层办公楼模板设计方案样本.doc

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山西省新店劳教所备勤楼
模 板 设 计

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编 制:

山西第四建筑有限公司新店劳教所项目部
二O一一年10月

目 录
1 工程概况
2 主要构件模板设计
3 模板设计及验算
4 模板安装与拆除时的技术安全措施

1 工程概况
本工程为山西省太原新店劳教所备勤楼, 该工程位于太原市北郊, 新店劳教所在其管辖区的厂区公路之东, 监区大门东北。备勤楼总建筑面积4861.65㎡, 地上5层, 一层层高为3.9m, 二至五层层高为3.6m, 室内外高差为1.05m, 建筑总高度23.35m。
2 主要构件模板设计
承台、 框架柱、 楼板、 连梁、 剪力墙全部采用木胶板。
模板支撑体系采用钢管扣件架。
顶板支撑采用钢管脚手架, 立杆间距为1000mm, 步距为1500mm, 龙骨采用2根型号38mm×88mm方木并排支撑, 间距为1000mm, 次龙骨采用38×88方木支撑, 间距为200mm。
框架梁采用木胶板支设, 38mm×88mm方木做内龙骨, 底部间距为150mm, 小横杆采用φ48×3.5mm钢管, 间距为400mm, 大横杆采用φ48×3.5mm, 在梁底两边沿梁长支设。侧面采用38mm×88mm方木做内龙骨支撑, 间距为200mm, 主龙骨采用38mm×88mm钢管, 间距为400mm。梁底立杆间距为800mm。
框架柱采用木胶板支设, 38mm×88mm方木做龙骨, 竖向支撑, 间距为150mm, 柱箍采用两根φ48×3.5mm钢管, 水平方向支撑, 间距为500mm, 两侧用M16对拉螺栓加固。
剪力墙采用木胶板支设, 38mm×88mm方木做次龙骨, 水平方向支撑, 间距为150mm, 外龙骨采用2根φ48×3.5mm钢管并排竖向支撑, 间距为400mm。采用M16对拉螺栓加固, 水平间距为400mm。
承台采用木胶板支设, 38mm×88mm方木做次龙骨, 水平方向支撑, 间距为200mm, 竖向采用2根φ48×3.5mm钢管并排支撑。
3 模板设计及验算
3.1 顶板模板设计
3.1.1 顶板模板安装
顶板支撑采用扣件式钢管脚手架, 1—5层立杆间距1000㎜, 水平杆步距为1500㎜, 立杆上下均加可升降顶托。顶托上并排布置2根38㎜×88㎜作为主龙骨, 间距1000㎜, 主龙骨上布置38㎜×88㎜次龙骨, 间距200mm, 搭设计方法见下图:

竹胶板顶板模板支设图
3.1.2 承载力验算
( 1) 木胶板承载力验算
竹胶板厚度为15mm, 弯曲设计强度fm=13N/mm2, 弹性模量E=9000N/ mm4。
a 承载力计算
板宽取1m, 混凝土楼板厚130mm。

荷载标准值( kN/㎡)
荷载分项系数
设计荷载值( kN/m2)
模板自重
8×0.01
1.2
0.096
新浇混凝土自重
24×0.13
1.2
3.744
钢筋自重
1.1×0.13
1.2
0.1716
小计
3.343

4.0116
施工人员及设备荷载
2.5
1.4
3.5
合计

7.5116
1) 抗弯承载力验算:
q=7.5116×1×0.9=6.76kN／m
次龙骨间距为200mm, 按等跨多跨连续梁, 取四跨计算。
查表得: kM=-0.107、 kV=0.607、 kω=0.632。
M= kMql2=-0.107×6.76×0.22=-0.029kN·m=-0.029×106N·mm
W=bh2/6=1000×102/6=16667mm3
σm=M/W=1.73N/mm2＜fm=13N/mm2( 满足要求)
2) 挠度验算:
q'=3.343×1=3.343kN／m
I=bh3/12=1000×153/12=28.125×104mm4
ω= kωq/l4/100EI=( 0.632×3.343× ) /( 100×9000×28.125×104) =0.013mm＜[ω]= l/250=200/250=0.8mm( 满足要求) 。
b 次龙骨验算
主龙骨间距为1m, 能够近似考虑为三等跨连续梁。
模板传给次龙骨的力: 　　 　 7.5116×0.2=1.502kN／m
次龙骨自重: 7×0.088×0.035×1.2=0.028kN／m
　合计: 　　　　 　　　　　　　　　　　 1.528kN／m
q=1.528×0.9=1.3752kN／m
q'=( 3.343+0.028) ×0.2=0.6742kN／m
1) 抗弯承载力验算:
查表得: kM=-0.1、 kV=0.6、 kω=0.677。
M= kMql2=-0.1×1.3752×12=-0.138kN·m=-0.138×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=2.81N/mm2＜fm=13N/mm2( 满足要求)
2) 挠度验算:
I=bh3/12=38×883/12=2.16×106mm4
ω= kωq/l4/100EI=( 0.677×0.6742×10004) /( 100×9000×2.16×106) =0.23mm＜[ω]= l/500=1000/500=2mm( 满足要求) 。
c 主龙骨验算
支柱间距为1m, 能够近似考虑为三等跨连续梁。
次龙骨传给主龙骨的力可近似考虑为均布荷载:
q=｛7.5116 kN／m2×1m+( 0.028kN／m) /0.2｝×0.9=6.886 kN／m
q'=3.343 kN／m2×1m+( 0.028kN／m) /0.2=3.483 kN／m
1) 抗弯承载力验算:
查表得: kM=-0.1、 kV=0.6、 kω=0.677。
M= kMql2=-0.1×6.886×12=-0.689kN·m=-0.689×106N·mm
W=bh2/6=76×882/6=98091mm3
σm=M/W=7.02N/mm2＜fm=13N/mm2( 满足要求)
2) 挠度验算:
I=bh3/12=76×883/12=4.32×106mm4
ω= kωq/l4/100EI=( 0.677×3.483×10004) /( 100×9000×4.32×106) =0.61mm＜[ω]= l/500=1000/500=2mm( 满足要求) 。
d 钢管支柱验算:
横杆步距按1500mm验算。
支架荷载: N=6.886 kN／m×1m=6.886kN
查表得: Φ48×3.5钢管, i=15.8mm
立杆计算长度:
l0=KμH=1.155×1×1500=1732.5mm
λ= l0/i=1732.5/15.8=109.65
查表知: φ=0.516
σ=N/( φA) =6.886×103/( 0.516×489) =27.3 N/mm2＜fm=205N/mm2( 满足要求) 。
3.2 柱模板设计
3.2.1 柱模板安装
框架柱最大截面为600㎜×600㎜, 模板采用木胶板, 如下图:
柱 模 平 面 图

