《凤凰大厦工程》框架工程模板设计.docx

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《凤凰大厦工程》框架工程模板设计

《凤凰大厦》框架工程模板设计

1计算依据：

《砼结构工程施工及验收规范》（GB50204－92）

2基本假设：

2.1支模方法：

2.1.1柱、墙、矩形梁、矩形板支模均采用组合钢模板，Φ48×3.5钢支撑，柱、墙均加设δ=1.2mm钢板拉条。

2.1.2弧形梁底模、侧模采用1.8cm厚的白松木板，梁底小楞、侧模立楞采用Φ48×3.5钢管，侧面横楞采用10×10白松木方。

2.1.3异形板平板模采用1.5cm厚的柳安胶合板，小楞采用6×9白松木方，大楞采用Φ48×3.5钢管。

2.2材料特性：

2.2.1δ=1.5cm厚柳安胶合板：

弹性模量E=3.5×103N／mm2

静弯曲强度fm=25N／mm2

1m宽胶合板的截面特性：

I=1000×153/12=2.8×105mm4

W=1000×152/6=3.75×104mm3

2.2.2δ=1.8cm厚白松木板：

fm=13N/mm2，E=9000N/mm2

200mm宽木板的截面特性：

I=200×183/12=9.72×104mm4

W=200×182/6=1.08×104mm3

2.2.36×9白松木方：

fm=13N/mm2，E=9000N/mm2

截面特性：

I=60×903/12=3.65×106mm4

W=60×902/6=8.10×104mm3

2.2.410×10白松木方：

fm=13N/mm2，E=9000N/mm2

截面特性：

I=100×1003/12=8.33×106mm4

W=100×1002/6=1.67×105mm3

2.2.5钢模板：

δ=2.3mm厚300mm宽：

W=5.86cm3，I=26.39cm4，E=2.1×105N/mm2

δ=2.3mm厚200mm宽：

W=3.65cm3，I=16.62cm4，E=2.1×105N/mm2。

2.2.6Φ48×3.5钢管：

I=12.19×104mm4，W=5.08×103mm3，E=2.1×105N/mm2。

2.3砼的重力密度γc=24KN/m3，砼的入模温度为15℃，浇筑速度2m/s，砼的坍落度为50～90mm。

2.4砼的浇筑高度：

梁的浇筑高度=梁高；柱、墙的浇筑高度为2.9m。

2.5浇筑砼时不掺加具有缓凝作用的外加剂。

2.6选用0.5m3的料斗向模板内供料。

3梁支模计算

3.1弧形梁

以KL-20为例，截面为350×750mm。

支模详见《凤凰大厦框架工程施工技术方案》中附图。

3.1.1底模荷载计算

3.1.1.1荷载标准值：

（1）模板及支架自重：

0.5KN/m2

（2）新浇筑砼自重：

24KN/m3×0.75=18KN/m2

（3）钢筋自重：

1.5KN/m3×0.75=1.125KN/m2

（4）振捣砼时产生的荷载：

2.0KN/m2

3.1.1.2荷载设计值：

（1）计算强度的荷载组合：

1.2×（0.5+18+1.125）+1.4×2.0=26.35KN/m2

（2）计算刚度的荷载组合：

1.2×（0.5+18+1.125）=23.55KN/m2

3.1.2底模计算（δ=1.8cm厚白松木板）

3.1.2.1计算简图：

按四跨等跨连续梁考虑。

取梁宽350mm作为计算单元。

q计算强度时：

q1=26.35×0.35=9.22KN/m

计算刚度时：

q2=23.55×0.35=8.24KN/m

3.1.2.2强度计算：

由σ=M/W≤[f]

其中：

M=0.121q1L2

W=350×182/6=18900mm3

[f]=13N/mm2

得：

L=（13×18900/0.121×9.22）1/2=469mm

3.1.2.3挠度计算：

由ω=0.967×q2L4/100EI≤[ω]

其中：

I=350×183/12=1.7×105mm4

E=9000N/mm2

[ω]=L/250

得：

L=425mm取L=400mm

经计算：

梁底模小楞@400mm时，梁底木模即能满足强度和刚度要求。

3.1.3梁底小楞验算：

（Ф48×3.5钢管）

3.1.3.1计算简图：

按简支梁考虑。

计算强度时：

q1=26.35×0.4=10.54（KN/m）

计算刚度时：

q2=23.55×0.4=9.42（KN/m）

118350118

586

3.1.3.2强度验算

由σ=M/W≤[f]

