现浇混凝土结构模板的设计

现浇混凝土结构模板的设计第1页，共37页，2023年，2月20日，星期一一、模板设计的内容和原则1、模板设计的内容：主要包括选型、选材、配板、荷载计算，结构验算。2、设计原则1）实用性：模板不能漏浆，不能变形，要保证混凝土的质量及外观尺寸符合设计要求2）安全性：模板工程包括支架必须保证其安全性第2页，共37页，2023年，2月20日，星期一南京河西中央公园地下室施工模板支架整体坍塌（2005年5月）

第3页，共37页，2023年，2月20日，星期一模板工程的安全性十分重要第4页，共37页，2023年，2月20日，星期一

2006年10月8日南京江宁翠屏国际城会所模板支架整体坍塌，300m2，死1人支架失稳第5页，共37页，2023年，2月20日，星期一塌陷的区域第6页，共37页，2023年，2月20日，星期一3）经济性：模板工程为临时性结构，最多保持半年，所以模板构造要简单，支拆要方便，尽量就地取材，降低造价。二、模板设计的荷载取值：（一）荷载：模板及支架的荷载分为荷载标准值和荷载设计值，后者应以荷载标准值乘以相应的荷载分项系数。1、荷载标准值1）模板及支架自重标准值一般应根据予先选定的模板支架形式，选用的材料等情况为依据计算自重标准值。

第7页，共37页，2023年，2月20日，星期一模板构件的名称木模板组合钢模板钢框胶合板模板平板的模板及小楞0.300.500.40楼板模板（其中包括梁的模板）0.500.750.60楼板模板及其支架（楼层高度为4m以下）0.751.100.95对形式复杂、计算困难，也可根据下表的经验数据计算。2）新浇混凝土自重标准值一般应以实际重力密度确定，但对普通混凝土也可采用24kN/m33）钢筋自重标准值：一般是按图纸计算确定，但也可采用以下近似值框架梁：1.5kN/m3楼板：1.1kN/m3第8页，共37页，2023年，2月20日，星期一4）施工人员及设备荷载标准值①计算模板及直接支承模板的小楞时，对均布荷载取2.5kN/㎡，另应以集中荷载2.5kN再行验算②计算直接支承小楞结构构件（如托梁等）均布活荷载取1.5kN/㎡③计算支架立柱及其他支承结构时均布活荷载取1.0kN/m25）振捣混凝土时产生的荷载标准值对水平模板可采用2.0kN/m2对垂直模板可采用4.0kN/m26）新浇混凝土对模板侧面的压力标准值第9页，共37页，2023年，2月20日，星期一采用内部振捣器时，按以下两公式计算并取小值式中F——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（T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，取0.85；50-90mm时，取1.0；110-150mm时，取1.15

第10页，共37页，2023年，2月20日，星期一7）倾倒混凝土时产生的荷载标准值

倾倒混凝土时对垂直面的模板产生的水平荷载标准值，

可按下表采用

倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值（kN/㎡）

向模板内供料方法水平荷载溜槽、串筒或导管2容积小于0.2m3的运输器具2容积为0.2-0.8m3的运输器具4容积为大于0.8m3的运输器具6第11页，共37页，2023年，2月20日，星期一对于模板来说荷载只有上述7项，对于水平模板的支撑结构还应考虑在拆模前，上一层继续浇注，传递下来的荷载。2、荷载的设计值为了增加模板结构的可靠度，提高安全性，在所有工程设计时，对强度计算均采用设计值，挠度计算采用标准值设计值是在标准值乘以相应的荷载分项系数第12页，共37页，2023年，2月20日，星期一模板及支架荷载分项系数

项次荷载类别

1模板及支架自重1.22新浇筑混凝土自重3钢筋自重4施工人员及施工设备荷载1.45振捣混凝土时产生的荷载6新浇筑混凝土对模板侧面的压力1.27倾倒混凝土时产生的荷载1.4荷载的分项系数是为了考虑荷载标准值计算时的误差，

或者在实际中出现了我们事前没有估计到的荷载，以保证在

这种情况下模板结构的安全。（包括制造误差）第13页，共37页，2023年，2月20日，星期一3、荷载的组合

上述荷载在模板计算时并不是全部用到，而是根据计算部位的不用采用不同的几种荷载进行计算

荷载的组合见下表

荷载类别及编号名称类别编号模板结构自重新浇筑混凝土自重钢筋自重施工人员及施工设备荷载振捣混凝土时产生的荷载新浇筑混凝土对模板侧面压力倾倒混凝土时产生的荷载恒载恒载恒载活载活载恒载活载㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦第14页，共37页，2023年，2月20日，星期一项次项目荷载组合计算承载能力验算刚度1平板及薄壳的模板及支架㈠+㈡+㈢+㈣㈠+㈡+㈢2梁和拱模板的底板及支架㈠+㈡+㈢+㈤㈠+㈡+㈢3梁、拱、柱（边长≤300mm）、墙（厚≤100mm）的侧面模板㈤+㈥㈥4大体积结构、柱（边长＞300mm）、墙（厚＞100mm）的侧面模板㈥+㈦㈥荷载组合第15页，共37页，2023年，2月20日，星期一4、荷载的折减系数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1.02）采用冷弯薄壁型钢材料，由于原规范对钢材允许应力不予提高，因此荷载设计值也不予折减，系数为1.03）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系数予以折减第16页，共37页，2023年，2月20日，星期一三、模板的挠度值规定模板结构设计和其它结构一样，必须满足强度和刚度的要求，强度是通过计算承载力来保证，刚度是通过计算挠度来保证。挠度值的限制是规范规程根据大量实际数据分析后得来的。挠度限制值如下：1）对结构表面外露（不做装修）的模板，为模板构件计算跨度的1/4002）对结构表面隐蔽（做装修）的模板，为模板构件计算跨度的1/2503）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，模板就按设计要求起拱，如无设计要求，起拱高度宜为跨度的1/1000到3/1000第17页，共37页，2023年，2月20日，星期一现浇梁板结构板模板计算

