模板工程計算.ppt

1、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)模板設(shè)計概述,一、模板設(shè)計的內(nèi)容 二、模板設(shè)計相關(guān)規(guī)范 三、模板設(shè)計驗算的內(nèi)容 四、模板設(shè)計其它一般規(guī)定 五、模板計算,一、模板設(shè)計的內(nèi)容,5.1.3 模板設(shè)計應(yīng)包括下列內(nèi)容： 1. 根據(jù)混凝土的施工工藝和季節(jié)性施工措施，確定其構(gòu)造和所承受的荷載； 2. 繪制配板設(shè)計圖、支撐設(shè)計布置圖、細部構(gòu)造和異型模板大樣圖； 3. 按模板承受荷載的最不利組合對模板進行驗算； 4. 制定模板安裝及拆除的程序和方法； 5. 編制模板及配件的規(guī)格、數(shù)量匯總表和周轉(zhuǎn)使用計劃； 6. 編制模板施工安全、防火技術(shù)措施及設(shè)計、施工說明書。,二、模板設(shè)計相關(guān)規(guī)范,5.1.4 模板中的鋼構(gòu)件設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家

2、標準鋼結(jié)構(gòu) 設(shè)計規(guī)范（GB50017）和冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（GB50018）的規(guī)定，其截面塑性發(fā)展系數(shù)應(yīng)取1.0。 組合鋼模板、大模板、滑升模板等的設(shè)計尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準組合鋼模板技術(shù)規(guī)范（GB50214）、大模板多層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程（JGJ20）和液壓滑動模板施工技術(shù)規(guī)范（GBJ113）的相應(yīng)規(guī)定。 5.1.5 模板中的木構(gòu)件設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50005）的規(guī)定，其中受壓立桿應(yīng)滿足計算要求，且其梢徑不得小于80mm。,按模板承受荷載的最不利組合對模板進行驗算； 1、強度驗算 2、變形驗算 3、穩(wěn)定性驗算 想驗算首先我們要清除有哪些荷載作用在模板上，荷載是

3、怎么組合的。,三、模板進行驗算的內(nèi)容,.荷載及荷載組合,1.荷載 計算模板及其支架的荷載，分為荷載標準值和3荷載設(shè)計值，后者以荷載標準值乘以相應(yīng)的荷載分項系數(shù)。 (1)荷載標準值 1恒荷載標準值 2活荷載標準值,1)模板及支架自重標準值（G1K） 應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙確定。對肋形樓板及無梁樓板模板的自重標準值，見表4.1.1。 表4.1.1 樓板模板自重標準值（kN/m2） 注：除鋼、木外，其它材質(zhì)模板重量見附錄A中的附表A 2)新澆混凝土自重標準值（G2K） 對普通混凝土，可采用24kN/m3；對其他混凝土，根據(jù)實際重力密度確定。 3)鋼筋自重標準值（G3K） 按設(shè)計圖紙計算確定。一般可按每立方米

4、混凝土含量計算： 梁 1.5kN/m3 樓板1.1kN/m3,4)當采用內(nèi)部振搗器時，新澆筑的混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力標準值（G4K） ，可按下列公式計算，并取其中的較小值：,F 新澆筑混凝土對模板的最大側(cè)壓(kN/m2)； c混凝土的重力密度(kN/m3)； t 0新澆筑混凝土的初凝時間(h)，可按實測確定。當 缺乏試驗資料時，可采用t 0=200/(T+15) 計算( T為 混凝土的溫度)； V混凝土的澆筑速度(m/h)； 1外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取1.0；摻具 有緩凝作用的外加劑時取1.2； 2混凝土坍落度影響修正系數(shù)，當坍落度小于30mm時，取0.85； 坍落度5090m

