现浇砼结构模板工程设计计算

1、现浇砼结构模板工程设计计算一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 二设计的主要原则1实用性2安全性3经济性 三设计计算的依据1建筑施工设计图2施工组织设计3施工单位现有的技术物质条件4有关的设计、施工规范及质量标准 四模板结构设计的基本内容1荷载计算模板及支架的荷载分为：荷载标准值荷载设计值；（本项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（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，见下表1模板及支架自重标准值（KN/m新浇砼自重标准值对普通砼可采用：24KN/m 3 对其他砼：可根据实际重力密度确定 钢

2、筋自重标准值按设计图纸计算确定，一般可按每立方米砼含量计算：框架：1.5 KN/m3楼板：1.1 KN/m3 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1.5 KN/m2； 计算支架立柱及其他支承结构构件时，均布活荷载取1.0 KN/m2。说明：A对大型浇筑设备如上料平台，砼输送泵等，按实际情况计算。）表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0.30.50.4楼板模板（其中包括梁的模板）0.50.750.6

3、楼板模板及其支架（楼层高度为 4m以下）0.751.10.95B砼堆料高度超过100mm以上者，按实际高度计算。C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）振捣砼时产生的荷载标准值 对水平面模板可采用2.5 KN/m2对垂直面模板可采用4.0 KN/m2（作用范围在新浇筑砼侧压力的有效压头高度以内）6）新浇筑砼对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，并取其较小值：1/2F=o.22y cto b i B 2VF=y cH式中 F新浇砼对模板的最大侧压力（KN/m 2） yc 砼的重力密度（KN/m2）to新浇筑砼的初凝时间（h），可按实测确定。当缺乏试

4、验资料时，可采用to=200/（T+ 15）计算（T为砼的温度0G）V-砼的浇筑速度（m/h） h-砼侧压力计算位置处至新浇灌砼顶面的总高度（mB 1-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 B 2砼坍落度影响修正系数，当坍落度小于 30mm时，取0.85 ; 5090mmi时，取1.0 ; 110150mrfl寸，取 1.15 ;砼侧压力的计算分布图见下图其中：h为有效压力高度 h=f/ y c（ m7）倾倒砼时产生的荷载标准值倾倒砼时对垂直面模板产生的水平荷载标准值，可按下表采用 倾倒砼时产生的水平荷载标准值（KN/m3）向模板内供料方法水平何载溜槽、串筒

5、或导管2容积小于0.2m3的运输器具2容积为0.20.8m3的运输器具4容积为大于0.8m3的运输器具6注:作用范围在有效压力头高度以内除上述7项荷载外，当水平模板支撑结构的上部继续浇灌砼时，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=荷载标准值X相应的荷载分项系数。见下表模板及支架荷载分项系数项次荷载类别y i1模板及支架自重1.22新浇灌砼自重3钢筋自重4施工人员及施工设备荷载1.45振捣砼时产生的何载6新浇筑砼对模板侧面的压力1.27倾倒砼时产生的何载1.4（3）荷载折减（调整）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

6、面塑性发展系数取1.02）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1.03）对木模板及其支架的设计，当木材含水率小于25%寸，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（见下表）荷载类别及编号名称类另S编号模板结构自重恒载新浇筑砼自重恒载钢筋自重恒载施工人员及施工设备荷载活载振捣砼时产生的何载活载P 新浇筑砼对模板侧面的压力恒载（六）倾倒砼时产生的何载活载（2）荷载组合（见下表）荷载组合项次项目何载组合（何载设计值）计算承载能力

7、验算刚度1平板及薄壳的模板及支架+三）2梁和拱模板的底板及支架+三）3梁、拱、柱（边长w 300mr）、墙（厚w 100mm的侧面模板+（六）（六）4大体积结构、柱（边长300mr） 墙（厚100mm 的侧面模板（六）+（七）（六）3模板结构的挠度要求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） 对结构表面外露（不做装修）的模板，为模板构件计算跨度的1/400。（2） 对结构表面隐蔽（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

