷载布置，查设 =0.121 =0.62 =0.967= =0.1215.560.852=0.49 KN/m需要截面抵抗矩:Wn=37692mm2选用底模板厚度为：25035mm,Wn=51041mm2剪应力计算： 剪应力： 故：满足要求。刚度计算： 刚度计算按标准荷载，同时不考虑振动荷载，所以， 由公式：WA=得： WA=2.4mm=2.13mm比较接近，基本满足要求。（2）侧模板的计算侧压力的计算：已知：T=30 V=2m/h 则：取二者较小值：15KN/m2强度计算：立档间距为500，按四跨梁连续梁计算，混凝土倾倒时产生的水平荷载为4KN/，作用在模板上下边沿处的侧压力相差不大，可近似取其相等，所以：弯矩系数与模板底板相同 = =需要： 选用模板厚度截面抵抗弯矩： OK可满足要求。剪力计算剪力：剪应力： 可满足要求。挠度计算 挠度计算不考虑振动荷载，其标准荷载为： 挠度： 故：符合要求。3楼板模板验算.1、荷载计算楼板标准荷载为：楼板模板自重力：0.33KN/m2楼板混凝土自重力：250.2=5.0KN/m2楼板钢筋自重力：1.10.2=0.22KN/m2施工人员及设备（均布荷载）2.5KN/m2施工人员及设备（集中荷载）2.5 KN/m2永久荷载分项系数取：1.2；可变荷载分项系数取：1.4；由于模板及支架中不确定的因素较多，荷载值难以准确。则设计均布获荷载分别为：q1=(0.33+5.0+0.22)1.2+2.51.40.3=3.048KN/mq2=(0.33+5.0+0.22)1.20.3=1.998KN/mq3= (0.33+5.0+0.22)0.3=1.665KN/m设集中荷载为 P=2.51.4=3.5KN2 、强度计算当施工荷载按均布作用时，已知n=0.5q1C 375 A 750 E B 375 D 支座弯矩MA=3.0480.3752 =0.214KNm跨中弯矩MB=（14n2） = 3.0480.75214(0.5)2 =0当施工荷载集中作用于跨中时 P q 2 C A E B D 375 750 375支座弯矩MA=1.9980.3752 =0.14KNm跨中弯矩 ME=+=1.9980.375214(0.5)2 + =0.656KNm比较以上弯矩值，其中以施工荷载集中作用于跨中时的ME值为最大，故以此弯矩值进行截面强度验算。由公式：Q=f设: QE= =112N/mm2215N/ mm2 满足要求，3、刚度验算. q 3 C A B D 375 750 375端部挠度Wc=(1+6n2+3n3) =1+6(0.5)2+3(0.5)3=0.173mm=1.875mm 跨中挠度WB=(524n2) = =0.025mm1.875mm 故： 刚满足要求。4楼板模板，支承钢楞的计算。1、荷载计算：钢楞承受楼板标准的荷载与楼板相同，则钢楞承受布荷载为：q1=(0.33+5.0+0.22)1.2+2.51.40.75=7.62KN /mq2=(0.33+5.0+0.22)1.20.75=4.995KN/mq3=(0.33+5.0+0.22)4.163KN/m集中荷载 p=2.51.4=3.5KN2、强度计算： 当n=当施工荷载均布作用时：支座弯矩 MA= =0.343KNm 跨中弯矩 M B=(14n2)=7.62(1.0)214(0.3)2=0.610KNm当施工荷载集中作用于跨中时： 支座弯矩 MA=4.995（0.3）2 =0.224KNm 跨中弯矩 M B= (14n2)+=4.9951 214(0.3)2+=1.275KNm比较以上弯矩值，其中以施工荷载集中作用于跨中时ME值为最大 QE=31.8N/mm2215N/mm2 故：强度满足要求。 3、刚度计算。 端部挠度