5、m時，取1.0；坍落度110150mm時，取1.15。 H混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆筑混凝土頂面的總高度(m)；,混凝土側(cè)壓力的計算分布圖形如圖4.1.1所示，圖中h= F / c ，h為有效壓頭高度。,圖4.1.1 混凝土側(cè)壓力計算分布圖形,式一是根據(jù)砼澆筑高度有效壓頭進行計算，即任意高度模板側(cè)壓力的最大值。澆筑速度較慢，將造成下部砼已經(jīng)初凝，初凝部分對模板的側(cè)壓可以不作為考慮，故在有效壓頭以外，不進行考慮。 計算式中根據(jù)澆筑速度及初凝時間考慮未初凝部分的混凝土側(cè)壓力，也就是說，在此澆筑速度、砼初凝時間及容重等的相同參數(shù)下，澆筑任意高度模板側(cè)壓力的最大值（可以認為剛好自初凝面至當前澆筑高度

6、液體砼對模板的側(cè)壓力），但一般澆筑高度較小，直至澆筑完畢，第一層砼仍然未初凝，甚至距離初凝時間還較長。那么該值與現(xiàn)場實際情況偏差就較大。遠遠大于實際情況。,式二是按照實際全澆筑高度全部液態(tài)砼計算，那么可能會出現(xiàn)澆筑速度較慢，初凝快，沒有澆筑完畢下部砼已經(jīng)初凝，該部分砼對模板已經(jīng)沒有側(cè)壓力。計算結(jié)果也遠大于實際值。 比如在效壓頭為4米，按計算式一計算結(jié)果就為適用于4米以上的模板側(cè)壓力，式二就適用于4米以下的模板側(cè)壓力。 大于4米時，當前澆筑高度4米以下可以認為當前條件下無側(cè)壓。小于4米時，可以認為全部模板承壓。故按照兩式取小值。但在代入?yún)?shù)時要考慮最不利狀況，即初凝時間最長、澆筑速度最快代入計算

7、。,其中：h有效壓頭高度 h=F/c（m） 泵送混凝土條件下側(cè)壓力由兩個因素決定混凝土初凝時間和混凝土澆筑速度，所以，混凝土初凝時間和混凝土澆筑速度成為確定混凝土對模板的側(cè)壓力大小的關(guān)鍵。 由于這兩個參數(shù)波動特別大，混凝土初凝時間根據(jù)溫度波動，混凝土澆筑速度可在0.1m/h40m/h波動，如此大的差距，對模板的設(shè)計至關(guān)重要，這也正是高支模易發(fā)生垮塌的重要原因。,活荷載,1. 施工人員及設(shè)備荷載標準值（ Q1K ）， 當計算模板和直接支承模板的小梁時，均布活荷載可取2.5 kN/m2，再用集中荷載2.5 kN進行驗算，比較兩者所得的彎矩值取其大值； 當計算直接支承小梁的主梁時，均布活荷載標準值可

8、取1.5 kN/m2；當計算支架立柱及其它支承結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，均布活荷載標準值可取1.0 kN/m2。 注： 對大型澆筑設(shè)備，如上料平臺、混凝土輸送泵等按實際情況 計算；若采用布料機上料進行澆筑混凝土時，活荷載標準值 取4 kN/m2。 混凝土堆積高度超過100mm以上者按實際高度計算； 模板單塊寬度小于150mm時，集中荷載可分布于相鄰的兩塊 板面上。,2. 振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載標準值（ Q2K ），對水平面模板可采用2 kN/m2，對垂直面模板可采用4 kN/m2（作用范圍在新澆筑混凝土側(cè)壓力的有效壓頭高度之內(nèi)）。 3. 傾倒混凝土時，對垂直面模板產(chǎn)生的水平荷載標準值（ Q3K ）可按表4.

9、1.2采用。 表4.1.2 傾倒混凝土時產(chǎn)生的水平荷載標準值（kN/m2）,荷載設(shè)計值,1 計算模板及支架結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強度、穩(wěn)定性和連接強度時，應(yīng)采用荷載設(shè)計值（荷載標準值乘以荷載分項系數(shù)）。 2 計算正常使用極限狀態(tài)的變形時，應(yīng)采用荷載標準值。,荷載分項系數(shù)應(yīng)按表4.2.3采用。,計算模板及其支架的荷載設(shè)計值，應(yīng)為荷載標準值乘以相應(yīng)的荷載分項系數(shù)。,表4.2.3 荷載分項系數(shù)表,3 荷載折減(調(diào)整)系數(shù),鋼面板及支架作用荷載設(shè)計值可乘以系數(shù)0.95進行折減。當采用冷彎薄壁型鋼時，其荷載設(shè)計值不應(yīng)折減。,4.3.2 參與計算模板及其支架荷載效應(yīng)組合的各項荷載的標準值組合應(yīng)符合表4.3.2的規(guī)定

10、。,注：驗算撓度應(yīng)采用荷載標準值；計算承載能力應(yīng)采用荷載設(shè)計值。, 變形值規(guī)定,4.4.1 當驗算模板及其支架的剛度時，其最大變形值不得超過下列容許值： 1. 對結(jié)構(gòu)表面外露的模板，為模板構(gòu)件計算跨度的1/400； 2. 對結(jié)構(gòu)表面隱蔽的模板，為模板構(gòu)件計算跨度的1/250； 3. 支架的壓縮變形或彈性撓度，為相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計算跨度的1/1000。,注：L為計算跨度，B為柱寬,4.4.2 組合鋼模板結(jié)構(gòu)或其構(gòu)配件的最大變形值不得超過表4.4.2的規(guī)定。 表4.4.2 組合鋼模板及構(gòu)配件的容許變形值,四、模板設(shè)計其它一般規(guī)定,1、模板結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長細比應(yīng)符合下列規(guī)定： 1） 受壓構(gòu)件長細比：支架立柱及

11、桁架不應(yīng)大于150；拉條、 綴條、斜撐等聯(lián)系構(gòu)件不應(yīng)大于200； 2） 受拉構(gòu)件長細比：鋼桿件不應(yīng)大于350：木桿件不應(yīng)大于 250。 2、用扣件式鋼管腳手架作支架立柱時，應(yīng)符合下列規(guī)定： 1）連接扣件和鋼管立桿底座應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準鋼管腳手 架扣件（GB15831）的規(guī)定； 2）承重的支架柱，其荷載應(yīng)直接作用于立桿的軸線上，嚴禁 承受偏心荷載，并應(yīng)按單立桿軸心受壓計算；鋼管的初始 彎曲率不得大于1/1000，其壁厚應(yīng)按實際檢查結(jié)果計算； 3）當露天支架立柱為群柱架時，高寬比不應(yīng)大于5；當高寬 比大于5時，必須加設(shè)拋撐或纜風繩，保證寬度方向的穩(wěn) 定。,五、模板計算,（一 ） 面板可按簡支跨計算

12、，應(yīng)驗算跨中和懸臂端的最不利抗彎強度和撓度，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 1、 抗彎強度計算 Mmax 最不利彎矩設(shè)計值，取均布荷載與集中荷載分別作用時 計算結(jié)果的大值； Wn 凈截面抵抗矩; W=bh2/6 f 材料抗彎強度設(shè)計值，應(yīng)按本規(guī)范附錄B的規(guī)定采用。,2、 撓度應(yīng)按下列公式進行驗算： 或,3、支承楞梁計算時，次楞一般為兩跨以上連續(xù)楞梁，可按本規(guī)范附錄C計算，當跨度不等時，應(yīng)按不等跨連續(xù)楞梁或懸臂楞梁設(shè)計； 主楞可根據(jù)實際情況按連續(xù)梁、簡支梁或懸臂梁設(shè)計；同時次、主楞梁均應(yīng)進行最不利抗彎強度與撓度計算，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 4、 主次楞撓度計算 1） 簡支楞梁應(yīng)按本規(guī)范公式5.2.14或5.2.

13、15驗算。 2） 連續(xù)楞梁應(yīng)按本規(guī)范附錄C中的表驗算。,例 模板體系如下： 梁、樓板、柱、墻采用1830mm915mm20mm的木膠合板制作而成，其容許應(yīng)力f=9.68MPa，彈性模量E=4680MPa。 內(nèi)楞采用60mm90mm2000mm方木，其容許應(yīng)力f=15MPa，彈性模量E=10000MPa。 外楞、支撐體系、柱箍選用48mm3.5mm鋼管及配套扣件,鋼管的容許應(yīng)力f=215MPa，彈性模量E=2.1105MPa，慣性矩I=1.22*105mm4，截面積A=489mm2，截面抵抗矩W=5078mm3。 穿墻螺桿用12圓鋼做成，其容許拉力N12.9kN配套3形扣件型號為12，其容許荷載

14、12kN。,1.墻體模板計算,本工程剪力墻墻高有4.68m、3.85m、5m、4.5m、3m五種。,F=0.2224200/(25+15) 1.21.221/2=53.75kN/m2,按5m墻高計算： F=245=120kN/m2 取小值得混凝土側(cè)壓力為53.75kN/m2 強度驗算時的荷載設(shè)計值： (1.253.75+21.4) 0.9=60.57kN/m2 撓度驗算時的荷載設(shè)計值： 53.750.9=48.37kN/m2,墻體支模見圖5-19。,圖5-19剪力墻模板施工示意圖,(1)模板面板驗算(按五等跨連續(xù)梁計算) 取1000mm寬的板帶作為驗算對象，則線性荷載q60.57 kN/m。

15、1）抗彎強度驗算：,小于9.68MPa，滿足要求。 2）撓度驗算：,小于L/250225/2500.9mm，滿足要求。 (2).內(nèi)楞方木驗算(按四跨等跨連續(xù)梁計算)1）抗彎強度驗算：,小于15MPa，滿足要求。 2）撓度驗算：,小于L/250450/2501.8mm，滿足要求。 (3)外楞鋼管驗算(按四等跨連續(xù)梁計算) 1）抗彎強度驗算： 作用在鋼管上的集中荷載為 F/=0.2250.45F=0.2250.4551.93=5.26kN,小于215MPa，滿足要求。 2）撓度驗算： 作用在鋼管上的集中荷載為 F/=0.2250.45F=0.2250.4549.4=5.00kN,小于L/250=4

16、50/250=1.8mm，滿足要求。 (4)穿墻螺桿及3形扣件驗算 N=FL2=51.930.450.45=10.52kN小于螺桿N=12.9kN，小于3形扣件容許荷載12kN，滿足要求。,2梁模板計算,根據(jù)主要梁的截面尺寸，分兩種類型： 一、(梁寬300 mm)(梁高1050mm)的，選擇0.000以下300 mm1050 mm截面作為計算對象，梁底距地面2.8m； 選擇0.000以上240 mm900 mm截面作為計算對象，梁底距地面2.1m。 二、(300 mm梁寬600 mm)(梁高1050 mm)的。選擇0.000以上550 mm1600 mm截面作為計算對象。梁截面為550 mm1

17、600 mm，取梁底模小楞、側(cè)模豎楞間距為200mm；300 mm1050 mm,取梁底模小楞、側(cè)模豎楞間距為300mm；梁截面為240 mm900 mm，取梁底模小楞、側(cè)模豎楞間距為350mm。支承梁模架采用雙排鋼管腳手架，立桿間距梁高700 mm為1000mm，梁高700 mm為600mm?？v橫水平桿步距為1500mm。,(1)底模計算(按四跨等跨連續(xù)計算)1)荷載計算,2)抗彎強度驗算：A240 mm900 mm梁：,小于9.68MPa，滿足要求。 B550 mm1600 mm梁：,小于9.68MPa，滿足要求。 C300 mm1050 mm梁：,小于9.68MPa，滿足要求。 3)撓度