8、的1/10003/1000,钢模板取小值（1/10002/1000 ）。（4）根据组合钢模板技术规范（GB50214- 2001）规定:1）模板结构允许挠度按下表执行序号名称允许挠度（伽）1钢模板的面板1.52单块钢模板1.53钢楞L/5004柱箍B/5005桁架L/10006支承系统累计4.0注:L为计算跨度，B为柱宽2）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，其抗倾倒系数不小于1.15 o（5）根据钢框胶合板模板技术规程（JGJ96- 95）规定：1） 模板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1伽2） 钢楞各跨的挠度计算值，不宜大于钢楞相应跨度的1

9、/1000,且不宜大于1伽。 四模板结构设计梁的最大弯矩、剪力与挠度悬臂梁与简支梁的最大弯矩、勢力与挠度五模板结构设计示例:1模板面板的计算模板面板的计算，模板面板为受弯结构，主要验算其抗弯强度及刚度。一般木模板 及（竹）胶合板面的验算，根据其龙骨的间距和模板面的大小，按单向简支或连续板计 算。钢框覆膜木（竹）胶合板组合模板块的整体抗弯强度及刚度，可根据实测胶合板弹 性模量与钢材弹性模量之比将胶合板折算为相应面积的钢板，然后按组合钢模板的计算方法进行验算，同时还需要验算在钢边框作支承边的情况下，胶合板本身的抗强度与刚 度【1】组合定型钢模板块P3012,宽300MM钢板厚2.5MM,钢模板两端

10、支承在钢楞上 用作浇筑220MMW的钢筋砼楼板,验算钢模板的强度与刚度【解】1计算简图2各项荷载值统计（1）荷载标准值：1）钢模板自重（按340N/m2计）：340N/m22）砼板自重（24KN/m3）: 2400X 0.22=52803）钢筋自重（1.1 KN/m 3）: 1100 X 0.22=2424）施工荷载（2.5KN/m2）: 2500N/m2（2）荷载设计值计算模板及其支架的荷载设计值=荷载标准值X相应的荷载分项系数。1）钢模板自重：340 X 1.2=408 N/m22）砼板自重：5280 X 1.2=6336 N/m 23）钢筋自重:242 X 1.2=290 N/m24）施

11、工荷载:2500 X 1.4=3500 N/m2总计艺=10534 N/m2荷载组合：+（注：面载二厚度X密度；线载二面载X宽度；集中荷载二线载X跨度）板宽 300mm 则 5=0.3 X 10534=3160N/mq2=0.3 X （10534 - 3500）=0.3 X 7034=2110N/mp=0.3X 3500=1050N/m注：“施工人员及设备荷载标准值”说明既：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再行验算，比较两者所得的弯矩值, 按其中较大者采用。（3）强度验算施工荷载为均布荷载：Mi= qiL2/8=3160 X 1.2 78=

12、568.8 N .m施工荷载为集中荷载：M2= qiL2/8 + PI/4=2110X 1.2 78 + 1050 X 1.2/4=799.8 N .m由于M2 M1故应用M2验算强度查组合钢模板技术规范（GBJ214- 89）附录三附表3.1得钢模板P3012净截面抵 抗矩 Wj=5.94cm3=5940mfriS = M2/WXj =799.8 X 1000/5940=134.6 N/mm2 0.36 mm挠度满足要求（2）主钢楞验算1）强度验算A计算简图24B荷载计算P为次钢楞支座最大反力（当次钢楞为连续梁端已含反力为0.6 q L、中跨反力为0.5q L，所以,0.6 + 0.5 ）P

13、= （0.6 + 0.5 ） q L=1.1 X 44.3 X 0.75=36.55 KNC强度验算M=PL/4=36.55X 1.5/4=13.7 X 106 N/mmS = M/WXj=13.7 X 106/24.4 X 103=561 N/mm2? =205 N/mni强度不够，为此应采取下列措施之一 加大钢楞断面，再进行验算 增加穿墙螺检，在每个主次钢楞交点处均设穿墙螺检，则主钢楞可不必再验算，3对拉螺检计算用于墙体模板内、外侧模板之间的拉结，承受砼的侧压力和其他荷载，确堡见、外 侧模板的间距能满足设计要求，同时，也是模板及支撑结构的支点。因此对拉螺栓的布 置对模板结构的整体性、刚度和