其中：

M=q1cb[d+（cb/2L）]/L

c=350b=118+350/2=293d=118L=586

M=10.54×350×293×[118+（350×293/2×586）]/586

=379045

W=5080mm3

[f]=215N/mm2

得：

M/W=379045/5080=74.61<[f]=215N/mm2

满足要求。

3.1.3.3挠度计算：

由ω=q2cb（3L2-4b2-c2）/48EI+q2（L-2d）4/384EI

其中：

I=12.19×104mm4

E=2.1×105N/mm2

[ω]=L/250

∴ω=9.42×350×293×（3×5862-4×2932-3502）/（48×2.1×105

×12.19×104）+9.42×（586-2×118）4/（384×2.1×105×12.19×104）

=0.45<[ω]=L/250=2.34

满足要求。

3.1.4梁侧模荷载计算

3.1.4.1荷载标准值

（1）振捣砼时产生的荷载：

4.0KN/m2

（2）新浇筑砼对模板的侧压力：

F1=0.22γct0β1β2υ1/2

=0.22×24×[200/（15+15）]×1.0×1.0×21/2

=49.78KN/m2

F2=γcH=24×0.63=15.12KN/m2

取两者间小值，即F2=15.12KN/m2。

3.1.4.2荷载设计值：

（1）计算强度的荷载组合：

1.4×4.0+1.2×15.12=23.74KN/m2

（2）计算刚度的荷载组合：

1.2×15.12=18.14KN/m2

3.1.5侧模计算（δ=1.8cm厚白松木板）

3.1.5.1计算简图：

按简支梁考虑。

取200mm板宽作为计算单元。

q计算强度时：

q1=23.74×0.2=4.75KN/m

430计算刚度时：

q2=18.14×0.2=3.63KN/m

3.1.5.2强度验算：

由σ=M/W≤[f]

其中：

M=0.125q1L2

W=10800mm3

[f]=13N/mm2

得：

M/W=0.125×4.75×4302/10800=10.17（N/mm2）<[f]

满足要求。

3.1.5.3挠度验算：

由ω=5q2L4/384EI≤[ω]

其中：

I=9.72×104mm4

E=9000N/mm2

[ω]=L/250=1.72

得：

ω=5×3.63×4304/384×9000×97200=1.85>[ω]

选L=400mm

ω=5×3.63×4004/384×9000×97200=1.38<[ω]=1.6

即：

铺设完板底模后，再铺梁侧模横楞，梁侧模能满足强度和刚度要求。

3.1.6梁侧横楞计算：

（10×10白松木方）

3.1.6.1计算简图：

按四跨等跨连续梁考虑。

q

计算强度时：

q1=23.74×0.2=4.75（KN/m）

计算刚度时：

q2=18.14×0.2=3.63（KN/m）

3.1.6.2强度计算：

由σ=M/W≤[f]

其中：

M=0.121q1L2

W=1.67×105mm3

[f]=13N/mm2

得：

L=（13×1.67×105/0.121×4.75）1/2=1944mm

3.1.6.3挠度计算：

由ω=0.967×q2L4/100EI≤[ω]

其中：

I=8.33×106mm4

E=9000N/mm2

[ω]=L/250

得：

L=2044mm取L=1900mm

经计算：

梁侧模立楞@1900mm时，梁侧横楞能满足强度和刚度要求。

3.1.7梁侧立楞验算（Φ48×3.5钢管）

3.1.7.1计算简图：

PP计算强度时：

P1=4.75×1.9=9.03KN

计算刚度时：

P2=3.63×1.9=6.90KN

6550065

630

3.1.7.2强度验算：

由σ=M/W≤[f]

其中：

M=9.03×103×65=586950N.mm

W=5080mm3

[f]=215N/mm2

得：

M/W=586950/5080=115<[f]