18、驗算: A240 mm900 mm梁：,小于L/250350/2501.4mm，滿足要求。 B550 mm1600 mm梁：,小于L/250300/2501.2mm，滿足要求。 C300 mm1050 mm梁：,小于L/250300/2501.2mm，滿足要求。(2)小楞驗算(按簡支梁計算)1)荷載,2)抗彎強度驗算A240 mm900 mm梁：,小于15MPa，滿足要求。 B550 mm1600 mm梁：,小于15MPa，滿足要求。 C300 mm1050 mm梁：,小于15MPa，滿足要求。 3)撓度驗算 A240 mm900 mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，滿足要求

19、。 B550 mm1600 mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，滿足要求。 C300 mm1050 mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，滿足要求. (3)鋼管大楞驗算(按四等跨連續(xù)梁計算) 鋼管大楞跨度取600mm計(梁高小于700mm方為1000mm)，方木小楞間距分別 為350mm、300mm、200mm，作用在鋼管上的集中荷載間距均按330mm作近 似簡化計算。,1)荷載,2)抗彎強度驗算 A240 mm900 mm梁：,小于215MPa，滿足要求。 B550 mm1600 mm梁：,小于215MPa，滿足要求。 C300 mm1050 mm梁：,小于

20、215MPa，滿足要求。 3)撓度驗算 A240 mm900 mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，滿足要求。 B550 mm1600 mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，滿足要求。 C300 mm1050 mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，滿足要求。,(4)鋼管立柱驗算,按兩端鉸接受壓構(gòu)件計算，以連接方式為扣件搭接驗算鋼管立柱穩(wěn)定性。水平桿步距為1500mm，鋼管(48mm3.5mm)立柱連接方式為扣件搭接時，立柱允許荷載N=12.4kN；單個扣件抗滑力NV=8kN。 取截面為550mm1600mm梁進行計算，由鋼管大楞傳給每根立柱的力N

21、=28082=5616N=5.616kNN=12.4kN，滿足要求?？紤]扣件抗滑力NV=8kNN=5.616kN，滿足要求。 立桿穩(wěn)定性計算： 水平桿步距為1500mm，則計算長度為l0=1500mm，鋼管的回轉(zhuǎn)半徑為i= 15.8mm, 則=l0/ i=1500/15.8=94.9，經(jīng)查表得=0.676，按軸 心受壓簡化計算，則 =N/A=5.616103/(0.676489)=16.99N/ mm2 205N/mm2,滿足。,5)側(cè)模驗算,梁側(cè)模立檔采用60mm90mm方木條立放，間距與小楞相同。即：240900梁：350 mm；550900梁：200 mm；3001050梁：300 mm

22、。 1)荷載計算 砼側(cè)壓力 F1=0.22Cto12V1/2F2=cH,經(jīng)計算且取較小值后得240 mm900 mm梁的側(cè)模荷載為19.2kN/m2；550 mm1600 mm梁的側(cè)模荷載為32.4kN/m2；300 mm1050 mm梁的側(cè)模荷載為19.2kN/m2。 振搗時產(chǎn)生的荷載：4kN/m2，則： 強度驗算荷載設(shè)計值：,撓度驗算荷載設(shè)計值：,2)側(cè)模面板驗算(按四等連續(xù)跨計算) A抗彎強度驗算 取荷載拆減系數(shù)為0.9，轉(zhuǎn)化為線荷載：,a.240 mm900 mm梁：,小于9.68MPa，滿足要求。 b.550 mm1600 mm梁：,小于9.68MPa，滿足要求。 c.300 mm1

23、050 mm梁：,小于9.68MPa，滿足要求。 B.撓度驗算 取荷載拆減系數(shù)為0.9，轉(zhuǎn)化為線荷載：,a.240 mm900 mm梁：,小于L/250350/2501.4mm，滿足要求。 b.550 mm1600 mm梁：,小于L/250200/2500.8mm，滿足要求。 c.300 mm1050 mm梁：,小于L/250300/2501.2mm，滿足要求。 3)立檔驗算(240900梁按簡支梁計算，5501600及3001050梁按三跨連續(xù)梁計算)A.抗彎強度驗算 取荷載拆減系數(shù)為0.9，轉(zhuǎn)化為線荷載：,a.240 mm900 mm梁：,小于15MPa，滿足要求。 b.550 mm160