14、强度影响很大。模板对拉螺栓计算公式如下：NW An ?N-对拉螺栓所承受拉力的设计值，一般主要是砼的侧压力（KN/m 2）An对拉螺栓净面截面面积（mrb见“对拉螺力学性能表”?-对拉螺栓抗拉强度设计值（穿墙螺？ =170 N/mm，用扁钢带?=215N/mrr）序 号螺栓直径（mm）螺纹内径（mm）净面积（mm重量（kg/m）容许拉力（N）1M129.85760.89129002M1411.551051.21178003M1613.551441.58245004M1814.931742.00296005M2016.932252.46382006M2218.932822.9847900【3】已

15、知砼对模板的侧压力为（上题中计算出）R=50.7 KN/m2，对拉螺栓间距,纵向、横向均为0.9m,选用M22穿螺栓，试验算穿墙螺栓强度上否满足要求。【解】N=0.9X 0.9 X 50.7=41.06KN=41060NAn ？=282X 170=47940 N41060N （满足要求）四钢柱箍计算柱箍是柱模板板面的横向反撑构件。它一方面作为柱模板板面的横向反撑楞，同时 又是将整个柱模板箍紧成整体的紧固件。其受力状态为拉弯杆件，应按拉弯杆进行计算（1）计算简图构造示意及计算简图见下图*L.-8-248柱椎计算简1钢摸板* 2柱雜图中：q为柱箍杆件AB所承受的由模板板面传来的侧压力均布荷载（KN

16、/m）q=FLiF该处的砼侧压力（KN/m2）Li 柱箍间距（m）FA、R分别为柱箍杆件AB在侧向均布荷载q作用下在A、B点产生的支座反力（KN ） Na、Nb分别为杆件AD BC的支座反力，作用于杆件 AB,则为轴向拉力。（2）柱箍强度计算N/An + M/ y xWX W?N柱箍杆件承受的轴向拉力设计值（N）An 柱箍杆件净截面面积（M柱箍杆件最大弯矩设计值Mx=q L22/8=F3Li L22/8 （N m）y x弯矩作用平面内，截面塑性发展系数，因为受振动荷载取y x=1.0 ;WX弯矩作用平面内，受拉纤维净截面抵抗矩（口市?柱箍钢杆件抗拉强度设计值（N/mm）（3）柱箍挠度计算V=5

17、qL24/384ElxWW=5F L1 L24/ 384EIxWL1W 384 E lx /5F L24|心柱箍杆件允许挠度值（mmE柱箍钢杆件的弹性模量（N/mn2）E弯矩作用内，柱箍杆件惯性矩（mm4）F砼侧压力标准值（N/mm）Li柱箍杆件计算跨度（mmL2柱箍间距（mrh【4】框架柱截面为ax b=600X 800（mm，柱高H=3.9m 施工气温为T=25C,不掺 外加剂，B 1=1.0,砼坍落度5090伽B 2=1.0,用容量为0.20.8川吊斗浇筑，砼浇灌速度为V=3.24m/h,（包括新浇砼侧压力与倾倒砼产生的侧压力），采用组合钢模 板，选用80X 43x 5槽钢作柱箍，柱箍间

18、距600（mm，试验算其强度与刚度。【解】1强度验算（1）计算简图见主述柱箍计算简图（2）荷载计算荷载组合：（六）+（七）新浇筑砼对模板侧面的压力标准值 F1根据公式1/2F=0.22y ctB 1B 2VF=y cH上两式计算,取其较小值F=0.22y cto B 1 B 2V2 =0.22 X 24X 5X 1.0 X 1.0 X 1.8=47.52 KN/m 2F=ycH=24X2.9=93.6 KN/m2to=200/T+ 15=200/25+15=5取侧压力标准值F=47.52 KN/m2,并乘以分项系数1.2得新浇筑砼对模板侧面的压力荷载设计值：Fi=1.2X 47.52=57.0