满足要求。

3.1.7.3挠度验算：

ω=P2×65×（3×6302-4×652）/24EI

=6.90×103×65×（3×6302-4×652）/（24×2.1×105×12.19×104）

=0.85≤[ω]=L/250=2.5mm

满足要求。

3.2矩形梁

以KL-20为例，截面为200×870mm。

支模详见《凤凰大厦框架工程施工技术方案》中附图。

3.2.1底模荷载计算

3.2.1.1荷载标准值：

（1）模板及支架自重：

0.75KN/m2

（2）新浇筑砼自重：

24KN/m3×0.87=20.88KN/m2

（3）钢筋自重：

1.5KN/m3×0.87=1.305KN/m2

（4）振捣砼时产生的荷载：

2.0KN/m2

3.2.1.2荷载设计值：

（3）计算强度的荷载组合：

[1.2×（0.75+20.88+1.305）+1.4×2.0]=25.77KN/m2

（4）计算刚度的荷载组合：

1.2×（0.5+18+1.125）×0.85=23.39KN/m2

3.2.2底模计算（200mm宽钢模板δ=2.5mm）

3.2.2.1计算简图：

按二跨等跨连续梁考虑。

取板宽200mm作为计算单元。

q计算强度时：

q1=25.77×0.2=5.154KN/m

计算刚度时：

q2=23.39×0.2=4.678KN/m

3.2.2.2强度计算：

由σ=M/W≤[f]

其中：

M=0.125q1L2

W=3.65×103mm3

[f]=215N/mm2

得：

L=（215×3.65×103/0.125×5.154）1/2=1103mm

3.2.2.3挠度计算：

由ω=0.521×q2L4/100EI≤[ω]

其中：

I=16.62×104mm4

E=2.1×105N/mm2

[ω]=L/250

得：

L=（100×2.1×105×16.62×104/250×0.521×4.678）1/3

=1789mm

取L=750mm

经计算：

梁底模小楞@750mm时，梁底钢模即能满足强度和刚度要求。

3.2.3梁底小楞验算：

（Ф48×3.5钢管）

3.2.3.1计算简图：

按简支梁考虑。

计算强度时：

q1=25.77×0.75=19.33（KN/m）

q计算刚度时：

q2=23.39×0.75=17.54（KN/m）

310

3.2.3.2强度验算

σ=M/W≤[f]

=0.125×19.33×L2/5080

=45.71N/mm2<[f]=215N/mm2

满足要求。

3.2.3.3挠度计算：

由ω=5q2L4/384EI

=5×17.54×3104/384×2.1×105×12.19×104mm4

=0.08<[ω]=L/250=1.24mm

满足要求。

3.2.4梁侧模荷载计算

3.2.4.1荷载标准值

（1）振捣砼时产生的荷载：

4.0KN/m2

（2）新浇筑砼对模板的侧压力：

F1=0.22γct0β1β2υ1/2

=0.22×24×[200/（15+15）]×1.0×1.0×21/2

=49.78KN/m2

F2=γcH=24×0.75=18KN/m2

取两者间小值，即F2=18KN/m2。

3.2.4.2荷载设计值：

（1）计算强度的荷载组合：

（1.4×4.0+1.2×18）×0.85=23.12KN/m2

（2）计算刚度的荷载组合：

1.2×18×0.85=18.36KN/m2

3.2.5侧模计算（δ=2.5mm、300mm宽钢模板）

3.2.5.1计算简图：

按二跨等跨连续梁考虑。

取300mm板宽作为计算单元。

q计算强度时：

q1=23.12×0.3=6.936KN/m

LL计算刚度时：

q2=18.36×0.3=5.508KN/m

3.2.5.2强度验算：

由σ=M/W≤[f]

M/W=0.125×q1×L2/5860≤[f]=215N/mm2

得：

L=1205mm

3.2.5.3挠度验算：

由ω=0.521q2L4/100EI≤[ω]=L/250

0.521×5.508×L4/100×2.1×105×26.39×104=L/250

得：

L=1977mm

即：

梁侧模立楞@1200mm时，梁侧模能满足强度和刚度要求。

3.2.6梁侧立楞验算（Φ48×3.5钢管）

3.1.7.1计算简图：

按简支梁考虑。

q计算强度时：

q1=23.12×1.2=27.74KN/mm

计算刚度时：

q2=18.36×1.2=22.03KN/mm

750

3.2.7.2强度验算：

由σ=M/W≤[f]

其中：

M=0.125×27.74×7502=1.95×106N.mm

W=5080mm3

[f]=215N/mm2

得：

M/W=1.95×106/5080=383>[f]

不满足要求。

立楞@取500mm，q1=23.12×0.5=11.56KN/m

q2=18.36×0.5=9.18KN/m

则σ=M/W=0.125×11.56×7502/5080=160<[f]