第18页，共37页，2023年，2月20日，星期一一、支模条件及选用材料1、板模板采用18㎜厚竹胶板，支撑木方采用红松木，宽5㎜，高80㎜，木方间隔距离0.4m，托梁采用75×100木方,立杆采用Ф48×3钢管，采用可调托支座2、立杆横向间距1.2m，纵向间距1.2m，步距1.2m立杆上端伸出至模板支撑点长度为0.2m，模板支架搭设高度6.0米3、材料系数面板弹性模量E=5000N/mm2,面板抗弯强度设计值13N/mm2红松木方弹性模量E=9000N/mm2,木方抗弯强度设计值13N/mm2木方抗剪强度设计值1.4N/mm24、模板参数钢筋混凝土板厚130㎜第19页，共37页，2023年，2月20日，星期一二、楼板模板计算1、荷载：恒载模板自重：0.018×5=0.09kN/㎡混凝土自重：24×0.13=3.12kN/㎡钢筋自重：1.1×0.13=0.143kN/㎡恒载：活荷载：施工人员及设备荷载（板模计算取2.5kN/㎡）荷载系数：恒载×1.2+活荷载×1.4第20页，共37页，2023年，2月20日，星期一2、强度计算按三跨连续梁计算，跨度模板厚18㎜，抵抗矩3、挠度计算查手册，三跨连续梁挠度计算公式为荷载取值，挠度计算采用荷载标准值规程规定，结构表面装修挠度满足要求第21页，共37页，2023年，2月20日，星期一三、模板支撑方木计算方木按三跨连续梁计算1、截面特征2、荷载计算恒载：钢筋混凝土板和模板自重活荷载:第22页，共37页，2023年，2月20日，星期一3、强度计算1）抗弯强度计算抗弯强度满足要求2）抗剪强度计算查手册剪力抗剪强度满足要求第23页，共37页，2023年，2月20日，星期一4、挠度计算查手册挠度计算公式1）荷载取值挠度计算为恒载标准值2）挠度计算挠度满足要求第24页，共37页，2023年，2月20日，星期一四、托梁计算托梁按三跨度连续梁计算1、托梁材料及截面特征值托梁选用75×100木方弹性模量：抗弯强度：抗剪强度：第25页，共37页，2023年，2月20日，星期一2、强度计算1）荷载取值恒载集中力:活载：按规范规定不直接支撑模板的托梁活荷载取值为1.5kN/㎡第26页，共37页，2023年，2月20日，星期一2）抗弯强度计算抗弯强度满足要求3）抗剪强度计算抗剪强度满足要求第27页，共37页，2023年，2月20日，星期一3、挠度计算1）荷载取值，挠度验算取恒载标准值2）查手册挠度满足要求第28页，共37页，2023年，2月20日，星期一五、模板支架立杆计算立杆采用Ф48×3钢管，纵横间距1.2m，步距1.2m1、钢管截面特征值根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》立杆计算长度取以下两种计算结果的大值查表：所以

第29页，共37页，2023年，2月20日，星期一2、荷载取值恒载模板结构自重（查表）为0.3kN/㎡新浇混凝土自重0.13×24=3.12kN/㎡钢筋自重0.13×1.1=0.143kN/㎡3.563kN/㎡架杆自重:活荷载：根据规范规定取1.0kN/㎡所以立杆荷载P恒=3.563×1.2×1.2+0.2053×1.2×1.2=5.42kNP活=1.0×1.2×1.2=1.44kN荷载设计值P=1.2×5.42+1.4×1.44=8.52kN第30页，共37页，2023年，2月20日，星期一3、强度及稳定性验算查表满足强度及稳定性要求4、立杆地基承载力计算1）地基承载力标准值按实际情况选用。无实测值一般可考虑按100KPa～120KPa确定。2）立杆垫板面积取0.3m×0.4m=0.12㎡第31页，共37页，2023年，2月20日，星期一3）荷载取值：取上部结构传至立杆基础顶面的轴向力标准值。根据荷载规程规定，板模板支架活荷载取值为自重和施人员及施工设备荷载。均布活荷载取值为1.0KN/㎡。所以P=8.52KN地基承载力满足要求。4）地基下如为结构层，应验算结构承载能力。如不满足要求应进行加固处理。地基下如为回填土应进行夯实并且由实验室提供压实系数，以确定承载力范围。第32页，共37页，2023年，2月20日，星期一梁模板的验算：（底模板、侧模板）

一、梁模板的参数梁截面尺寸为250×600mm，跨底度为7000mm，矩形梁底模采用红松木板模板厚度为40mm。模板底楞木间距为0.8m。侧模板厚度为25mm，侧模立挡间距为0.5m。第33页，共37页，2023年，2月20日，星期一二、材料参数1、查手册、木材：抗压强度：fC=10N/mm2

抗剪强度：fV=1.4N/mm2

抗弯强度：fm=13N/mm2