19、2 KN/m2倾倒砼时产生的荷载标准值 F2查“倾倒砼时产生的水平荷载标准值表”得当采用容量为0.20.8n3吊斗时,水平荷载得4 KN/m2，并乘荷载分项系数1.4得倾倒砼时产生的荷载设计值：F2=1.4X 4=5.6 KN/m2 侧压力荷载设计值合计F3F3= Fi + F2= 57.02 + 5.6=62.62 KN/m 2(3) 强度验算根据公式N/An + MX/ y xW：w?L2=b+ 100=800+ 100=900()(式中 100 为模板厚度)L1=a=600根据“荷载折减(调整)系数”要求，得荷载设计值应乘以0.85折减系数.N=a/2 0.85F3L1=600/2 X

20、0.85 X 62.62 X 103/106 X 600=9581NM=0.85F3L1L22/8=0.85 X 62.62 X 103/106X 600X 9002X 0.125=3233540 N m y x=1.0WX=25.3 X 103 mm 32A=1024 m3N/An+ MX/ y xWX=9581/1024 + 3233540/1 + 25.3 X 10=9.62 + 127.81 =137.43 N/m2v?=215 N/m2强度满足要求(4) 挠度验算用公式：V=5qL24/384ElxWO其中q为荷载标准值：F=47.52 + 4=51.52 KN/m2q=FL1=51

21、.52X 103/106 X 600=30.91N/m44lx=101.3X 10 m52E=2.1X 10 N/m25qL24/384Elx=5X 30.91 X 9004/384 X 2.1 X 105X 101.3X 104=1.24 m根据“钢模板及配件的容许挠度”规定CQ =b/500=800/500=1.6 m 1.24 m挠度满足要求五模板支柱计算模板支柱主要承受模板结构的垂直荷载，一般按两端铰接的轴心受压杆件计算。 工具式钢支柱，由于插管与套管之间的间隙，应按偏心受压杆件计算。当模板支柱之间不设水平拉杆支撑时，其计算长度 L0=L (支柱的长度)； 当支柱之间两个方向设水平拉杆

22、支撑时，计算长度Lo,应选支柱长度被水平支撑分 成若干段长度中最长的一段作为计算长度。1木支柱计算（1）强度验算N/AnW nn？c（2）稳定性验算N/ Ao 3.125 N/ m8.68 N/ m稳定性满足要求.常用树种木材的强度设计值和弹性模量讪朋）表2 98退度别适用標种/mi职纹抗压廉事压人！/i1G护L核菽承压人刘再性 棋审EKWJv全表面局韵 表面 及齿面拉力螺性垫板F 面TC：S7-A柏木 116101.72.33.5亠-14.610000R东北落叶松17159.51.6TC15A铁杉.油杉151391.62,13.14.2tnoooB负#1云杉.西南 云杉12S1.5TC13A

23、袖松、新農蓉叶 松.云南松.马 尾松1312KJ1.5E912.9一3.810OD09000B红皮云松册江 云杉、红松 tt10U4TC11A曲北云杉、祈疆 云杉1110*7.5rk4182.?fi3.69DOO杉术、冷杉107.01.3TB20栋术、腎冈、橱 未201S122.84.26.3E.412QOOK17水殆抑1716II2.43.85.77.611 ?00TB15駆乘（儒水）、禅 木15I 14102 43-14.76.210()002钢管支撑计算S45.2钢管支撐计第钩管支撑可采用钢管制手架或工具式钢支规以 启者使用较多工具式钢支撐使冃较普遍的为CH和 YJ两种型式(图54-5)

24、,由顶板、底板，套管、描管、 调节嫖管、转盘和插销等组成.其规博和力学性能见 表542和表5-4乞工具式钢管支標可按两端較接軸心受压构件进 行计算.由于钢支撐使用时长度是可调叭其承载能 力也随长度的増加而减仏因此，要分别计算其最大 藕能力(即使用长度最小时)和最小承载能力(即 使用长度最大时人以便控制使用荷裁。或者按照实际 使用长度进行计算确保其承载能力*工具式钢豐支撑在 m 载作用F可能出现的 破坏状态看种，耻(1)钢管支據强度不够；钢管支鵜定性不執(a)5-4-6工具式钢支挥S CHSt YJS1顶(if卜撞皙；3播SSj 4棒盘7 套管* &鳶坝F，攥蛰8手检9-m(3) 插销抗剪强度不

