体育馆模板施工设计方案.docx

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体育馆模板施工设计方案

1．工程特点

xx体育馆位于xx市，由xx市体育局投资建设，xxx有限公司设计。

本工程主要为多功能体育馆（主馆）及体育训练场馆（附馆），其中主馆三层，层高分别为4.5m、4.2m、7.7m，建筑总高度27.72m,总建筑面积25404㎡。

附馆地下一层，地上二层，层高分别为4.2m、7.8m、3.9m，建筑总高度21.87m,总建筑面积7606㎡。

屋面均为网架结构。

本工程主体为框架结构，主馆基础采用梁板式筏形基础，附馆地下室部分基础采用梁板式筏形基础，其余为柱下独立基础。

柱为矩形柱，最大截面为800×900mm;地下室剪力墙厚度200-300mm;主体框架梁最大跨度8.7米，截面400×600mm，框架梁最大截面500×1000mm（4.5m）;板厚有90、100、110、120、140、160mm等六种厚度。

2．施工准备

本工程的复杂性也体现在其模板的种类较多，其与一般工程不同的大类有框架梁模、斜向梁模、看台模、主空心圆柱模等部分；与常规工程相同的有框架柱模和现浇平台模板。

2.1劳动力准备

现场木工班组分三个小组，主馆两个小组。

为提高支模速度，以单位工程为流水段实施分段流水施工（主馆以后浇带为界组织流水施工）。

操作工人均为熟练工人，经“三级”安全教育合格方可上岗。

2.2模板及支撑体系的选择

本工程模板工程采用胶合板为主材，方木为横竖档、搁栅、柱箍、托木等，支撑系统为普通平板采用扣件式钢管脚手架。

模板工程由我司合格劳务分包商按照方案要求组织制作、安装。

根据工程进度需要，现场准备二套柱模板，二套半平梁板模及其支撑体系、三套看台梁板模及其支撑体系。

2.3材料机具

模板：

采用酚醛树脂浸清纸覆面胶合板，规格为1830mm×915mm×18mm；四个2000mm大柱采用定型圆柱钢模

方木：

50mm×100mm、100mm×100mm、70mm×150mm。

支撑系统：

ф48普通钢管架。

配件：

铁钉、铁丝、对拉夹具、夹具螺丝、U型卡、蝶形扣件、L型插销、锁紧器、钢管架上下顶托及联结件、普通钢管扣件、电锯、电刨、电钻等。

3．模板工程的设计计算与施工

3.1模板相关计算参数

3.1.1模板工程材料的有关力学参数

名称

规格

L×b×h

容许最大应力[б]N/mm2

容许最大挠度[f]mm

弹性

模量E（N/mm）

截面

抵抗矩

w（mm3）

截面

惯性矩

I（mm4）

胶合板

1830×915×18

13.0

L/250

5200

bh2/6

Bh3/12

方木

L×50×100

11.7

L/250

104

8.3×104

4.17×106

方木

L×100×100

11.7

L/250

104

1.67×105

8.33×106

方木

L×75×150

11.7

L/250