满足要求。

3.2.7.3挠度验算：

ω=5q2L4/384EI

=5×9.18×7504/（384×2.1×105×12.19×104）

=1.47≤[ω]=L/250=2.5mm

满足要求。

4板支模计算

4.1异形板

支模详见《凤凰大厦框架工程施工技术方案》中附图。

4.1.1荷载计算

4.1.1.1荷载标准值：

（1）模板及支架自重：

0.5KN/m2

（2）新浇筑砼自重：

24KN/m3×0.12=2.88KN/m2

（3）钢筋自重：

1.5KN/m3×0.12=0.132KN/m2

（4）施工人员及设备荷载：

2.5KN/m2

4.1.1.2荷载设计值：

（1）计算强度的荷载组合：

1.2×（0.5+2.88+0.132）+1.4×2.5=7.71KN/m2

（2）计算刚度的荷载组合：

1.2×（0.5+2.88+0.132）=6.29KN/m2

4.1.2底模计算（δ=1.5cm厚胶合板）

4.1.2.1计算简图：

按三跨等跨连续梁考虑。

取1m宽板带作为计算单元。

Q计算强度时：

q1=7.71×1=7.71KN/m

计算刚度时：

q2=6.29×1=6.29KN/m

4.1.2.2强度计算：

由σ=M/W≤[f]

其中：

M=0.177q1L2

W=3.75×104mm3

[f]=25N/mm2

得：

L=（25×3.75×104/0.177×7.71）1/2=828mm

4.1.2.3挠度计算：

由ω=0.677×q2L4/100EI≤[ω]

其中：

I=2.8×105mm4

E=35×103N/mm2

[ω]=L/250

得：

L=[100×35×103×2.8×105/（250×0.677×6.29）]1/3

=973

取L=800mm

经计算：

板底小楞@800mm时，板底木模能满足强度和刚度要求。

4.1.3板底小楞计算：

（6×9木方）

4.1.3.1计算简图：

按三跨等跨连续梁考虑。

q计算强度时：

q1=7.71×0.8=6.168KN/m

计算刚度时：

q2=6.29×0.8=5.032KN/m

4.1.3.2强度计算

由σ=M/W≤[f]

其中M=0.177q1L2

W=8.10×104mm3

[f]=13N/mm2

得：

L=[13×8.10×104/（0.177×6.168）]1/2

=982mm

4.1.3.3挠度计算：

由ω=0.677q2L4/100EI

其中：

I=3.65×106mm4

E=9000N/mm2

[ω]=L/250

得：

L=[100×9000×3.65×106/（250×0.677×5.032）]1/3

=1568

经计算，板底大楞@取900mm，小楞强度和刚底均能满足要求。

4.1.4大楞计算：

（Φ48×3.5钢管）

4.1.4.1计算简图：

按四跨等跨连续梁计算。

取最不利荷载，即小楞荷载均作用于大楞跨中。

PPPP计算强度时：

P1=6.168×0.9=5.55KN

计算刚度时：

P2=5.032×0.9=4.53KN

LLLL

4.1.4.2强度计算

由σ=M/W≤[f]

其中M=0.210P1L

W=5.08×104mm3

[f]=215N/mm2

得：

L=215×5.08×104/（0.210×5.55）

=937mm

4.1.3.3挠度计算：

由ω=1.581P2L3/100EI

其中：

I=12.19×104mm4

E=2.1×105N/mm2

[ω]=L/250

1.581×4.53×103×l3/100×2.1×105×12.19×104=L/250

得：

L=1196mm，取L=900mm

经计算，当板支撑@900mm时，大楞强度和刚度均能满足要求。

4.2矩形板

支模详见《凤凰大厦框架工程施工技术方案》中附图。

4.2.1荷载计算

4.2.1.1荷载标准值：

（1）模板及支架自重：

0.75KN/m2

（2）新浇筑砼自重：

24KN/m3×0.12=2.88KN/m2

（3）钢筋自重：

1.5KN/m3×0.12=0.132KN/m2

（4）施工人员及设备荷载：

2.5KN/m2

4.2.1.2荷载设计值：

（1）计算强度的荷载组合：

[1.2×（0.75+2.88+0.132）+1.4×2.5]×0.85=6.81KN/m2

（2）计算刚度的荷载组合：

1.2×（0.75+2.88+0.132）×0.85=3.84KN/m2

4.2.2底模计算（δ=2.5mm厚300mm宽钢模板）

4.2.2.1计算简图：

按二跨等跨连续梁考虑。

取300mm宽板带作为计算单元。

q计算强度时：

q1=6.81×0.3=2.04KN/m

计算刚度时：

q2=3.84×0.3=1.15KN/m

4.2.2.2强度计算：

由σ=M/W≤[f]

