Đây là tài liệu của các bạn sinh viện hiện tại đang học tại Đại học Bách Khoa TP HCM. Đồng thời cũng là giáo án của giảng viên tại Đại học Bách Khoa. Nó sẽ rất hữu ích cho công việc học tập của các Bạn. Chúc Bạn thành công.
Trang 1Construction methods and management
Chapter 8 Concrete
formwork
Trang 2©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 2
Trang 3©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
8.5 Concrete form design
8.6 Formwork inspection and acceptance
Trang 4©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
formwork
• Improper or inadequate shoring
• Inadequate bracing of members
• Lack of control of rate of concrete placement
• Improper vibration or consolidation
of concrete
• Improper or inadequate connections
• Improper or inadequate bearing
details
4
source: Peurifoy và Oberlender, 1996, tr.156
Trang 5©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Causes of failures of
formwork
• Premature stripping of formwork
• Errors in placement of reshoring
• Improper or lack of design of formwork
• Inadequate strength of form material
• Failure to follow codes and standards
Trang 6©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
GENERAL REQUIREMENTS FOR FORMWORK
Chapter 8 Concrete formwork
6
Trang 7©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Formwork/concrete life
cycle
7
source: Hanna, 1999
Trang 8©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Objectives in building and designing formwork
• Quality— must be designed and built with sufficient stiffness and accuracy so the
size, shape, position, and finish of the cast concrete are attained within the required
tolerances.
• Safety— must be built with sufficient
strength and factors of safety so they are capable of supporting all dead and live
loads without collapse or danger to workers and to the concrete structure.
• Economy— must be built efficiently,
minimizing time and cost in the construction process
8
Trang 9©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Principles in building and
designing formwork
Each component of the forms must be
able to support its load from two points
of view:
• Strength: based on the physical
properties of the material used
• Serviceability: the ability of the selected sections to resist the anticipated loads without exceeding deflection limits
9
Trang 10©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
General requirements for
formwork
• Be strong enough to withstand the
pressure of plastic concrete and to
maintain their shape during the concrete placing operation
• Be tight enough to prevent wet concrete from leaking through joints and causing unsightly fins and ridges
• Be simple to build
• Be easy to handle on the job
10
Trang 11©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
General requirements for
• Be designed such that the form may be
removed without damage to the concrete or
to themselves
• Be made so that workers can handle them with safety
11
Trang 12©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
CLASSIFICATION OF
FORMWORK
Chapter 8 Concrete formwork
12
Trang 13©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Formwork classification
13
Formwork classification
The material
used
The structural component molded
The way of using
Trang 14©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Trang 15©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Trang 16©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Trang 17©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 17
source: doosong vina
Trang 18©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 18
catio
Formwork classification
Plywood and lumber
Source: HCMUT student
Trang 19©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Formwork classification
19
Specification Wood Metal Aluminum Plastic(FUVI)
Reusability 5 – 10 times 20 – 50 times Over 100 times Over 100 times
Surface quality Good , degrades
rapidly
Good, degrades (rust
& deformation) Excellent Excellent Weight/manage
ability Average(10 kg/m²) Heavy(+/- 31kg/m²)
Lightweight (+/- 20kg/m²)
Very lightweight (7kg/m²) Safety Average Dangerous Good Excellent Maintenance
cost N/A High Average Low
Recyclability
Cannot be wasteful and difficult
Store inwarehouse to prevent weathering
Store inwarehouse
to prevent weathering
No warehouse required
source:http://www.fuvicoppha.com/vietnam/whyfuvi.html
Trang 20©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Formwork classification
• Forms for beams
• Forms for floor slabs
• Forms for walls
• Forms for columns
• Forms for footings
Trang 21©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
• Flying deck forms
• Formwork for architectural concrete
21
The
way of
using
Trang 22©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Built-in-place forms
22
Trang 23©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Prefabricated panel
systems
23
Trang 24Formwork for architectural concrete
24
source: http://www.icfinfo.org.uk/
Trang 25©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Trang 26©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Trang 27©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 27
source: http://slipformwork.com
Slip forms
Trang 28©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths source:Hurd, 1995 28
Slip forms
Trang 29©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.source:http://www.interform.as/Sliding-formwork29
Slip forms
Trang 30©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths source:http://www.ccic.vn/Images/Cao tang.jpg 30
Trang 31©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 31
Trang 32©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 32
Trang 33©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 33
Trang 34©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 34
Trang 35©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 35
Trang 36©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 36
Trang 37©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.source:http://www.nationalforming.com/jb240_2.html37
A rail
climbing
system
Climbing forms
Trang 38©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 38
