现浇混凝土结构模板的设计.ppt

现浇混凝土结构模板的设计,(一)模板设计的内容和原则(二)模板结构设计的基本内容(三)模板结构设计示例,(一)模板设计的内容和原则,1.设计的内容模板设计的内容，主要包括选型、选材、配板、荷载计算、结构设计和绘制模板施工图等。各项设计的内容和详尽程度，可根据工程的具体情况和施工条件确定。2.设计的主要原则(1)实用性主要应保证混凝土结构的质量，具体要求是:1)接缝严密，不漏浆；2)保证构件的形状尺寸和相互位置的正确；3)模板的构造简单，支拆方便。,2)安全性保证在施工过程中，不变形，不破坏，不倒塌。(3)经济性针对工程结构的具体情况，因地制宜，就地取材，在确保工期、质量的前提下，减少一次性投入，增加模板周转，减少支拆用工，实现文明施工。,(二)模板结构设计的基本内容,.荷载及荷载组合.模板结构的挠度要求,.荷载及荷载组合,1.荷载计算模板及其支架的荷载，分为荷载标准值和荷载设计值，后者以荷载标准值乘以相应的荷载分项系数。,(1)荷载标准值(2)荷载设计值(3)荷载折减(调整)系数2.荷载组合,(1)荷载标准值,1)模板及支架自重标准值应根据设计图纸确定。对肋形楼板及无梁楼板模板的自重标准值，见表53。,表53模板及支架自重标准值(kN/m3),2)新浇混凝土自重标准值对普通混凝土，可采用24kN/m3；对其他混凝土，根据实际重力密度确定。3)钢筋自重标准值按设计图纸计算确定。一般可按每立方米混凝土含量计算：框架梁1.5kN/m3楼板1.1kN/m34)施工人员及设备荷载标准值:计算模板及直接支承模板的小楞时，对均布荷载取2.5kN/m2，另应以集中荷载2.5kN再进行验算，比较两者所得的弯矩值，按其中较大者采用；计算直接支承小楞结构构件时，均布活荷载取1.5kN/m2；计算支架立柱及其他支承结构构件时，均布活荷载取1.0kN/m2。说明：对大型浇筑设备如上料平台、混凝土输送泵等，按实际情况计算。混凝土堆集料高度超过300mm以上者，按实际高度计算。模板单块宽度小于150mm时，集中荷载可分布在相邻的两块板上。,5)振捣混凝土时产生的荷载标准值对水平面模板可采用2.0kN/m2；对垂直面模板可采用4.0kN/m2(作用范围在新浇筑混凝土侧压力的有效压头高度以内)。6)模板侧面的压力标准值采用内部振捣器时，可按以下两式计算，并以较小值：,图5-18侧压力计算分布图其中：h为有效压头高度,新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kN/m2)；混凝土的重力密度(kN/m3)；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，可采用计算(为混凝土的温度)；混凝土的浇筑速度(m/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)；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；,混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，计算分布图取0.85；5090mm时，取1.0；110150mm时，取1.15。混凝土侧压力的计算分布图形，见图5-18。7)倾倒混凝土时产生的荷载标准值倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载标准值，可按表54采用。,表54倾倒混凝土时产生的水平荷载(kN/m2),注：作用范围在有效压头高度以内。,除上述7项荷载外，当水平模板支撑结构的上部继续浇筑混凝土时，还应考虑由上部传递下来的荷载。,(2)荷载设计值,计算模板及其支架的荷载设计值，应为荷载标准值乘以相应的荷载分项系数，见表55。,表55模板及支架荷载分项系数表,(3)荷载折减(调整)系数,模板工程属临时性工程。由于我国目前还没有临时性工程的设计规范，所以只能按正式结构设计规范执行。由于新的设计规范以概率理论为基础的极限状态设计法代替了容许应力设计法，又考虑到原规范对容许应力值作了提高，因此原混凝土结构工程施工及验收规范(GB50204-92)进行了套改。1)对钢模板及其支架的设计，其荷载设计值可乘以0.85系数予以折减，但其截面塑性发展系数取1.0。