模板脚手架设计算例

模板设计第一节模板设计荷载计算及有关规定一、模板及支架的荷载标准值（一）永久荷载标准值1、模板及其支架自重标准值（G1K）应根据模板设计图确定。对肋形楼盖及无梁楼板的自重标准值可按表（表1-1）表1-1模板构件的名称木模板（KN/m2）钢模板（KN/m2）平板的模板及小梁0.30.5楼板的模板（包括梁的模板）0.50.75楼板模板及其下支架（楼层高度4m以下）0.751.102、新浇筑砼自重标准值（），对普通砼可采用24KN/m3，其他砼可根据实际重力密度确定。3、钢筋自重标准值（）应根据工程设计图确定。对一般梁板结构每立方米钢筋砼的钢筋自重标准值：楼板可取1.1KN；梁可取1.5KN。4、当采用内部振捣器时，新浇砼作用于模板的侧压力标准值（）可按下式计算，并取两式中取最小值：（1）（2）式中-----------新浇砼作用与模板的侧压力计算值KN/m2----------砼的容重KN/m3----------外加剂影响系数；不加外加剂=1.0加有缓凝的外加剂=1.2---------坍落度（s）影响系数；当坍落度小于30mm时，取0.85；坍落度为50~90mm时，取1.0；坍落度为110~150mm时，取1.15；t0---------新浇砼的初凝时间（h），按试验确定；当缺乏试验资料时，可采用T------------砼浇注时砼的温度（取气温+20℃）-----------砼浇筑速度（m/h）----------砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面的总高度（m）；砼侧压力的计算分布图如下图（二）可变荷载标准值1、施工人员及设备自重荷载标准值（）当计算模板和直接支撑模板小梁时，均布荷载取2.5KN/m2，再用集中力P=2.5KN进行验算，比较两者所获得的弯矩值取较大值;当计算直接支撑小梁的主肋时，均布荷载取1.5KN/m2；当计算支架立柱及其他支撑结构构件时，均布荷载可取1.0KN/m2。注：①对大型浇筑设备，如上料平台、砼输送泵等按实际情况计算；采用布料机上料进行浇筑时，活荷载取4KN/m2砼堆积高度超过100mm以上者按实际高度计算。③模板单块宽度小于150mm时，集中荷载可分布于相邻的两块板面上。2、振捣砼产生的荷载标准值（），对水平模板可采用2KN/m2对垂直面模板可采用4KN/m2，且作用范围在新浇筑砼侧压力有效压头高度之内。3、倾倒砼时，对垂直面模板产生的水平荷载标准值（）可按表1-2采用倾倒砼产生的水平荷载标准值（KN/m2）表1-2向内部模板供料的方法水平荷载用串桶、溜槽、导管2容量小于0.2m3的运输器具2容量为0.2~0.8m3的运输器具4容量大于0.8m3的运输器具6注：作业范围在有效压头高度以内二、荷载设计值（一）计算模板及支架结构或构件的强度、稳定性和连接强度时，应采用荷载设计值（荷载标准值×荷载分项系数）（二）计算正常使用极限状态的变形时，采用荷载标准值（三）载设分项系数应按表1-3表1-3项目计算承载力模板及其支架自重标准值（）永久荷载分项系数（1）当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合应取1.35；（2）当其效应对结构有利时：一般取1.0对结构的倾覆、滑移验算应取0.9现浇素砼自重标准值（）钢筋自重标准值（）新浇砼对模板的侧压力标准值（）施工人员及设备自重荷载标准值（）永久荷载分项系数一般情况下应取1.4对于标准值大于4KN/m2的活荷载应取1.3。振捣砼产生的荷载标准值（）倾倒砼时产生的水平荷载标准值（）风荷载（）1.4（四）钢面板及支架作用荷载设计值可乘以系数0.95进行折减。当采用冷弯薄壁型钢时，其荷载设计值不应折减三、荷载组合参与计算模板及其支架荷载效应组合的各项荷载标准值组合应符合下表1-4的规定。