source:http://www.nationalforming.com/jb240.html
A rail
climbing
system
Trang 39©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Trang 40©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Climbing forms
40
source: KHK scaffolding and formwork L.L C
Trang 41©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Trang 42©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Jumping forms
42
Trang 43©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Flying deck forms
43
source: Peri
Trang 44©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Flying deck forms
44
source: Peri
Trang 45TYPICAL FORMWORK
Chapter 8 Concrete formwork
45
Trang 46©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for column footings
46
source:Hurd, 1995
Trang 47©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for column footings
47
source:Hurd, 1995
Trang 48©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 48
Forms for column footings
source:Hurd, 1995
Stepped
column
footings
Trang 49©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 49
Forms for column footings
source:Hurd, 1995
Sloped
footing
forms
Trang 50©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 50
Forms for wall footings
source:Hurd, 1995
Trang 51©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 51
Forms for wall footings
source:Hurd, 1995
Trang 52©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for wall
52
source:Hurd, 1995
Trang 53©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for wall
53
source:Hurd, 1995
Trang 54©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for wall
c)
d)
e)
f)
Trang 55©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for wall
55
Prefabricated
panel
systems
Trang 56©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 56
Form for curved walls
source:Hurd, 1995
Trang 57©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for column
57
source:Hurd, 1995
Trang 58©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 58
Forms for column
Trang 59©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for column
59
source:http://upload.wikimedia.org/wikip edia/en/c/c5/Formwork-tie-bolts.jpg Source:HCMUT student
Trang 60©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for column
60
source:http://img.directindustry.com/images_d i/photo-g/column-formwork-387120.jpg
Prefabricated
form system
for columns
Trang 61©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for beam and slab
construction
61
source:Hurd, 1995
Trang 62©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for beam and slab
construction
62
source:Nunnally, 1995
Trang 63©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 63
source:Hurd, 1995
Forms for beam and slab
construction
Trang 64©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 64
Forms for beam and slab
construction
source:Hurd, 1995
Trang 65©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for beam and slab construction
65
source:Hurd, 1995
Spandrel beams
Trang 66©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for beam and slab
construction
66
source:http://upload.wikimedia.org/wikipe dia/en/3/35/Formwork-trad-beam.png
Trang 67©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for beam and slab construction
67
Source: ACI347-04
Trang 68©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for beam and slab
construction
68
source:http://www.builderbill-diy-help.com/image-files/v-form.gif
Trang 69©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for beam and slab
construction
69
source:http://www.ischebeck.de/assets/images/schalungssysteme /alu-deckenschalung/alu-deckenschalung-titan-hv.jpg
Trang 70©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for beam and slab
construction
70
source: Doka
Trang 71©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for beam and slab
construction
71
source:http://lh5.ggpht.com/_LL1XswgWVBY/ScHH3KFPfaI /AAAAAAAANuI/PqMa6bf1eyU/DSC_0034.JPG
Trang 72©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for stairway
72
source:Hurd, 1995
Trang 73©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Forms for stairway
73
source:http://www.sawformwork.com/form_steel/Formed-Stairs.jpg
Trang 74SHORES AND SCAFFOLDING
Chapter 8 Concrete formwork
74
Trang 75©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Shores and scaffolding
• working platform: where workers stand/walk on
to work above the ground
• shores: support for formwork
• scaffolding: support for working platform and formwork
75
Trang 76Single-post and combination steel shore
76
source:http://www.ngochungltd.com/upl
oads/imgproducts/1260721760.GIF source:http://www.thienhoaan.com/images/CC -giao-Anh-To.jpgCCTH462L.jpg
Trang 77©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Single-post steel shore
77
Source: Dong Duong Ltd.
Trang 78©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Combination steel shore
78
Source: Dong Duong Ltd.
Trang 79©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Frame scaffolding
79
fc.com/content/images/materials/Scafolding/scaffolding01_mid.jpg
Trang 80source:http://www.asea-©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Frame scaffolding
80
Source: HCMUT student
Trang 81©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 81
Frame scaffolding
Source: Dong Duong Ltd.
Trang 82©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Horizontal shores
82
Source: Dong Duong Ltd.
Trang 83©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Shoring and reshoring for multistory buildings
83
Source: Andres and Smith, 1998
For a typical multi
story building with
are usually required
for progress at the
rate of one story
per week.
Shoring and reshoring sequence in a multistory building
Trang 84CONCRETE FORM DESIGN
Chapter 8 Concrete dômrk
84
Trang 85©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Concrete form design – Vertical loads
Vertical loads consist of dead and live loads
• D (dead load): The weight of formwork, the weight of the reinforcement and freshly placed concrete
• LL (live load): the weight of the workers, equipment, material storage, runways, and impact.