柱 模 立 面 图

3.2.2 承载力验算
( 1) 荷载计算
1) 新浇混凝土对模板的侧压力为:
F=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2
=0.22×24×4×1.2×1.15×41/2
=58.29 kN／m2
F= rcH=24×6.3=151.2 kN／m2
取较小值F=58.29 kN／m2
2) 倾倒混凝土时产生的水平荷载为4 kN／m2
3) 总侧压力为58.29 kN／m2×1.2+4 kN／m2×1.4=75.548kN／m2
( 2) 竹胶板承载力验算
1) 强度验算
取1m长竹胶板, 则
q=75.548×1×0.9=67.99kN／m
龙骨间距为150㎜, 按四等跨连续梁计算。
查表得kM=-0.107、 kV=0.607、 kω=0.632。
M= kMql2=-0.107×67.99×0.152=-0.14kN·m=-0.14×106N·mm
W=bh2/6=1500×102/6=25000mm3
σm=M/W=5.6N/mm2＜fm=13N/mm2( 满足要求)
2) 挠度验算:
q'=58.29×1=58.29kN／m
I=bh3/12=1500×103/12=12.5×104mm4
ω= kωq/l4/100EI=( 0.632×58.29×1504) /( 100×9000×12.5×104) =0.16mm＜[ω]= l/250=150/250=0.6mm( 满足要求) 。
( 3) 龙骨承载力验算
1) 强度验算
模板传给龙骨的力为
q=75.548×0.9×0.15=10.2kN／m
q'=58.29×0.15=8.74kN／m
柱箍间距为500㎜, 按四等跨连续梁计算。
查表得kM=-0.107、 kV=0.607、 kω=0.632。
M= kMql2=-0.107×10.2×0.52=-0.273kN·m=-0.273×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=5.57N/mm2＜fm=13N/mm2( 满足要求)
2) 挠度验算:
I=bh3/12=38×883/12=2.158×106mm4
ω= kωq/l4/100EI=( 0.632×8.74×5004) /( 100×9000×2.158×106) =0.20mm＜[ω]= l/500=500/500=1mm( 满足要求) 。
( 4) 柱箍承载力验算
1) 强度验算
龙骨传给柱箍的力为: q=75.548×0.9×0.5=34kN／m
则M=( ql2) /8=34×0.62/8=1.53 kN·m=1.53×106N·mm
柱箍采用2根Φ48×3.5钢管, 查表得W=5.08×103mm3
σm=M/W=1.53×106N·mm /( 5.08×103mm3×2) =150 N/mm2＜fm=205N/mm2( 不能满足要求)
2) 挠度验算
查表得i=2.06×105mm4
ω= 5q/l4/384EI=5×71.548×6004/384×2×14.81×104×2.06×105=1.979mm＜[ω]= l/250=600/250=2.4mm
( 3) 对拉螺栓承载力验算
柱箍传给对拉螺栓的力为:
F=0.9×75.548×0.5×0.6/2=20KN
M16对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 24.480KN
F<[N]( 满足要求) 。
3.3 梁模板承载力验算
3.3.1 梁模板支设方案
梁模板采用木胶板支设, 木龙骨和钢管支撑, 以300×700截面梁为例, 支设方法见下图:

3.3.2 梁模板承载力验算
( 1) 底模验算
1) 竹胶板承载力验算
a 强度验算
荷载计算如下表:

荷载标准值( kN/㎡)
荷载分项系数
设计荷载值( kN/m2)
模板自重
8×0.01
1.2
0.096
新浇混凝土自重
24×0. 7
1.2
20.16
钢筋自重
1.5×0.7
1.2
1.26
小计
17.93

21.516
振捣混凝土荷载
2
1.4
2.8
合计

24.316
底模下方木间距为150mm, 取1m长竹胶板计算, 则: q=24.316kN/㎡×1m×0.9= 21.88kN/m
则M=1/8 ql2=0.125×16.38×0.152=0.0615 kN·m=61.5×103N·mm
W=bh2/6=1500×102/6=25000mm3
σm=M/W=3.69N/mm2＜fm=15N/mm2( 满足要求)
b 挠度验算:
q'=17.93×1=17.93kN／m
I=bh3/12=1500×103/12=1.25×105mm4
ω= 5q/l4/384EI=( 5×17.93×1504) /( 384×9000×1.25×105) =0.11mm＜[ω]= l/250=150/250=0.6mm( 满足要求) 。
2) 龙骨验算
梁底模下横杆间距为400mm, 按等跨多跨连续梁, 取四跨计算。
查表得: kM=-0.107、 kV=0.607、 kω=0.632。
竹胶板传给龙骨的力为:
q=24.316 kN/㎡×0.15m×0.9= 3.282kN/m
q'=17.93×0.15=2.6895kN／m
a 强度验算
M= kMql2=-0.107×3.282×0.42=-0.056kN·m=-0.056×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=1.14N/mm2＜fm=13N/mm2( 满足要求)
b 挠度验算:
I=bh3/12=38×883/12=2.16×106mm4
ω= kωq/l4/100EI=( 0.632×2.6895×5004) /( 100×9000×2.16×106) =0.055mm＜[ω]= l/500=400/500=0.8mm( 满足要求) 。
3) 小横杆验算
a 强度验算
按集中荷载考虑: M=( 1/8) ×Pl( 2－b/l)
P=24.316 kN/㎡×0.3m×0.7m= 5.106kN
M=0.125×5.106kN×0.7×｛2-( 0.3/0.7) ｝=0.9637kN·m=0.9637×106N·mm
σm=M/W=0.9637×106N·mm /( 5.08×103mm3) =163.4N/mm2＜fm=205N/mm2( 能够满足要求)
b 挠度验算
P/=17.93kN/㎡×0.3m×0.7m= 3.7653kN
ω= P/l3/48EI=3.7653×103×7003/( 48×2.06×105×12.19×104) =1.60mm＜l/250=500/250=2mm( 满足要求) 。
4) 大横杆验算:
按连续梁计算, 小横杆传到大横杆上的集中荷载转化为均布荷载。
q=24.316×0.5+0.078=12.236KN/m
q/=17.93×0.5+0.078=9.043KN/m
a 强度验算
M=ql2/10=0.1×12.236×0.82=0.783KN·m=0.783×106N·mm
σm=M/W=0.783×106/5.08×103=154.134N/mm2<[fm]=205 N/mm2
b 挠度验算
ω= q/l4/150EI=0.98mm＜l/250=800/250=3.2mm( 满足要求)
5) 立杆验算
P =24.316 kN/㎡×0.3m×8m÷2= 2.92kN。
同时支撑梁与顶模的立杆强度验算:
σm=M/W=( 7.49+2.92) ×103/( 0.516×489) =50.33N/mm2＜fm=205N/mm2( 满足要求)
( 2) 侧模验算

