框架剪力墙商品住宅楼铝合金模板专项施工方案

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框架剪力墙商品住宅楼铝合金模板专项施工方案

钢管屈服强度fy:235N/mm2;钢管抗拉/抗压/抗弯强度设计值f:215N/mm2;

钢管抗剪强度设计值fv:125N/mm2;钢管端面承压强度设计值fce:325N/mm2;

新浇筑砼自重标准值G2k:24kN/m3;

GB/T 37033.3-2018 信息安全技术 射频识别系统密码应用技术要求 第3部分:密钥管理技术要求钢筋自重标准值G3k:1.1kN/m3;

铝合金模板自重标准值G1k:0.25kN/m2;

施工人员及设备荷载标准值Q1k:

计算模板和直接支承模板的小梁时取2.5kN/m2;

计算支架立柱等支承结构构件时取1.0kN/m2;

容量小于0.2m³的运输器具

容量大于0.8m³的运输器具

注:作用范围在有效压头高度之内。

3.模板支撑系统受力分析

背楞以及对拉螺杆布置如下图所示,可根据实际情况调整:

此工程所涉及的铝合金模板板宽宽度规格有400、350、300、250、200、150、100、50,高度都为65mm,下表描述的是主要型材截面参数:

截面惯性矩Ix(mm4)

抗弯截面矩Wx(mm3)

本工程需进行以下内容的验算:

(1)梁、楼板处铝合金模板抗弯强度、挠度验算;

(2)梁、楼板处铝合金支撑体系强度、稳定性验算;

(3)梁处铝合金模板快拆后强度验算;

(4)墙、柱处铝合金模板抗弯强度、挠度验算;

(5)墙、柱处铝合金支模板销钉抗剪强度验算;

(6)墙、柱处铝合金模板背楞抗弯强度验算;

(7)墙、柱处铝合金支模板对拉螺杆抗拉强度验算。

1.梁、楼板处铝合金模板抗弯强度以及挠度验算

1.1结合本工程结构施工图,以及本司铝模板特点,选出梁尺寸200mm×500mm,跨度为1100mm最不利情况进行梁底处铝合金模板翼缘(边框)的抗弯强度以及挠度验算。

梁截面(b×h)为200×500mm,跨度为1100mm。模板及支架的强度验算时按简支受力计算,计算简图如下:

P=γ×S=0.9×[1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4∑NQiK]×b

——(结构重要性系数γ取值0.9(余同))

P=0.9×[1.2×(0.25+24×0.50+1.1×0.50)+0.9×1.4×(2.5+2)]×0.2

梁侧楼面板范围传递的荷载:

N2=0.9×[1.2×NGK+0.9×1.4×NQK]×b

=0.9×[1.2×(25.1×0.12+0.25)+0.9×1.4×(1+2)]×1.3=9.002KN

于是梁底模板翼缘所承受的荷载为P=1/2(N1+N2)=1/2(3.785+9.002)

梁底板处铝合金模板最大净跨度为1100mm,则翼缘跨中弯矩M为:

M=1×ql²/8=6.34×1.1²/8=0.959KN·m

下面分两种情况分别计算:

当梁底模板为200D1100时;

当梁底模板为200P1100时;

首先,考虑a类情况,按下图计算截面参数得截面抵抗矩:

Wx=7646.5mm3

σ1=M/W=0.959×10ˆ6/7646.5=125.4N/mm²<[f]=200N/mm2

其次,考虑b类情况,按下图计算截面参数得截面抵抗矩:

Wx=7347.6mm3

σ2=M/W=0.959×10ˆ6/7347.6=130.5N/mm²<[f]=200N/mm2

梁底铝合金模板挠度应满足:

q=(0.25+24×0.50+1.1×0.50)×0.20+(0.25+24×0.12+1.1×0.12)×1.3

qg=q/2=3.31N/mm

计算得:(此处仅验算惯性矩较小的b类情况)

v=5qgL4/384EIx=5×3.31×1100^4/(384×70000×344014)=2.62mm<2.75mm

注:铝合金模板弹性模量E取值为70000N/mm4(余同)

1.2楼板处铝合金模板抗弯强度以及挠度验算

针对本司铝模板的特点,以及本项目的需要,这里主要验算:

规格为P400,长度为1100mm的最不利情况,楼板厚度取120mm时楼面板底铝合金模板整体的抗弯强度以及挠度验算。

1)楼板模板规格为P400,长度为1100mm。模板及支架的强度验算时按简支受力计算,计算简图如下:

S=0.9×[1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4∑NQiK]

P=0.9×[1.2×(0.25+24×0.12+1.1×0.12)+0.9×1.4×(2.5+2)]