表1-4项目参与组合的荷载类别计算承载力计算挠度1平板和薄壳的模板及支架+++++2梁和拱的底模板及支架+++++3梁、拱、柱（边长不大于300mm）、墙（厚度不大于100mm）的侧面模板+4大体积结构、柱（边长不大于300mm）、墙（厚度不大于100mm）的侧面模板+注：计算挠度荷载取标准值；计算承载力应采用荷载设计值。四、变形值规定（一）于验算模板及支架的刚度时，其最大变形值不得超过下列允许值：1、对于结构表面外露的模板，为模板计算跨度的L/4002、对于结构表面隐蔽的模板，为模板计算跨度的L/2503、支架的压缩变形或单性挠度，为相应的结构计算跨度的L/1000（二）组合钢模板结构或其构配件的最大变形值不得超过1-5的规定。组合钢模板结构或其构配件的容许变形值（mm）表1-5部件名称容许变形值钢模板的面板≤1.5单块钢模板≤1.5钢楞L/500或≤3.0柱箍B/500或≤3.0桁架、钢模板结构体系L/1000支撑系统累计≤4.0第二节设计示例算例一：现浇楼板模板计算某现浇梁板结构，楼板160mm厚，采用12mm胶合板作底模，胶合板尺寸为1000mm*2000mm；用50*100mm方木作小肋（次肋），方木长度4m，间距250mm；主肋用两根外径48mm壁厚3mm钢管，间距1200mm；支柱用外径48mm壁厚3mm钢管，支柱上放承托，支柱横杆间距为1200mm，试对模板和支撑系统进行验算。一、计算荷载：1、模板自重：2、砼自重：3、钢筋自重：4、施工荷载：二、计算：胶合板模板因方木长向沿胶合板长向布置，且在胶合板长向接缝处有方木，故胶合板单向受力。因胶合板宽度1000mm，而方木间距为250mm，故胶合板应简化为：实际按三跨连续单向板计算，取1000mm宽为计算单元。1、计算强度：故：胶合板允许应力（可行）2、扰度计算：荷载取标准值，且。取1m宽为计算单元：模板挠度胶合板：；，可行。三、计算支承胶合板模板的小肋（50×100mm的方木）此时，小肋承受的荷载应为，其中0.25m为方木的间距。方木长度一般为4m，主肋间距为1.2m，则又按三跨连续梁进行计算。1、强度计算方木允许应力，可行。2、挠度计算，可行。四、计算支承小肋的主肋1、强度计算主肋采用钢管，支柱间距为1200mm，则钢管受到小肋传来的集中力，钢管长度为6米，则受力图应为：为计算方便，一方面计算跨数取3跨，另一方面计算荷载取等量的均布荷载，从而得到计算简图为：从而得到：外径48mm壁厚3.0mm钢管，w=4.493cm3钢管的允许拉应力，可行。2、挠度计算，，，可行。五、计算支承主肋的支柱钢管每根钢管承担的力：取横杆步距为12mm，则主杆长细比为：查表，，可行。算例二：胶合板墙模商业楼地下室墙厚450mm，高5.0m，每节模板高2.5m，采取分节浇筑混凝土，每节浇筑高度为2.5m，浇筑速度，混凝土重力密度，浇筑时温度，采用胶合板模板，散装散拆。试计算确定模板厚度和内楞截面和间距。解：1、计算简图（1）面板（12mm厚胶合板）一般为超过5跨的连续梁一般为三跨以上的连续梁（2）肋（内楞）一般为三跨以上的连续梁（3）脊楞（2~3跨）一般按均布荷载多跨连续梁计算2、计算荷载（1）面板计算时的荷载：a、新浇混凝土时模板的侧压力（取）取两者中的较小值，作为对模板侧压力的标准值，并考虑倾倒混凝土产生的水平荷载标准值，分别取荷载分项系数1.2和1.4，则作用于模板的总荷载设计值为：3、强度、挠度计算（1）面板一般按三跨连续梁计算，强度M=（1/10）ql2;ω=ql4/(150EI)取胶合板的厚度为12mm模板截面强度由式：取：杨木胶合板强度，故满足强度要求。刚度计算：采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用，则：模板挠度：故知，刚度不满足要求，方木间距应减少。（3）肋——内楞计算（强度、刚度计算方法同面板）设内楞（肋）的截面为取背楞间距为600mm。