104

2.81×105

2.11×107

Ф12螺杆

Ф12

215

3.1.2荷载标准值取定

3.1.2.1楼板及其支架自重

1平板的模板及小模自重G11=0.3kN/m2

2梁板模板自重G12=0.5kN/m2

3梁板模板及其支架自重G13=0.75kN/m2

3.1.2.2新浇筑砼自重G21=24kN/m3

3.1.2.3钢筋自重楼板G31=1.1kN/m3

梁G32=1.5kN/m3

3.1.2.4施工人员及施工设备荷载

1计算模板及直接支承模板的小楞时，对均布荷载取q41=2.5kN/m2另以集中荷载F41=2.5kN进行检验。

比较两者的弯矩值取其较大者采用。

2计算直接支承小楞结构构件时，均布活荷载q42=1.5kN/m2

3计算支架立柱及其他支承结构构件时，均布活荷载q43=1.0kN/m2

3.2.1.5振捣砼时产生的荷载：

1对水平面模板产生的荷载q51=2.0kN/m2

2对垂直面模板产生的荷载q52=4.0kN/m2

3.1.2.6新浇筑砼对模板侧面的压力：

采用插入式振动棒时，新浇筑的砼作用于模板的最大侧压力，按下列二式计算，取二式中的较小值：

F61=0.22γct0B1B2V1/2

F62=γcH

F-所浇筑砼对模板的最大侧压力

rc-混凝土的重力密度取24KN/m3

t0-新浇筑砼的初凝时间（h），可采用t0=200/T+15（T为混凝土的温度）

B1-外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2

B2-砼坍落度影响修正系数，≤30mm取0.85，50~90mm取1.0，110~150取1.15

V-砼浇筑速度（m/h）

则F61=0.22×24×200/（10+15）×1.0×1.0×V1/2=42.24V1/2

F62=24H

3.1.2.7倾倒砼时对垂直模板产生的水平荷载q71=2.0kN/m2

3.1.3荷载效应组合

模板类型

组合荷载

计算承载力

验算刚度

平板模板及支架

1，2，3，4

1，2，3

梁底板模板及支架

1，2，3，5

1，2，3

梁、柱（边长≤300mm）的侧面模板

5，6

6

基础、柱（边长>300mm）,墙（厚度>100mm）的侧面模板

6，7

6

3.1.4荷载的分项系数

项次

荷载类别

分项系数γi

1

模板及支架自重

1.2

2

新浇筑砼自重

1.2

3

钢筋自重

1.2

4

施工人员及施工设备荷载

1.4

5

振捣砼时产生的荷载

1.4

6

新浇筑砼对模板侧面的压力

1.2

7

倾倒砼时产生的荷载

1.4

3.2基础结构模板

3.2.1筏板基础

梁板式筏板基础按照地上框架梁板的方式进行模板支设以及钢筋、混凝土施工，不同点主要在于这里是直接在地面上进行施工，其梁底模支设有别于框架梁模板支设方式，因此主馆部分主要采用土地胎膜方式，将地表浮土清理干净，并铺垫平整，必要时作夯填处理，使其地耐力≥30kPa。