=8.62KN/m2………………①

楼板处铝合金模板最大支撑间距净跨度为1100mm,跨中弯矩为:

M=1×ql2/8=3.45×1.1²/8=0.52KN·m

其中,q为均布线荷载设计值;对于400mm标准板均布线荷载

q=8.62×0.4=3.45KN/m

σ=M/W=0.52×10^6/15791=33.04N/mm²<[f]=200N/mm²

楼面板铝合金模板挠度应满足:

qg=(0.25+24×0.12+1.1×0.12)×0.4=1.305N/mm

v=5qgL^4/384EIx=5×1.305×1100^4/(384×70000×828140)=0.43mm<2.75mm

1.3、楼面主龙骨强度及刚度验算

楼面主龙骨设置在两根立柱之间,其最大长度1000mm。主龙骨最大设置净间距同样也为1000mm。主龙骨抗弯截面系数W=23734mm³,转动惯量Ix=980688mm4

按1100mm跨度内简支梁计算标准模板受到的最大弯矩:

校核主龙骨强度时,均布载荷按①取值

P=8.62KN/m2

(b取主龙骨设置间距1100mm)

按1100mm跨度内简支梁计算标准模板受到的最大挠度,

计算模板刚度时,均布载荷取恒载作用下的标准值:

qg=(0.25+24×0.12+1.1×0.12)×1.1=3.589KN/m

1.4楼面主龙骨拉杆强度验算

楼面主龙骨之间通过龙骨栏杆相连接,其构造如下图所示:

主龙骨拉杆承受来自主龙骨传递来的外力,作用在拉杆上为剪应力。

主龙骨拉杆双面均安装,因此每根拉杆所受剪切力大小为:

主龙骨拉杆截面如下图所示:

校核主龙骨拉杆强度,则应满足

1.5楼面主龙骨销钉抗剪强度验算

模板销钉最大受力范围为1.1m(最大模板长度)×0.4m(最大模板宽度),模板销钉受此范围内荷载的剪力。销钉直径16.5mm,材质Q235,抗剪截面积A=200.96mm²,抗剪强度[fv]=125N/mm²,销钉抗剪应满足:

Fv=8.62×1.1×0.4/200.96=18.87N/mm²<[fv]=125N/mm²

2梁、楼板处铝合金支撑体系强度验算:

2.1梁处铝合金支撑体系强度验算

计算支撑荷载验算时按下图所示的受力区域计算:

在浇筑混凝土的过程中,工具式钢管立柱的支撑高度按为2800mm计算,其稳定性应考虑插管与套管之间因松动而产生的偏心,按最大偏心算e=60/2=30mm,按下列式子计算:

单支撑钢支柱的截面特征:

抗弯截面系数Wx(mm3)

梁截面为200500mm,跨度为1100mm时,

N1=0.9×[1.2×NGk+0.9×1.4×NQk]

=0.9×[1.2×(25.1×0.20×0.5+0.25×0.20)+0.9×1.4×(1+2)×0.20]×1.1=3.16KN

梁侧楼面板范围传递的荷载:

N2=0.9×[1.2×NGK+0.9×1.4×NQK]

=0.9×[1.2×(25.1×0.12+0.25)+0.9×1.4×(1+2)]×1.1×1.3=9.90KN

则支撑柱顶的最大压力:

N=N1+N2=3.16+9.90=13.06KN

=3.14^22.0610^5451.6/138.33^2=47.9KN

故梁截面为200500mm,跨度为1100mm时,支撑柱稳定性满足设计要求。

2.2楼板处铝合金支撑体系强度验算

取楼板模板规格为P400,长度为1100mm(楼板厚度取120mm)验算,其受荷面积可取1200mm1200mm。

则支撑柱顶的最大压力:

N=0.9[1.2NGK+1.4NQK]=0.9[1.2(25.10.12+0.25)+0.91.4(1+2)]1.22

=3.14^2×2.06×10^5×451.6/160.2^2=35.7KN

=141.6N/mm²<[f]=215N/mm²

2.3插销的抗剪承载力验算

插销的直径为φ12mm,插销孔径为φ16.5mm,则其截面面积为A=113.04

≥N=15.1KN(取最不利荷载验算。)

2.4插销处钢管薄壁端面承压承载力验算

其中=2dt=2×12×2.5=60mm²

=320×60=19.2KN≥N=15.1KN(取最不利荷载验算。)

3梁处铝合金模板快拆后强度验算

快拆后所有梁的支撑跨度按照1.2m计算,梁高越小其强度也越小。此处选择梁截面为200mm400mm进行强度验算。按下图所示进行简支计算:

快拆前,混凝土的强度要求达到C15,根据混凝土房屋结构设计手册,矩形截面梁弯矩配筋表,查的截面为200mm400mm,钢筋截面As=146mm²(按照最小配筋率0.2%计算得)的梁能够承担的弯矩为8.98KN.m(按照Ⅲ级钢筋计算),即快拆时强度能够满足设计要求。

4墙、柱处铝合金模板挠度验算

其中;砼的重力密度为:γc=24KN/m³

砼的浇筑速度:V=1.8m/h

新浇砼的初凝时间to=200/(T+15)=5h(T为砼浇筑的温度℃,取25℃);

外加剂影响修正系数;β1,不掺加外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2;

砼的坍落度影响修正系数:β2,坍落度取值为180mm,影响系数为1.15;

砼侧压力计算位置至新浇筑砼顶面的总高度:H=2.9m;

本工程计算取两者较小值

(Q2为倾倒砼时产生的水平荷载;0.9为结构重要性系数。)

4.1墙、柱处铝合金模板抗弯强度验算

墙处铝合金模板简支跨度0.8m(两道背楞之间的竖直距离),400mm标准模板均布线荷载:q=F×0.4m=19.60KN/m;0.8m跨度内最大弯矩:

M=1×ql2/8=19.60×0.8²/8=1.568KN·m

f=M/W=1.568KN·m/15791mm³=99.2N/mm2<[f]=200N/mm²

墙外最下端铝合金模板均布支持跨度0.25m(第一道背楞下侧),400mm标准模板均布线荷载:q=F×0.4m=19.60KN/m;0.25m跨度内最大弯矩:

M=1×ql2/2=19.60×0.25²/2=0.6KN·m

f=M/W=0.6KN.m/15791mm³=38.8N/mm2<[f]=200N/mm²

4.2墙处铝合金模板挠度验算

墙、柱处铝模板在上下两端背楞的支撑下可看做两端简支受力。首先校核在此跨度内的铝合金模板挠度应满足:

已知——恒荷载均布线荷载标准值;qg=F×0.4m=40.7×0.4=16.28KN/m(取400mm宽度的标准模板)

——铝合金弹性模量;E=70000N/mm²,

Ix——400mm模板截面惯性距;Ix=827347mm4

L——面板计算跨度;L=0.8m

[V]——容许挠度。计算跨度的1∕400,即:[V]=2mm

则有:v=5qgL4/384EIx=1.5≤[V]=800/400=2.0,挠度满足设计要求。

按照本公司背楞的布置原则,外墙结构标高往下0.15~0.5m位置会布置一道背楞,而上部受力最小,因此此处不再进行验算。

5墙、柱处铝合金支模板销钉抗剪强度验算

模板销钉最大受力范围为0.4m(最大模板宽度)×0.6m(模板销钉间距,考虑销钉震动松掉或漏掉的情况,取两倍的模板销钉间距),模板销钉受此范围内荷载的剪力。销钉直径16mm,材质Q235,抗剪截面积A=200.96mm²,抗剪强度[fv]=125N/mm²,销钉抗剪应满足:

Fv=48.99×0.4×0.6/200.96=58.5N/mm²<[fv]=125N/mm²

6墙、柱处铝合金模板背楞抗弯强度验算

6.1墙处铝合金模板将混凝土侧压力传递给背楞,背楞通过对拉螺杆连接,可将背楞看做跨度0.8m的简支受力,校核此时背楞的抗弯强度。背楞由两根60×40×2.5的矩形管制作,其截面如下图所示:

其抗弯截面系数W=15646mm3,Ix=469400mm4背楞上等效线荷载:q=48.99KN/m2×0.8=39.2KN/m;0.8m跨度内最大弯矩:

M=ql12/8=1/8×39.2×0.82=3.136KN·m

σ=M/W=3.136KN.m/15646mm3=200.0N/mm2<(f)=215N/mm2,

qg=40.7×0.8=32.56KN/m

v=5qgL4/384EIx=1.795mm<(v)=800/250=3.2mm

(注:弹性模量E=206000N/mm²)

黄山市屯溪新安大桥施工组织设计方案7墙、柱处铝合金支模板对拉螺杆抗拉强度验算

1)墙处对拉螺杆强度计算

本工程对拉螺杆承载0.8m×0.8m范围内的集中荷载:

项目施工节点优化手册(土建篇、安装篇),完整版可下载.pdfP=48.99KN/m2×0.8²=31.35KN

则对拉螺杆抗拉应力有:

F=P/A=31.35KN/189mm2=165.9N/mm2<(f)=215N/mm2满足设计要求。

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