2)采用冷弯薄壁型钢材，由于原规范对钢材容许应力值不予提高，因此荷载设计值也不予折减，系数为1.0。3)对木模板及其支架的设计，当木材含水率小于25%时，其荷载设计值可乘以0.9系数予以折减。4)在风荷载作用下，验算模板及其支架的稳定性时，其基本风压值可乘以0.8系数予以折减。,2.荷载组合,(1)荷载类别及编号见表56。,表56荷载类别及编号,(2)荷载组合见表57。,表57荷载组合,.模板结构的挠度要求,模板结构除必须保证足够的承载能力外，还应保证有足够的刚度。因此，应验算模板及其支架的挠度，其最大变形值不得超过下列允许值:1.构表面外露(不做装修)的模板，为模板构件计算跨度的1/400。2.构表面隐蔽(做装修)的模板，为模板构件计算跨度的1/250。3.支架的压缩变形值或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的1/1000。当梁板跨度4m时，模板应按设计要求起拱；如无设计要求，起拱高度宜为全长跨度的1/10003/1000，钢模板取小值(1/10002/1000)。,4.组合钢模板技术规范(GB50214-2001)规定:(1)结构允许挠度按表58执行。,表58模板结构允许挠度,注：L为计算跨度，B为柱宽。(2)算模板及支架在自重和风荷载作用下的抗倾覆稳定性时，其抗倾倒系数不小于1.15。5.钢框胶合板模板技术规程(JGJ96-95)规定:(1)面板各跨的挠度计算值不宜大于面板相应跨度的1/300，且不宜大于1mm。(2)的挠度计算值，不宜大于钢楞相应跨度的1/1000，且不宜大于1mm。,（三）模板结构设计示例,【例5.1】根据人、机、物等客观条件及施工组织要求，确定模板体系如下：梁、楼板、柱、墙采用1830mm915mm20mm的木胶合板制作而成，其容许应力f=9.68MPa，弹性模量E=4680MPa。内楞采用60mm90mm2000mm枋木，其容许应力f=15MPa，弹性模量E=10000MPa。外楞、支撑体系、柱箍选用48mm3.5mm钢管及配套扣件,钢管的容许应力f=215MPa，弹性模量E=2.1105MPa，惯性矩I=1.22*105mm4，截面积A=489mm2，截面抵抗矩W=5078mm3。穿墙螺杆用12圆钢做成，其容许拉力N12.9kN配套3形扣件型号为12，其容许荷载12kN。试设计该工程的的模板。,解题过程,1.墙体模板计算,本工程剪力墙墙高有4.68m、3.85m、5m、4.5m、3m五种。,墙体支模见图5-19。,图5-19剪力墙模板施工示意图,(1)模板面板验算(按五等跨连续梁计算)取1000mm宽的板带作为验算对象，则线性荷载q60.57kN/m。1）抗弯强度验算：,小于9.68MPa，满足要求。2）挠度验算：,小于L/250225/2500.9mm，满足要求。(2).内楞方木验算(按四跨等跨连续梁计算)1）抗弯强度验算：,小于15MPa，满足要求。2）挠度验算：,小于L/250450/2501.8mm，满足要求。(3)外楞钢管验算(按四等跨连续梁计算)1）抗弯强度验算：作用在钢管上的集中荷载为F/=0.2250.45F=0.2250.4551.93=5.26kN,小于215MPa，满足要求。2）挠度验算：作用在钢管上的集中荷载为F/=0.2250.45F=0.2250.4549.4=5.00kN,小于L/250=450/250=1.8mm，满足要求。(4)穿墙螺杆及3形扣件验算N=FL2=51.930.450.45=10.52kN小于螺杆N=12.9kN，小于3形扣件容许荷载12kN，满足要求。,2梁模板计算,根据主要梁的截面尺寸，分两种类型：一、(梁宽300mm)(梁高1050mm)的，选择0.000以下300mm1050mm截面作为计算对象，梁底距地面2.8m；选择0.000以上240mm900mm截面作为计算对象，梁底距地面2.1m。二、(300mm梁宽600mm)(梁高1050mm)的。选择0.000以上550mm1600mm截面作为计算对象。梁截面为550mm1600mm，取梁底模小楞、侧模竖楞间距为200mm；300mm1050mm,取梁底模小楞、侧模竖楞间距为300mm；梁截面为240mm900mm，取梁底模小楞、侧模竖楞间距为350mm。