附馆地下室筏板基础采用采用砖胎膜方式，120厚实心砖，M5水泥砂浆砌。

3.2.2附馆独立基础

该部分的关键点是同时保证混凝土的密实度和锥面的几何尺寸，本工程采用锥面支模浇筑混凝土的方法；锥面模板主要保证锥面几何尺寸，同时保证混凝土的密实度。

基础侧模和锥面模板采用胶合板，在锥面模板上应留有适当的出气和振捣口，便于混凝土施工。

其支模方法详图3-201

3.3框架柱模板

3.3.1柱模配模

3.3.1.1矩形框架柱模板

侧模：

柱尺寸为bｘh，其中b方向采用同柱宽胶合板，h方向采用h+2ｘ18mm宽的胶合板。

竖楞：

采用100mmｘ100mm方木，间距：

800mm以上柱宽的竖楞采用四根，分柱宽均三等分位置布置；800mm以下柱宽的竖楞采用三根，分柱宽均等分位置布置。

柱子柱箍采用100mmｘ100mm方木，两根为一组，两端以Φ12钢筋拉结；

间距：

500mm，最底部的柱箍离地面中心距离为350mm。

拉结钢筋：

两端用对拉螺栓固定拉紧。

柱底部必须预留清扫口。

柱模安装方法详图3-301、3-302

图3-301柱模立面示意图

3.3.1.2圆形框架柱模板

所有圆柱模板均采用图3-303所示定型钢圆柱模，以增强混凝土外观效果。

该模板的高度模数为1500、1800mm两种，可以满足本工程柱子高度不一的变化，每段模板由两个半圆状模板组成，现场拼合上好连接螺栓即可。

圆柱与各楼层主次梁（框架梁）之间的连接采用定型模板的方式进行，确保结合部位的施工质量，消除接头错位、漏浆等质量通病。

柱头节点定型柱模模板的配置根据梁与柱的交接情况，即梁呈“╋”字交叉状时，将柱模作成4块1/4圆状现场对接，详图3-304。

2

1、胶合板圆柱模；

2、加劲木枋；

3、圆钢箍；4、梁；5、螺栓

图3-304：

梁、柱交接处模板节点示意图

3.3.2柱模计算

选取一层最大柱截面800×900，层高4.5m，按最不利情况进行计算。

3.3.2.1荷载计算

新浇砼对柱模侧面压力

F=0.22δt0β1β1V1/2=0.22×24×200/（25+15）×1.0×1.15×181/2=128KN/m2

又F=24H=24×3.9=93.6KN/m2

取小值F=93.6KN/m2有效压头高度h=F/24=3.9m

3.3.2.2胶合板验算

q71=2.0kN/m2=0.002N/mm2

①验算胶合板的承载力

q1=（1.2F61+1.4q71）×L1=（1.2×93.6+1.4×2.0）×0.5=57.56N/mm

q1

Mmax=0.078q1l32=0.078×57.56×3002

=4.04×105N.mm

300300300

бmax=Mmax/w=4.04×105/5.4×104=7.48N/mm2

<[б]=13.0N/mm2符合要求

②验算胶合板的刚度

q2=1.2F61l3=1.2×0.084×300=30.24N/mm

Fmax=1.30×10-2×（q2l14）/（EI）=1.07mm<[f]=L/250=1.6mm符合要求

3.3.2.3竖楞验算

①验算竖楞的承载力

q1=（1.2F61+1.4q71）×L2=（1.2×93.6+1.4×2.0）×0.3=34.54N/mm

Mmax=0.078q1l12=0.078×35.68×5002q1

=8.13×105N.mm

500500500500500

бmax=Mmax/w=8.13×105/1.67×105=4.9N/mm2

<[б]=11.7N/mm2符合要求

②验算竖楞的刚度

q2=1.2F61l2=1.2×0.084×300=40.32N/mm

Fmax=0.66×10-2×（q2l14）/（EI）=0.41m<[f]=L/250=2mm符合要求

3.3.2.4柱箍的计算，计算简图如下：

F1=（1.2×84.48+1.4×2.0）×0.5×0.8×0.825=4.46KN

Mmax=1.5×4460×500-4460×300=1.26×106N.mm

б1=Mmax/w=1.26×106/1.67×104=7.54N/mm2

N=1.5F1=6690NF1F1F1F1

A=100×100=10000mm2

б2=N/A=0.67N/mm2N300300300N

бmax=б1+б2

=9.35+0.67=10.02<[б]=11.7N/mm2符合要求

F2=1.2F61l=1.2×0.072×0.05=4.32N/mm

Fmax=0.66×10-2×（fl3）/（EI）=0.89mm<[f]=L/250=3.2mm符合要求

3.4地下室剪力墙模板计算

3.4.1墙模配模

剪力墙厚度300mm，模板采用1830×915×18厚覆膜胶合板，其中垂直方向上模数尺寸为915mm，横向模数尺寸为1830mm。

配模时横向先以1830mm为模数，余下的板归整到墙的一端；竖向配模先以915mm为模数，所剩顶部非模数的余额另按实际尺寸高度配制。

外模竖向背楞采用100×100方木@458，横向压骨采用100×100方木或Φ48钢管@915，剪力墙内外模板间设Ф12对拉螺杆@458×458mm。

地下室外墙螺杆应焊有限位及止水铁片，内墙及主体剪力墙采用塑料套管与对拉螺栓交错使用，提高螺杆重复使用率，剪力墙侧面采用Ф48钢管或100×100方木斜撑@2000。