内楞承受的弯矩为（3）脊楞：按均布荷载计算（略）算例三、墙模用钢制大模板计算实例已知大模板构造尺寸2750×4900（mm），面板用6mm钢板，内楞采用，间距300mm，背楞采用2，间距如图所示。一、大模板的最大侧压力大模板主要承受混凝土的侧压力，根据国内外大量试验研究，当大模板的高度H=2.5~3.0m时，侧压力的分布图可用下图表示。当最大侧压力Fmax=50/m2时，在2.1m以上按三角形分布，2.1m以下按矩形分布。1、面板验算：（按三跨连续梁计算）超过允许值。2、内楞计算：间距的截面系数、惯性矩横肋为两段带悬臂的三跨连续梁。强度验算：挠度验算：悬臂部分挠度跨中部分挠度，以上、中、下三道穿墙螺栓为支承点。算例四、柱模板计算柱截面尺寸为600mm×800mm，柱高4m，用12mm厚胶合板作模板，用50mm×100mm方木作肋，间距200mm，设型钢作柱箍，试验算模板、方木、柱箍。混凝土浇筑时，，温度，一、确定计算简图1、模板模板计算简图方木计算简图2、方木3、柱箍柱箍计算简图二、确定荷载荷载计算简图取较小值则计算挠度用的；计算挠度用的；计算挠度用的三、强度计算1、模板取一半宽为计算单元则；2、方木3、柱箍□60×40×2.5方钢管四、变形计算1、模板挠度2、方木挠度3、柱箍解决办法：加一穿墙螺栓。算例五梁模板案例某现浇梁板结构，断面图如下图1，梁长7.2m，离地面4m高。模板支撑图如图2，木材fc=10N/mm2，fv=1.4N/mm2，混凝土重力密度为，试验算模板、方木、钢管、支柱。图1图2解：一、受力分析1、梁底模：250mm宽胶合板，三根方木支承，单向受力，应接两跨连续单向板计算。2、梁底方木：中间一根方木受力应最大，受荷范围应为125mm宽，底部钢管是其支承点，间距1000mm。一般方木为4根，应按三跨连续梁。3、梁侧模方木是其支承，按三跨连续单向板考虑。4、梁侧模的方木：钢管是其支承，间距1000mm，按三跨考虑。5、梁侧钢管6、梁底钢管二、荷载、强度、挠度计算（一）梁底模1、荷载①底模自重②混凝土自重③钢筋自重④振捣混凝土产生的荷载作用于梁底模板上的计算荷载2、强度不可行方法：加厚底板胶合板或改用50mm厚板材，若将胶合板改用15mm厚则可满足。3、变形（二）梁底方木1、荷载①底模自重②混凝土自重③钢筋自重④振捣混凝土产生的荷载则2、强度可行3、变形（三）梁侧模1、荷载新浇混凝土侧压力取2、强度取矩形荷载计算：12mm厚胶合板3、变形（四）梁侧方木1、荷载2、强度可行3、变形可行（五）梁侧钢管不可行方法：应加一对拉螺栓（六）梁底钢管P值计算如下：合计为取支柱间距为，则不可行，方法：中间加设一根支柱。脚手架算例计算实例一某高层建筑施工，需搭设50.0m高双排钢管脚手架。搭设方案初步确定为立杆横距；立杆纵距；内立杆距建筑物外墙皮距离；脚手架步距。考虑装修时施工作业层数位二层，铺二层脚手板，连墙杆布置为二步三跨。设计计算脚手架。一、验算立杆的稳定性按不组合风荷载进行验算查表：∴钢管采用，查表5.2.8得：，由于，查表得：∴方案可行。若将立杆改为，则，，查表得：方案也可行。二、验算立杆的最大搭设高度查表：三、验算连墙杆：[略]计算实例二某现浇楼板层高21.8m，现浇钢筋混凝土板厚300mm，现浇板宽度12m，立杆间距采用1.2m×1.2m，步距1.8m。则立杆所受荷载：1．模板自重0.5KN/m22．混凝土自重0.3×24=7.2KN/m23．钢筋自重1.3KN/m24．振捣混凝土产生2KN/m2作用于立杆顶部的荷载：架体自重：，查表得：，不可行若将步距调整到1.2m。则不变，，，仍然不能满足要求。如改为满堂支撑架顶部立杆段N=N1=19.6KN此时，不能满足要求此时通过调整步距，效果不大必须要减小立杆间距，若减小到1m×1m，则N=13.6KN将减小为则则仍不满足若将间距改为0.9m×0.9m，则N=11.01KN可行立杆底部：基本可行。