支承梁模架采用双排钢管脚手架，立杆间距梁高700mm为1000mm，梁高700mm为600mm。纵横水平杆步距为1500mm。,(1)底模计算(按四跨等跨连续计算)1)荷载计算,2)抗弯强度验算：A240mm900mm梁：,小于9.68MPa，满足要求。B550mm1600mm梁：,小于9.68MPa，满足要求。C300mm1050mm梁：,小于9.68MPa，满足要求。3)挠度验算:A240mm900mm梁：,小于L/250350/2501.4mm，满足要求。B550mm1600mm梁：,小于L/250300/2501.2mm，满足要求。C300mm1050mm梁：,小于L/250300/2501.2mm，满足要求。(2)小楞验算(按简支梁计算)1)荷载,2)抗弯强度验算A240mm900mm梁：,小于15MPa，满足要求。B550mm1600mm梁：,小于15MPa，满足要求。C300mm1050mm梁：,小于15MPa，满足要求。3)挠度验算A240mm900mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，满足要求。B550mm1600mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，满足要求。C300mm1050mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，满足要求.(3)钢管大楞验算(按四等跨连续梁计算)钢管大楞跨度取600mm计(梁高小于700mm方为1000mm)，方木小楞间距分别为350mm、300mm、200mm，作用在钢管上的集中荷载间距均按330mm作近似简化计算。,1)荷载,2)抗弯强度验算A240mm900mm梁：,小于215MPa，满足要求。B550mm1600mm梁：,小于215MPa，满足要求。C300mm1050mm梁：,小于215MPa，满足要求。3)挠度验算A240mm900mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，满足要求。B550mm1600mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，满足要求。C300mm1050mm梁：,小于L/250=600/250=2.4mm，满足要求。,(4)钢管立柱验算,按两端铰接受压构件计算，以连接方式为扣件搭接验算钢管立柱稳定性。水平杆步距为1500mm，钢管(48mm3.5mm)立柱连接方式为扣件搭接时，立柱允许荷载N=12.4kN；单个扣件抗滑力NV=8kN。取截面为550mm1600mm梁进行计算，由钢管大楞传给每根立柱的力N=28082=5616N=5.616kNN=12.4kN，满足要求。考虑扣件抗滑力NV=8kNN=5.616kN，满足要求。立杆稳定性计算：水平杆步距为1500mm，则计算长度为l0=1500mm，钢管的回转半径为i=15.8mm,则=l0/i=1500/15.8=94.9，经查表得=0.676，按轴心受压简化计算，则=N/A=5.616103/(0.676489)=16.99N/mm2205N/mm2,满足。,5)侧模验算,梁侧模立档采用60mm90mm方木条立放，间距与小楞相同。即：240900梁：350mm；550900梁：200mm；3001050梁：300mm。1)荷载计算砼侧压力F1=0.22Cto12V1/2F2=CH,经计算且取较小值后得240mm900mm梁的侧模荷载为19.2kN/m2；550mm1600mm梁的侧模荷载为32.4kN/m2；300mm1050mm梁的侧模荷载为19.2kN/m2。振捣时产生的荷载：4kN/m2，则：强度验算荷载设计值：,挠度验算荷载设计值：,2)侧模面板验算(按四等连续跨计算)A抗弯强度验算取荷载拆减系数为0.9，转化为线荷载：,a.240mm900mm梁：,小于9.68MPa，满足要求。b.550mm1600mm梁：,小于9.68MPa，满足要求。c.300mm1050mm梁：,小于9.68MPa，满足要求。B.挠度验算取荷载拆减系数为0.9，转化为线荷载：,a.240mm900mm梁：,小于L/250350/2501.4mm，满足要求。