24、0 mm梁：,小于15MPa，滿足要求。 c.300 mm1050 mm梁：,小于15MPa，滿足要求。 B.撓度驗算 取荷載拆減系數(shù)為0.9，轉(zhuǎn)化為線荷載：,a.240 mm900 mm梁：,小于L/250780/2503.1mm，滿足要求。 b.550 mm1600 mm梁：,小于L/250450/2501.8mm，滿足要求。 c.300 mm1050 mm梁：,小于L/250800/2503.2mm，滿足要求。 4)外楞鋼管驗算(按四等連續(xù)跨計算) 240 mm900 mm的梁無外楞，直接用壓腳方木和斜撐支撐，這里僅計算300 mm1050 mm、550 mm1600 mm梁的外楞。 A

25、.抗彎強度驗算 作用在鋼管上的集中荷載為： 300 mm1050 mm梁: =0.30.45F=0.30.4528.64=3.87kN,550 mm1600 mm梁 =0.20.45F=0.20.4544.48=4kN,計算外楞鋼管的內(nèi)力 300 mm1050 mm梁:,小于215MPa，滿足要求。 550 mm1600 mm梁,小于215MPa，滿足要求。 B.撓度驗算 作用在鋼管上的集中荷載為： 300 mm1050 mm梁: =0.30.45F=0.30.4523.04=3.11kN, 撓度為,小于L/400450/4001.1mm，滿足要求。 550 mm1600 mm梁 =0.30.

26、45F=0.30.4538.88=5.25kN, 撓度為,小于L/400450/4001.1mm，滿足要求。 5)對拉螺桿及3形扣件驗算(只計算3001050梁及550 mm1600 mm梁) 300 mm1050 mm梁:N=Fab=28.640.450.45=5.8kN 550 mm1600 mm梁:N=Fab=44.480.450.45=9kN小于螺桿N=12.9KN，小于3形扣件容許荷載12kN，滿足要求。 梁支模見圖5-20。,圖5-20梁板支模施工示意圖,3.樓板模板計算,樓板0.000以下厚度有250 mm ，0.000以上厚度有100mm、120mm兩種，滿堂架用483.5鋼管

27、搭設(shè)，立桿間距1000mm，楞木間距：250厚為300mm，其余為400mm。取120 mm、250mm厚樓板進行計算。地下室部分及C、D棟1層樓板的支架，兩端與中間每隔4排立桿從頂層開始向下每隔兩步設(shè)一道水平剪刀撐。滿堂架四邊與中間每隔4排支架立桿設(shè)一道縱向剪刀撐。樓板支模見圖5-19。,(1)荷載計算,1)驗算強度荷載設(shè)計值：,250厚樓板：（0.18+6+0.275）1.2+2.51.40.9=10.12 kN/m2 120厚樓板：（0.18+2.88+0.132）1.2+2.51.40.9=6.6kN/m2,2)驗算撓度荷載設(shè)計值： 250厚樓板：（0.18+6+0.275）1.20.

28、9=6.97 kN/m2 120厚樓板：（0.18+2.88+0.132）1.20.9=3.44 kN/m,(2)模板驗算 取1000mm寬板帶進行計算，則線性荷載： 250厚樓板：q1=11.240.9=10.12 kN/mq2=7.740.9=6.97 kN/m120厚樓板：q1=7.30.9=6.6kN/mq2=3.820.9=3.44 kN/m,1)抗彎強度驗算 250厚樓板：,120厚樓板：,均小于9.68，滿足要求。 2)撓度驗算 250厚樓板：,小于L/250300/2501.2mm，滿足要求。 120厚樓板：,小于L/250400/2501.6mm，滿足要求。 (3)楞木驗算 1)荷載,2)抗彎強度驗算 250厚樓板,