其中：

M=0.125q1L2

W=5.86×103mm3

[f]=215N/mm2

得：

L=[215×5.86×103/（0.125×2.04）]1/2=2223mm

4.2.2.3挠度计算：

由ω=0.677×q2L4/100EI≤[ω]

其中：

I=26.39×104mm4

E=2.1×105N/mm2

[ω]=L/250

得：

L=[100×2.1×105×26.39×104/（250×0.677×1.15）]1/3

=3053mm，取L=1500mm

经计算：

板底楞@1500mm时，板底钢模即能满足强度和刚度要求。

4.2.3板底楞计算：

（Φ48×3.5钢管）

4.2.3.1计算简图：

按三跨等跨连续梁考虑。

q计算强度时：

q1=6.81×1.5=10.22KN/m

计算刚度时：

q2=3.84×1.5=5.76KN/m

4.2.3.2强度验算

由σ=M/W≤[f]

=0.177q1L2/5.08×103

得：

L=[215×5.08×103/（0.177×10.22）]1/2

=777mm

4.2.3.3挠度计算：

由ω=0.677q2L4/100EI

其中：

I=12.19×104mm4

E=2.1×105N/mm2

[ω]=L/250

得：

L=[100×2.1×105×12.19×104/（250×0.677×5.76）]1/3

=1380

经计算，板底支撑@取700mm，小楞强度和刚底均能满足要求。

若板底楞@取750mm，则同理可得，楞下支撑@为1000mm。

5柱支模计算

以850×850mm截面柱为例。

支模详见《凤凰大厦框架工程施工技术方案》中附图。

5.1荷载计算

5.1.1荷载标准值：

（1）新浇筑砼对模板的侧压力：

F1=0.22γct0β1β2υ1/2

=0.22×24×[200/（15+15）]×1.0×1.0×21/2

=49.78KN/m2

F2=γcH=24×2.9=69.6KN/m2

取两者间小值，即F2=49.78KN/m2。

（2）倾倒砼时产生的荷载：

4KN/m2

5.1.2荷载设计值：

（1）计算强度的荷载组合：

（1.2×49.78+1.4×4）×0.85=55.54KN/m2

（2）计算刚度的荷载组合：

1.2×49.78×0.85=50.78KN/m2

5.2因柱子截面较大，需设置δ=1.2mm、40mm宽的钢板拉条。

水平@425mm，垂直@600mm。

则钢板拉条承受的砼侧压力为：

N/A≤f

N=Af=（40-13）×1.2×215=6966N=6.97KN

简化成平米荷载F：

F=6.97/（0.425×0.6）=27.33KN/m2

则柱箍承受的砼侧压力为：

①强度：

55.54-27.33=28.21（KN/mm2）

②刚度：

50.78-27.33=23.45（KN/mm2）

5.3柱箍计算：

（Φ48×3.5钢管）

5.3.1计算简图：

按简支梁考虑。

q计算强度时：

q1=28.21LKN/m

850计算刚度时：

q2=23.45LKN/m

5.3.2按强度计算柱箍间距L：

σ1=M/W=q1×8502/8W=28.21L×8502/8W

σ2=N/A=q1×850/2A=23.45L×850/2A

由σ1+σ2≤[f]

得：

28.21L×8502/8W+28.21L×850/2A=215

28.21L×8502/（8×5080）+23.45L×850/（2×489）=215

L=408mm

5.3.3按挠度计算柱箍间距

ω=5q2×8504/384EI=[ω]=850/250=3.4mm

=5×23.45L×8504/384×2.1×105×12.19×104

得：

L=550mm

经验算，当钢板拉条水平@425mm、垂直@600mm时，柱箍@400即能满足强度和刚度要求。

6剪力墙支模计算

以墙厚250mm为例。

支模详见《凤凰大厦框架工程施工技术方案》中附图。

6.1荷载计算

6.1.1荷载标准值：

（1）新浇筑砼对模板的侧压力：

F1=0.22γct0β1β2υ1/2

=0.22×24×[200/（15+15）]×1.0×1.0×21/2

=49.78KN/m2

F2=γcH=24×2.9=69.6KN/m2

取两者间小值，即F2=49.78KN/m2。

（2）倾倒砼时产生的荷载：

4KN/m2

6.1.2荷载设计值：

（1）计算强度的荷载组合：

（1.2×49.78+1.4×4）×0.85=55.