25、够；工具式钢管支攥规格表表52项-号CH-65CH-75CH-90YJ-18YJ-23YH7兹小吱用股度(turn)18U22122712182023202720最丈喷月事度Cnun)3062沁39623090輙獅0调范宙血曲13501救伽127012701370Sftifl节花團(mm)170170；17070?070蓉许荷崑最小长接时N)2003020000船除2000020WC2W0&T量大长度肘(W15M015000150001500015000Si険)1313.2jl14亡13- &714- 99注：最中容许荷重为标崔荷賣。工具式钢管支魅力学性能4! 5-4-38号直 轻(nun)晤

26、耳(mm)(mm)Cmm1)利转半径i（m）外 B内 轻CH舉菊 管廷 管4860； S43.fi55-72U2. 434fl血9.3ZX10*18.51X10*16*420-6Yja插 管套牡4355.42.52.3357417 9. 28X10*It 38X10*hl20-4W插销处钢管壁承压掘度不够” 因此，必须针对上述四种情况进行验算。L钢管支撑强度验算(5-4-6)2钢管支撑稳定性验篁J負叫1-0喘广式中N轴心压力的设计值（N）fA.钢管净截面曲积（mmO;A钢管截面面积（mnf）i呉轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数，0“一 -等效弯矩系数.按规定取目3=h X Aft 偏心弯矩

27、值* M=N 口人截面塑性发展系数，A=L 15,见* 弯矩作用平面内，较大受压纤维的毛截面抵抗矩；N& 欧拉临界力、ATfc=；f钢管抗压强度厦计值，/=215N/mm益插销抗剪强度验算式中A钢插销抗剪强度设计值S=125N/mn?）； Ao18销截面面积（nanfh4.插销处钢管壁承压强度验算N 九式中A插销孔处管壁端承压强度设计（ft（A=3剂N/mm臥(G4-7)(5-4-6)7两个插销孔处管壁承压面积（血曲人【6】CH 65型钢支撑，其最大使用长度为3.06m,钢支撑中间无水平拉杆，插销 直径d=12mm插销孔巾15mm管径与臂厚及力学性能见表5-4-3,求钢支撑的容许设 计荷载。解

28、应按上述四种可能出现的破坏状态，计算梵容许设计荷载.选苴中最小值为钢 支撑的容许荷裁*一. 钢住支挥强度计算容诈荷载N=心尸 215 X (348 - 2 X 15 X 3.14 X y,.=215 X 300. 9=百仏7kN二、钢管支撑受压稳定计算客许荷载插管与套管之间松功，使支撐成折线状，形成初佣心，按中点疑大初偏心为血nmi计 算。(T先求他S 18* 51 X 10 _ . “”=為匸瓦亦丈讶T朋血=p 1. 223 X = 181* 67*1 證o査表得聊=(Xl?4(k注.式中“打曲别为奁曾与抽管的鬣性矩町査衣1-4-3,匸为最大僵用烧熨査我5 4乩也为老管的网转半枪奁表 5-4

29、-3,求N也N壯EA/3-X 2 W X X 438 = 26姑4. 7N = 26.弱kN181.67N0. 24 X 438* r nWjl -0.8/H1.15 Xi8-5iX1O1xfl0,830,2525NN2G954.7215-*一 4- s八 I c105. 1?7037 ! 0, 000029fil9J JV = 2Z596N = 22- 6kN求得三、橢销抗剪強度卄算容许荷裁Ar = /, * 2At = 125 X 2 X 113 =朋25QN = 28. 25kN四. 插销处钢管壁承压强度计算容许荷载N= / * /1 = 320 X 2 X 2. 4 X j X ff=28938N = 2& 94kN(二)根据主述四项计算,取最小值即22596N为CHk 65钢支撑在最大使用长度时的容许 荷载设计值.【例】某工程墙体模板采用组合钢模板组拼，墙高 3m厚18cm宽3.3 m，钢模 板采用P3015分二行竖排拼成，内钢楞采用 2巾51 X 3.5钢管，间距为750伽，外钢楞 采用同一规格钢管，间距为900伽。对拉螺栓采用M巾18,间距为750 （图见下图）砼自重（y c）为24kN/mi，强度C20,坍落度