详图3-401

3.4.2墙模计算

3.4.2.1荷载计算

新浇砼对柱模侧面压力

F=0.22δt0β1β1V1/2=0.22×24×200/（10+15）×1.0×1.15×41/2=84.48KN/m2

又F=24H=24×3.9=93.6KN/m2

取小值F=84.48KN/m2有效压头高度h=F/24=3.52m

3.4.2.2胶合板验算

q71=2.0kN/m2=0.002N/mm2

①验算胶合板的承载力

q1=（1.2F6+1.4q71）×L1=（1.2×84.48+1.4×2.0）×0.458=47.71N/mm

Mmax=0.07q1l32=0.07×47.71×4582q1

=7.0×105N.mm

458458458458458

бmax=Mmax/w=7.0×105/5.4×104=12.96N/mm2

<[б]=13.0N/mm2符合要求

②验算胶合板的刚度

q2=1.2F61l3=1.2×0.084×458=50.4N/mm

Fmax=1.30×10-2×（q2l14）/（EI）=0.96mm<[f]=L/250=1.6mm符合要求

3.4.2.3竖向背楞计算q1

①验算竖向背楞承载力

q1=（1.2F+1.4q71）×L1

=（1.2×84.48+1.4×2.0）×0.458=47.71N/mm915915

Mmax=0.078q1l22=0.078×47.71×4582=7.81×106N.mm

бmax=Mmax/w=1.32×106/1.67×105=5.67N/mm2<[б]=11.7N/mm2符合要求

②验算竖楞的刚度

q2=1.2F6l1=1.2×0.08×458=45.62N/mm

Fmax=0.66×10-2×（q2l24）/（EI）=0.47mm<[f]=L/250=2.4mm符合要求

3.4.2.4横向压骨计算，计算简图如下：

FFFFF

F=（1.2×84.48+1.4×2.0）×0.458×0.458

=5.86KN

Mmax=0.078Fl22=0.078×5.86×4582458458458458

=0.96×106N.mm

б1=Mmax/w=0.96×106/1.67×105=5.75N/mm2<[б]=11.7N/mm2符合要求

F2=1.2F61l=1.2×0.072×0.05=4.32N/mm

Fmax=0.66×10-2×（Fl3）/（EI）=0.89mm<[f]=L/250=3.2mm符合要求

3.4.2.5对拉螺栓计算

p=Fl1l2=84.48×0.45×0.458=22.81KN

б=p/A0=22810/113=195N/mm2<[б]=215N/mm2符合要求

3.5框架梁模板及支架计算

3.5.1框架梁配模

梁模：

梁模用同梁尺寸的胶合板。

托木：

托木使用50mm×100mm的方木。

夹木：

梁高为750mm以下（包括750mm）的采用50mm×100mm方木，750mm以上的采用100mm×100mm方木。

竖撑：

利用50mm×50mm方木或用零碎的板等，间距450mm，梁高为600mm以上的梁间距400mm。

斜撑：

梁高750mm以下（包括750mm）的采用50mm×50mm以上方木作斜撑以固定侧模。

梁高750mm以上的采用100mm×100mm方木，间距为400mm。

横向搁栅：

梁高750mm以下（包含750mm）的采用50mm×100mm方木，间距：

400mm～450mm。

梁高750mm以上的均采用100mm×100mm方木，间距：

300mm。

纵向搁栅：

采用70mm×150mm方木。

支撑主要采用扣件式钢管架，间距1200-1500mm，以1200为主。

3.5.2框架梁计算

3.5.2.1选最大跨度梁截面尺寸400×600

（1）梁侧胶合板的计算：

P52=4.0KN/mm2=0.004N/mm2

P61=0.08KN/mm2

P62=γH=24×0.46=11KN/mm2=0.011N/mm2

取P62=0.011N/mm2

①验算胶合板的承载力

q1=（1.4P52+1.2P62）×b=（1.4×0.004+1.2×0.011）×460=8.65N/mm

Mmax=0.085q1l2=0.085×8.65×4502=1.49×105N.mm

则：

бmax=Mmax/w=1.49×105/2.16×104=6.89N/mm2<[б]=13N/mm2符合要求

②验算胶合板的刚度

q2=1.2P62b=1.2×0.011×460=6.07N/mm

Fmax=0.660×10-2×（q2L4）/（EI）=0.660×10-2×（6.07×4504）/2.2×105×5.2×103

=1.44mm<[f]=L/250=1.8mm符合要求

（2）梁底胶合板的计算：

G11=0.3KN/mm2=3.0×10-4N/mm2G12=0.5KN/mm2=5.0×10-4N/mm2

G13=0.75KN/mm2=7.5×10-4N/mm2G21=24KN/mm3=2.4×10-5N/mm3

G31=1.1KN/mm3=1.1×10-6N/mm3G32=1.5KN/mm3=1.5×10-6N/mm3

Q51=2.0KN/mm2=2.0×10-3N/mm2V板=150×300×400=1.80×107mm3

V梁=600×300×400=7.2×107mm3V=V板+V梁=9.0×107mm3

1梁底胶合板的承载力验算。

简图如下：