荷载标准值( kN/㎡)
荷载分项系数
设计荷载值( kN/m2)
振捣混凝土荷载
4
1.4
5.6
新浇混凝土侧压力
24×0.7
1.2
20.16
合计

25.76
侧模板高400mm, 设5道龙骨, 间距为200mm。
1) 木胶板承载力验算
a 强度计算
侧模次龙骨间距为200mm, 按分布荷载下的多跨连续梁验算, 取4跨验算, 查表得: KM=-0.107, KW=0.632
取1m长竹胶板计算, 则:
q=25.76×1×0.9KN/m=23.184 KN/m
M=KMql2=-0.107×23.184×0.22=99.23×103N·mm
W=bh2/6=1500×102/6=25000mm3
σm=M/W=3.97 N/mm2＜fm=13 N/mm2(满足要求)
b 挠度验算:
q/=20.16×1=20.16KN/m
i=bh3/12=1000×153/12=2.813×105mm4
ω= Kwq/l4/100EI=0.632×20.16× /100×9000×2.813×105=0.08mm＜l/250=4mm(满足要求)
2) 次龙骨验算:
次龙骨间距为200mm, 则:
q=25.76×0.2×0.9KN/m=4.6368KN/m
q/=20.16×0.2 KN/m =4.032KN/m
a 强度计算
主龙骨间距为800mm, 按3跨连续梁计算, 查表得:
Km=-0.1, KV=0.6, KW=0.677
M=Kmql2=-0.1×4.6368×0.82KN·m=-0.297×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=6.1N/mm2<fm=13 N/mm2(满足要求)
b 挠度计算
i=bh3/12=38×883/12=2.158×106mm4
ω= Kwq/l4/100EI=0.677×4.032×8004/100×9000×2.158×106=0.58mm<l/500=800/500=1.6mm(满足要求)
3) 主龙骨验算:
按集中荷载验算:
a 强度验算
M=PL( 2－b/l) /8
P=25.76×0.4×0.7=7.2128KN
M=0.125×7.2128×0.7×( 2－0.4/0.8) =0.94KN·m=0.94×106N·mm
σm=M/W=185N/mm2<205N/mm2( 满足要求)
b 挠度验算
P/=20.16KN/m2×0.4×0.7=5.6448KN
ω= P/l3/48EI=1.61mm<l/250=400/250=1.6mm( 满足要求)
3.4 墙模板承载力验算
3.4.1 墙模板支设方案
墙模板采用15mm厚木胶板支设, 木龙骨和钢管支撑, 对拉螺栓加固。木龙骨间距为150mm, 钢管间距为400mm, 对拉螺栓水平间距为400mm。支设方法见下图:

剪力墙支模侧面图1

3.4.2 承载力计算
( 1) 荷载计算
新浇混凝土对模板的侧压力为:
1) 新浇混凝土对模板的侧压力为:
F=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2
=0.22×24×5.71×1.2×1×41/2
=72.4kN／m2
F= rcH=24×6.3=151.2 kN／m2
取较小值F=72.4 kN／m2
2) 振捣混凝土时产生的水平荷载为4 kN／m2
荷载计算如下表:

荷载标准值( kN/㎡)
荷载分项系数
设计荷载值( kN/m2)
振捣混凝土荷载
4
1.4
5.6
新浇混凝土侧压力
72.4
1.2
86.88
合计

92.94
( 2) 木胶板承载力验算
取1m长模板, 次龙骨间距为150mm, 按四跨连续梁计算, 查表得:
Km=-0.107, Kw=0.632
1) 强度验算
q=92.94×0.9=83.646KN/m
M=Kmql2=-0.107×83.646×0.152=-0.20×106N·mm
W=bh2/6=1000×152/6=23750mm3
σm=M/W=8.4N/mm2<13N/mm2( 满足要求)
2) 挠度验算
q/=86.88KN/m2×0.9=78.192KN
I=bh3/12=8.33×104mm2
ω= Kwq/l4/100EI=0.33mm<l/250=150/250=0.6mm.( 满足要求)
( 3) 次龙骨承载力验算
主龙骨间距为400mm, 按四跨连续梁验算, 查表得:
Km=-0.107, Kw=0.632
1) 强度验算
q=92.94×0.9×0.15=12.55KN/m
M=Kmql2=-0.107×12.55×0.42=-0.215×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045mm3
σm=M/W=4.38N/mm2<13N/mm2( 满足要求)
2) 挠度验算
q/=86.88KN/m2×0.9×0.15=11.7288KN/m
I=bh3/12=38×883/12=2.16×104mm2
ω= Kwq/l4/100EI=0.1mm<l/250=400/250=0.9mm.( 满足要求)
( 4) 主龙骨承载力验算
1) 强度验算
对拉螺栓间距为400mm, 按集中荷载下的多跨连续梁验算, 取四跨验算, 查表得:
Km=-0.286, Kw=1.764
次龙骨传给外龙骨的力为:
q=92.94×0.9×0.4=33.4584KN/m
集中力F=33.4584×0.15=5.02KN
M=FL=5.02×0.4=2KN·m=2×106N·mm
W=5.08×103×2=1.016×104mm3
σm=M/W=200N/mm2<205N/mm2( 满足要求)
2) 挠度验算
q/=86.88KN/m2×0.9×0.4=31.2768KN/m
F/=31.2678×0.15=4.69KN
查表得两根φ48钢管I=2×14.81×104=2.962×105mm2
ω= KwF/l3/100EI=0.08mm<l/250=400/250=0.9mm.( 满足要求)
( 5) 对拉螺栓验算
每个螺栓的拉力为N=83.232×0.4×0.4=13.32KN
M16对拉螺栓的最大允许拉力[N]=24KN
N<[N](满足要求)
3.5承台及地连梁模板验算
承台模板采用15mm厚木胶板支设, 木龙骨水平支撑和双钢管竖向支撑。木龙骨间距为 mm, 钢管间距为500mm。
( 1) 荷载计算
新浇混凝土对模板的侧压力为:
1) 新浇混凝土对模板的侧压力为:
F=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2
=0.22×24×5.71×1.2×1×41/2
=72.4kN／m2
F= rcH=24×1=24 kN／m2
取较小值F=24kN／m2
2) 振捣混凝土时产生的水平荷载为4 kN／m2
荷载计算如下表:

荷载标准值( kN/㎡)
荷载分项系数
设计荷载值( kN/m2)
振捣混凝土荷载
4
1.4
5.6
新浇混凝土侧压力
24
1.2
28.8
合计

34.4
( 2) 木胶板承载力验算
取1m长模板, 次龙骨间距为200mm, 按四跨连续梁验算, 查表得:
Km=-0.107, Kw=0.632
1) 强度验算
q=34.4×1×0.9=30.96KN/m
M=Kmql2=-0.107×30.96×0.22=-0.13×106N·mm
W=bh2/6=1000×152/6=23750mm3
σm=M/W=5.47N/mm2<13N/mm2( 满足要求)
2) 挠度验算
q/=24KN/m2×1=24KN/m
I=bh3/12=28.1×104mm2
ω= Kwq/l4/100EI=0.24mm<l/250=200/250=0.8mm.( 满足要求)
( 3) 次龙骨承载力验算
主龙骨间距为500mm, 按四跨连续梁验算, 查表得:
Km=-0.107, Kw=0.632
1) 强度验算
q=30.96×0.9×0.2=5.5728KN/m
M=Kmql2=-0.107×5.5728×0.52=-0.15×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045mm3
σm=M/W=3.06N/mm2<13N/mm2( 满足要求)
2) 挠度验算
q/=24KN/m2×0.2=4.8KN/m
I=bh3/12=38×883/12=2.16×104mm2
ω= Kwq/l4/100EI=0.1mm<l/500=500/500=1mm.( 满足要求)
( 4) 主龙骨承载力验算
次龙骨传递给主龙骨的荷载为:
q=34.4×0.9×0.5=15.48KN/m
q/=24×0.5=12KN/m
1) 强度验算
M=ql2/8=15.48×1/8=1.935×106N·mm
σm=M/W=190.5KN·mm<fm=205N/mm2(满足要求)
2) 挠度验算
ω=5q/l4/384EI=2.56mm<l/250=1000/250=4mm(满足要求)
4 模板安装与拆除时的技术安全措施
4.1 模板安装
4.1.1 安装现浇结构的上层模板及其支架时, 下层楼板应具有承受上层荷载的承载能力, 或加设支架; 上、 下层支架的立柱应对准, 并铺设垫板。上层砼未达到拆除强度时, 下层板支撑不得拆除。
4.1.2 跨度大于4m的现浇混凝土板的模应起拱, 起拱高度为跨度的1/1000~3/1000。
4.1.3 模板安装和浇筑混凝土时, 应对模板及其支架进行观察和维护。发生异常现象时应及时处理。
4.1.4 脚手架搭设完成后方可安装模板, 模板安装要严格按方案执行, 不得随意变动, 支顶必须牢固。
4.1.5 柱子模板安装后要及时沿横向和纵向加设水平支撑和垂直剪刀撑。
4.2 模板拆除
4.2.1 模板拆除前, 要试压混凝土同条件养护试块, 达到拆模要求强度后方可拆模。悬挑梁应在强度达到100%时方可拆除。梁板拆模后, 应在下部设立杆做临时支撑。模板拆除顺序应合理, 严格按先支后拆, 后支先拆。
4.2.2 工作前要检查所使用的工具是否牢固, 搬手等工具要用绳链系挂在身上, 工作时思想要集中, 防止钉子扎脚和从空中坠落。
4.2.3 遇六级以上大风时应停止作业, 有雨水时要先清扫施工现场, 不滑时再进行工作。
4.2.4 拆模时尽可能使用长撬杠, 严禁操作人员站在正拆除的模板上下。
4.2.5 已拆除的模板、 架杆等材料要及时运走或分类堆放, 以免操作人员扶空、 踏空而坠落, 楼板上的预留洞应在拆模后盖严并固定牢固。
4.2.6 拆模间歇时, 要将已松动的模板、 支撑等固定牢固, 以防突然掉落、 倒塌伤人。
4.2.7 严禁在同一垂直面上同时作业。模板拆除时要逐块拆除, 不得成片松动、 撬落或拉倒。
4.2.8 拆模时, 操作人员应站在安全地方, 防止自由落下的模板伤人, 现场操作人员必须戴安全帽, 高空作业人员, 必须系好安全带。