• The formwork should be designed for a live load of not less than 2.4 kPa When motorized carts are used, the live load should not be less than 3.6 kPa
• The design load for combined dead and live loads should not be less than 4.8 kPa or 6.0
ACI
standard
347-04
Trang 86©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Concrete form design – Lateral pressure
For concrete having a slump of 175 mm or less and placed with normal internal
vibration to a depth of 1.2 m or less,
− pmax = maximum lateral pressure, kPa;
− R = rate of placement, m/h;
− T = temperature of concrete during placing,
°C;
− C w = unit weight coefficient per Table 2.1;
− C c = chemistry coefficient per Table 2.2
, 7 [
C
p w c
Trang 87©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Concrete form design –
Lateral pressure
• For walls with a rate of placement of
less than 2.1 m/h and a placement
height not exceeding 4.2 m
87
] 8 , 17
785 2
, 7 [
C
p w c
Trang 88©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Concrete form design Lateral pressure
-• For walls with a placement rate less than 2.1 m/h where placement height exceeds 4.2 m, and for all walls with a placement rate of 2.1 to 4.5 m/h
• with a minimum of 30C w (kPa), but in no case greater than ρgh.
244 8
, 17
1156 2
, 7 [
C C
p w c
Trang 89©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Concrete form design Lateral pressure
-Unit weight coefficient C w
Trang 90©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Concrete form design Lateral pressure
Trang 91©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Concrete form design Lateral pressure
-Unless the above conditions are met,
Trang 92©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Concrete form design Lateral pressure
-• the assumed value of horizontal load due to wind, dumping of concrete,
inclined placement of concrete, and equipment acting in any direction at each floor line should be not less than 1.5 kN/m of floor edge or 2% of total dead load on the form distributed as a uniform load per linear meter of slab edge, whichever is greater
92
ACI
standard
347-04
Trang 93©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
• Recommended minimum lateral design load for wall form
• wf: wind force prescribed by local code but minimum of 0,72 kPa.
93
Wall height h (m)
Design lateral force applied at top
of form (kN/m)
h < 2,4 (h x wf)/2 2,4 < h < 6,7 1,46, but at least (h x wf)/2
Trang 94FORMWORK INSPECTION AND APPROVAL
Chapter 8 Concrete formwork
94
source:http://img.directindustry.com/images_ di/photo-g/slab-formwork-366844.jpg
Trang 95©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Formwork inspection
• Forms should be inspected and checked before the reinforcing steel is placed to ensure the concrete quality and shape
o Inspect the location, dimension, and shape
o Inspect the joints, the faces in contact with concrete
o Inspect the strengh and stability of
formwork system, shores and
scaffolding
95
Trang 96©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Trang 97©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Trang 98©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths.
Trang 99Concrete form design
-DESIGN PRINCIPLES
• The design of concrete formwork that
has adequate strength to resist failure
and will not deflect excessively when the forms are filled is a problem in structural design
©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths
design
– Unless commercial forms are used, this will usually involve the design of wall, column, or slab forms
constructed of wood or plywood
Trang 100Concrete form design
-DESIGN PRINCIPLES
• In such cases, after the design loads have been established, each of the
primary form components may be
analyzed as a beam to determine the maximum bending and shear stresses
©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths
maximum bending and shear stresses and the maximum deflection that will occur.
– Vertical supports and lateral bracing are then analyzed for compression and tension loads.
Trang 101METHOD OF ANALYSIS
1 span 2 spans 3 spans
©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths
1 span 2 spans 3 spans Bending moment (Nm)
wl EI
∆ =
4
185
wl EI
∆ =
4
145
wl EI
∆ =
Trang 102METHOD OF ANALYSIS
©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths
Trang 103SLAB FORM DESIGN
• Method of Analysis
– The procedure for applying the equations of Tables 13-5A to the design of a slab form is first to consider a strip of sheathing of the specified thickness and 1 m wide (see
Trang 104SLAB FORM DESIGN
Trang 105SLAB FORM DESIGN
Table 13-6 Section properties of
©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths
Table 13-6 Section properties of plywood.* (Created by author with data from APA—the Engineered Wood Association)
Trang 106SLAB FORM DESIGN
©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths
Table 13-8 Typical values of allowable stress for lumber
Trang 107SLAB FORM DESIGN
©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths
FIGURE 13-2 Slab form, Example 13-1.
Trang 108SLAB FORM DESIGN
Design the formwork for an elevated concrete floor slab 152mm thick Sheathing will be nominal 25mm lumber while 50x200mm
lumber will be used for joists Stringers will
be 100x200mm lumber Assume that all
©2010 của Đỗ Thị Xuân Lan , GVC Ths 113
be 100x200mm lumber Assume that all
members are continuous over three or
more spans Commercial 17.8kN shores
will be used It is estimated that the weight
of the formwork will be 0.24KPa The
adjusted allowable stresses for the lumber being used are as follows: