模板设计.

混凝土结构施工内容提要模板设计3．4模板设计学习情境3混凝土结构模板分项工程1设计原则（1）保证构件的形状尺寸及相互位置的正确；（2）有足够的强度刚度和稳定性；（3）力求构造简单，装拆方便；（4）模板的长向批拼接接头应错开以增加模板刚度；（5）内楞应垂直模板方向。直接承受模板传来的荷载；外楞与内楞垂直，用来承受内楞传来的荷载。一、概述2模板的基本构造及传力路线模板和支架的设计：包括选型、选材、荷载计算、结构计算、拟定制作安装和拆除方案、绘制模板图。一般模板都由面板、次肋、主肋、对销螺栓、支撑系统等几部分组成，作用于模板的荷载传递路线一般为面板—次肋—主肋—对销螺栓（支撑系统）。设计时可根据荷载作用状况及各部分构件的结构特点进行计算。对于矩形截面的混凝土柱，一般采用胶合板面板做模板，50×100木枋做竖内楞，双钢管和钢筋拉杆做柱箍。用双钢管和钢筋拉杆做柱箍用扣件钢管做梁板模板的支模架是目前国内主流的支模方式，其优点为搭设灵活，通用性强，缺点为扣件的传力不直接，受人为因素影响大。混凝土梁底模混凝土楼板底模竖向结构施工——墙模板墙模板的特点为混凝土的浇筑速度快，模板侧压力大，应充分注意模板竖内楞、钢管横外楞以及对拉螺栓的间距，防止胀模和炸模。木枋内楞C型钢内楞模板设计计算中，根据模板面板厚度，以内竖楞为模板面板的支点，取面板一定宽度为计算单元宽度，可按三跨连续梁计算，以此可确定内竖楞的间距。依面板厚度，确定内竖楞间距单元宽度计算外双钢管横楞间距计算单元宽度计算外双钢管横肋间距时，以一根内竖楞为等效梁单元，以外横钢管为内竖楞梁的支点，也可按三跨连续梁计算，以此确定外横楞的间距。计算单元宽度计算对拉螺栓间距确定内外模对拉螺栓间距时，以双钢管外横肋为等效梁，计算单元宽度为两横肋间间距，以对拉螺栓为该梁的支点。3设计步骤（1）在调查研究的基础上或根据经验确定模板的构造(方案)；（2）根据构造确定计算简图，计算荷载；（3）计算内力；（4）验算刚度和强度。二模板的荷载作用在模板系统上的荷载分为永久荷载和可变荷载。永久荷载：模板与支架的自重、新浇筑混凝土自重、钢筋自重，可变荷载：施工人员及施工设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载，以及倾倒混凝土时产生的荷载等。1恒载分项系数为1.21）模板及其支撑自重标准值模板构件名称木模板（kN/m2）定型组合钢模板（kN/m2）平板的模板及小楞的自重0.30.5楼板模板的自重（包括梁）0.50.75楼板模板及其支架自重0.751.12）混凝土自重标准值24kN/m33）钢筋自重标准值板：1.1kN/m3梁：1.5kN/m32活荷载分项系数1.44）施工人员及设备荷载a）计算模板及直接支撑的小楞时,均布荷载为2.5kN/m2,再以集中荷载2.5kN验算,比较两者弯距值取大者b）计算直接支撑小楞结构构件时，均布荷载取1.5kN/m2c）计算支架立柱及其它支撑结构构件时，均布荷载为1.0kN/m25)振捣混凝土时产生的荷载对水平模板2kN/m2对垂直模板4kN/m26）新浇混凝土对模板的侧压力(分项系数1.2)21210122.0VtFC22/72324mKNHFC取小值式中F——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN／m2)；rc——混凝土的密度(kN／m3)；to——新浇筑混凝土的初凝时间(h)，可按实测确定。当缺乏试验资料时，可采用t0=200／(T+15)计算(T为混凝土的温度℃)；β1——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；β2——混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85；50～90mm时，取1.0；110～150mm时，取1.15；V——混凝土的浇筑速度(m／h)；H——混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度(m)；7）倾倒混凝土时产生的荷载倾倒混凝土时产生的水平荷载向模板中供料方法水平荷载（kN/m2)用溜槽，串筒或导管输出2用容量小于等于0.2m3的运输器具倾倒2用容量大于等于0.2m3的运输器具倾倒4用容量大于0.8m3的运输器具倾倒68）风荷载标准值风荷载标准值按《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）的规定采用，其中基本风压除按不同地形调整外，可乘以0.8的临时结构调整系数，即风荷载的标准值wk为：模板工程设计中，计算模板及支架的荷载设计值时，应根据下进行荷载效应组合，并对永久荷载的分项系数取1.2，可变荷载的分项系数取1.4。另外，因模板工程属临时性工程，设计钢模板及支架时，其截面塑性发展系数取1.0，设计荷载值可乘以0.85予以折减；设计木模板及支架时，设计荷载值乘以0.9予以折减；采用冷弯薄壁型钢时，其设计荷载值不予折减。三荷载组合参与模板及其支架荷载效应组合的各项荷载项目荷载类别计算承载能力验算刚度平板和薄壳的模板及支架1+2+3+41+2+3梁和拱模板的底板及支架1+2+3+51+2+3梁,拱,柱(边长≦300),墙(厚≦100)的侧模板5+66梁,拱,柱(边长300),墙(厚100)的侧模板6+761）模板及其支撑自重标准值2）混凝土自重标准值3）钢筋自重标准值4）施工人员及设备荷载5)振捣混凝土时产生的荷载6）新浇混凝土对模板的侧压力7）倾倒混凝土时产生的荷载四模板工程计算要点1）计算简图模板计算简图取为简支梁或连续梁面板取单元宽度进行计算、内楞和外楞、小楞和大楞或桁架（除对拉螺栓及竖向支撑外）均可视为梁，支承跨度等于或多于两跨的可以视为连续梁。2）设计荷载取值当按承载力极限状态计算模板及支撑承载力或稳定性时取荷载的设计值；当按正常使用极限状态验算受弯部件的变形时，取荷载的标准值。3）计算内容与规定①计算内容主要有：模板构件的承载能力和刚度计算；模板构件中竖向支撑或斜撑的稳定性验算。②验算模板及支撑的刚度时，规范允许的变形值为：结构表面外露的模板：≤L／400（L为模板构件的计算跨度）；结构表面隐蔽的模板：≤L／250；模板支撑的压缩变形值或弹性挠度：≤相应结构自由跨度L／1000。当验算模板及支架在自重和风荷载作用下的抗倾覆稳定性时，抗倾覆系数≥1.15。施工手册P154施工手册P71施工手册P63施工手册P152施工手册P79施工手册P72例题:课本P243例题1求某楼面外露单梁(300×600)的底模(木模板厚5cm)支撑间距。（木材fw=1.1×104kN/m2，E＝9×106KN/m2，木材自重为0.5kN/m2）。求LLLL2max101qlMEIqlu400677.0注：模板设计中，一般可按三跨连续梁计算解:1、计算简图2、求荷载（1）模板自重：0.5kN/m2×0.3m=0.15kN/m（2）砼自重：24×0.6×0.3=4.32kN/m（3）钢筋重量：1.5×0.6×0.3=0.27kN/m（5）振捣砼荷载：2.0kN/m2×0.3m=0.6kN/m3、荷载组合LLL300600计算承载力：（1）+（2）+（3）+（5）q1=[（0.15+4.32+0.27)*1.2+0.6*1.4]*0.9=5.875kN/m计算刚度：（1）+（2）+（3）q2=0.15+4.32+0.27=4.74kN/m承载力验算计算弯矩：M=q1L2/10=0.5875L2（kN.m）令：M=MT0.5875L2=1.375得L=1.53m5、刚度验算[u]=0.0067q2L4/EI且[u]≦L/400抵抗弯矩：MT=[fw]W=1.1*104*0.3*0.052/6=1.375（kN.m）•取[u]=L/400•得L=1.30m•综合4，5两步取支撑间距为1.3m40005.03.012110974.40067.0364LL由[u]=0.0067q2L4/EI[u]≦L/400代入数据例题2．某高层建筑墙板采用大模板施工，其摸板形式如图所示，墙板厚180mm，高3.0m，宽3.3m，采用P3015模板，已知混凝上的重力密度为24KN/m2，浇筑温度为20°C，不加外加剂，混凝土的坍落度为7cm，混凝上浇筑速度为1.8m/h，采用插入式振捣器。验算对销螺栓M18的内力（螺栓M18的容许拉力为38.20kN）。•振捣混凝上产生的荷载为4KN/m2解：1、荷载设计值(1)混凝土侧压力1)混凝土侧压力标准值21210122.0VtFC坍落度（cm）＜35～911～15修正系数β20.851.01.15•其中：71.51520200152000Tt2211/4.408.11171.52400022.0mKNF22/72324mKNHFC取两者中小值，即F1=40.4kN/m2。2）混凝土侧压力设计值:F1’=F1×分项系数×折减系数=40.4×1.2×0.85＝41.21kN/m2(2)倾倒混凝土时产生的水平荷载为4kN/m2设计值为F2’=4×1.4×0.85=4.76kN/m2。(3)荷载组合F=F1’+F2’=41.21+4.76=45.97kN/m22、对拉螺栓验算对拉螺栓的拉力N=F×内楞间距×外楞间距＝45.97×0.75×0.9＝31.03kN＜容许拉力38.20kN满足