q=1.2G21V/L+1.2G31V板/L+1.2G32V梁/L+1.4q51L

=1.2×2.4×10-5×90×107/400+1.2×1.1×10-6×1.68×107/400

+1.2×1.5×10-6×7.2×107/400+1.4×2.0×10-3×400=7.82N/mm

Mmax=0.085q1L23=0.085×7.82×4002=1.06×105N.mm2

бmax=Mmax/w=1.06×105/1.62×104=6.54N/mm2

<[б]=13N/mm2符合要求

②梁底胶合板的刚度验算。

简图如下

q=1.2G21V/L+1.2G31V板/L+1.2G32V梁/L

=1.2×2.4×10-5×9.0×107/400+1.2×1.1×10-6×1.68×107/400

+1.2×1.5×10-6×7.2×107/400=6.70N/mm

fmax=0.66×10-2×（q2L4）/（EI）

=0.66×10-2×（6.70×4004）/5.2×103×1.46×105

=1.5mm<[f]=L/250=1.6mm符合要求

（3）梁底格栅的计算：

（1200×100×100）

MAB=bq/8（2L-b）

fAB=0.26×10-2×bq（8L3-Lb2+b2）/EI

RAB=RB=bq/2

①梁底格栅强度的验算

q1=1.2G12×b+1.2G21V/400+1.2G31V板/400+1.2G32V梁/400+1.4q51b

=1.2×5.0×10-4×400+1.2×2.4×10-5×9.0×107/400+1.2×1.1×10-6×1.80

×107/400+1.2×1.5×10-6×7.2×107/300+14×2.0×10-3×400

=10.49N/mm

Mmax=（q1×300）/8×（2×1300-300）=9.05×105N.mm

бmax=Mmax/w=9.05×105/1.67×105=5.42N/mm2

<[б]=11.7N/mm2符合要求

②梁底格栅刚度的计算

q2=1.2G12b+1.2G21V/400+1.2G31V板/400+1.2G32V梁/400=9.37N/mm

fmax=0.26×10-2×[300×9.52（8×13003+4×1300×3002+3003）]/（104×4.17×106）

=1.6mm<[f]=L/250=5.2mm符合要求

（4）大龙骨75×150方木的验算

①大龙骨承载力的验算

F1=bq1/2=（10.49×300）/2=1.57×103N

Mmax=（FL）/2=（1.57×103×2000）/2=1.57×106N.mm

бmax=Mmax/w=1.57×106/2.81×105=5.6N/mm2<[б]=11.7N/mm2符合要求

②大龙骨刚度的验算

F2=bq2/2=（9.37×300）/2=1.42×103N

fmax=4.95×10-2×（FL3）/（EI）

=2.7mm<[f]=L/250=8mm符合要求

（5）钢管架支撑验算，钢管架受力

F=2R=2×6F/2=6F=10KN<[f]=40.16KN符合要求

3.5.2.1选梁最大截面500×1000

梁进行计算,梁底格栅间距300mm，支

撑钢管架间距为1000mm。

（1）梁侧胶合板的计算：

P52=4.0KN/mm2=0.004N/mm2

P61=0.08KN/mm2

P62=γH=24×1.0=24KN/mm2=0.024N/mm2

①验算胶合板的承载力

q1=（1.4P52+1.2P62）×b

=（1.4×0.004+1.2×0.024）×400

=13.76N/mm

Mmax=0.085qlL23=0.085×13.76×4002=1.87×105N.mm2

则：

бmax=Mmax/w=1.87×105/3.78×104=4.95N/mm2

<[б]=13N/mm2符合要求

②验算胶合板的刚度

q2=1.2P62b=1.2×0.024×400=11.52N/mm

Fmax=0.660×10-2×（q2L4）/（EI）

=0.660×10-2×（11.52×4004）/2.2×105×5.2×103

=1.7mm<[f]=L/250=2mm符合要求

（2）梁底胶合板的计算：

G11=0.3KN/mm2=3.0×10-4N/mm2G12=0.5KN/mm2=5.0×10-4N/mm2

G13=0.75KN/mm2=7.5×10-4N/mm2G21=24KN/mm3=2.4×10-5N/mm3

G31=1.1KN/mm3=1.1×10-6N/mm3G32=1.5KN/mm3=1.5×10-6N/mm3

Q51=2.0KN/mm2=2.0×10-3N/mm2V板=250×500×300=3.75×107mm3

V梁=1000×500×300=1.5×108mm3V=V梁+V板=1.875×108mm3

①梁底胶合板的承载力验算。

简图如下：

q1=1.2G21V/L+1.2G31V板/L+1.2G32V梁/L+1.4q51L=1.2×2.4×10-5×1.875×108/300+1.2×1.1×10-6×3.75×107/300+1.2×1.5×10-6

×1.5×108/300+1.4×2.0×10-3×300=19.91N/mm

Mmax=0.085q1L23=0.085×19.91×3002

=1.52×105N.mm2

бmax=Mmax/w=1.52×105/2.7×104=5.64N/mm2

<[б]=13N/mm