b.550mm1600mm梁：,小于L/250200/2500.8mm，满足要求。c.300mm1050mm梁：,小于L/250300/2501.2mm，满足要求。3)立档验算(240900梁按简支梁计算，5501600及3001050梁按三跨连续梁计算)A.抗弯强度验算取荷载拆减系数为0.9，转化为线荷载：,a.240mm900mm梁：,小于15MPa，满足要求。b.550mm1600mm梁：,小于15MPa，满足要求。c.300mm1050mm梁：,小于15MPa，满足要求。B.挠度验算取荷载拆减系数为0.9，转化为线荷载：,a.240mm900mm梁：,小于L/250780/2503.1mm，满足要求。b.550mm1600mm梁：,小于L/250450/2501.8mm，满足要求。c.300mm1050mm梁：,小于L/250800/2503.2mm，满足要求。4)外楞钢管验算(按四等连续跨计算)240mm900mm的梁无外楞，直接用压脚方木和斜撑支撑，这里仅计算300mm1050mm、550mm1600mm梁的外楞。A.抗弯强度验算作用在钢管上的集中荷载为：300mm1050mm梁:=0.30.45F=0.30.4528.64=3.87kN,550mm1600mm梁=0.20.45F=0.20.4544.48=4kN,计算外楞钢管的内力300mm1050mm梁:,小于215MPa，满足要求。550mm1600mm梁,小于215MPa，满足要求。B.挠度验算作用在钢管上的集中荷载为：300mm1050mm梁:=0.30.45F=0.30.4523.04=3.11kN,挠度为,小于L/400450/4001.1mm，满足要求。550mm1600mm梁=0.30.45F=0.30.4538.88=5.25kN,挠度为,小于L/400450/4001.1mm，满足要求。5)对拉螺杆及3形扣件验算(只计算3001050梁及550mm1600mm梁)300mm1050mm梁:N=Fab=28.640.450.45=5.8kN550mm1600mm梁:N=Fab=44.480.450.45=9kN小于螺杆N=12.9KN，小于3形扣件容许荷载12kN，满足要求。梁支模见图5-20。,图5-20梁板支模施工示意图,3.楼板模板计算,楼板0.000以下厚度有250mm，0.000以上厚度有100mm、120mm两种，满堂架用483.5钢管搭设，立杆间距1000mm，楞木间距：250厚为300mm，其余为400mm。取120mm、250mm厚楼板进行计算。地下室部分及C、D栋1层楼板的支架，两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔两步设一道水平剪刀撑。满堂架四边与中间每隔4排支架立杆设一道纵向剪刀撑。楼板支模见图5-19。,(1)荷载计算,1)验算强度荷载设计值：,250厚楼板：（0.18+6+0.275）1.2+2.51.40.9=10.12kN/m2120厚楼板：（0.18+2.88+0.132）1.2+2.51.40.9=6.6kN/m2,2)验算挠度荷载设计值：250厚楼板：（0.18+6+0.275）1.20.9=6.97kN/m2120厚楼板：（0.18+2.88+0.132）1.20.9=3.44kN/m,(2)模板验算取1000mm宽板带进行计算，则线性荷载：250厚楼板：q1=11.240.9=10.12kN/mq2=7.740.9=6.97kN/m120厚楼板：q1=7.30.9=6.6kN/mq2=3.820.9=3.44kN/m,1)抗弯强度验算250厚楼板：,120厚楼板：,均小于9.68，满足要求。2)挠度验算250厚楼板：,小于L/250300/2501.2mm，满足要求。120厚楼板：,小于L/250400/2501.6mm，满足要求。(3)楞木验算1)荷载,2)抗弯强度验算250厚楼板,120厚楼板,均小于15MPa，满足要求3)挠度验算250厚楼板：,120厚楼板：,均小于L/2501000/2504mm，满足要求。(4)验算满堂架横杆（按四等跨连续梁计算）1)荷载（作用在钢管上的集中力）,2)抗弯强度验算250厚楼板：,120厚楼板：,均小于215MPa，满足要求。