任务二 模板验算

1、项目四：钢筋砼工程施工项目四：钢筋砼工程施工任务二任务二: :构件模板验算构件模板验算一、确定模板设计的内容和原则一、确定模板设计的内容和原则 （一）模板设计的内容（一）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。的具体情况和施工条件确定。（二）模板设计的主要原则（二）模板设计的主要原则 1 1实用性实用性 主要应保证砼结构的质量。具体要求是：主要应保证砼结构的质量。具体要求是： (1)(1)接缝严

2、密，不漏浆；接缝严密，不漏浆； (2)(2)保证构件的形状尺寸和相互位置正确无误；保证构件的形状尺寸和相互位置正确无误； (3)(3)模板的构造简单，支拆方便。模板的构造简单，支拆方便。 2 2安全性安全性 保证在施工过程中，保证在施工过程中，不变形，不破坏，不倒塌不变形，不破坏，不倒塌。 3 3经济性经济性 针对工程结构的具体情况，因地制宜，就地取针对工程结构的具体情况，因地制宜，就地取材。材。在确保工期、质量的前提下，尽量减少一次性在确保工期、质量的前提下，尽量减少一次性投入，增加模板周转，减少支拆用工，实现文明施投入，增加模板周转，减少支拆用工，实现文明施工工。二、查阅模板设计的依据二、

3、查阅模板设计的依据1建筑工程设计施工图与设计变更单建筑工程设计施工图与设计变更单 建筑工程设计施工图列出各构件建筑工程设计施工图列出各构件(楼板、梁、柱、墙楼板、梁、柱、墙)的的几何尺寸、构造要求、结构形式和各种特殊要求几何尺寸、构造要求、结构形式和各种特殊要求，如清水砼、，如清水砼、起拱、防渗等，施工时必须满足这些条件与要求，否则便难起拱、防渗等，施工时必须满足这些条件与要求，否则便难以通过施工验收。以通过施工验收。2施工组织设计与施工方案施工组织设计与施工方案 施工组织设计与施工方案对模板工程施工的施工方法、施工组织设计与施工方案对模板工程施工的施工方法、施工工艺、支模材料等作出比较完整的

4、说明与论证，确定施工工艺、支模材料等作出比较完整的说明与论证，确定模模板的选型、配置模板的数量和周转方式板的选型、配置模板的数量和周转方式。3建筑结构设计与施工规范建筑结构设计与施工规范 在模板工程设计时，必须遵守各种建筑结构的设计规范以及在模板工程设计时，必须遵守各种建筑结构的设计规范以及应用应用各种计算手册各种计算手册，如大跨度、超重、超高结构施工时，必，如大跨度、超重、超高结构施工时，必须采用须采用钢结构设计规范钢结构设计规范与有关钢结构设计手册，也应套与有关钢结构设计手册，也应套用用建筑结构静力计算手册建筑结构静力计算手册等有关资料。各种施工规范必等有关资料。各种施工规范必须严格遵守，

5、如须严格遵守，如砼结构工程施工质量验收规范砼结构工程施工质量验收规范、建筑建筑施工高处作业安全技术规范施工高处作业安全技术规范等。等。 4施工企业技术设备与施工材料施工企业技术设备与施工材料 施工企业技术力量、机械装备与机具以及支模材料等决定支施工企业技术力量、机械装备与机具以及支模材料等决定支模方法、施工工艺。因为施工项目部都模方法、施工工艺。因为施工项目部都希望采用自己熟悉的、希望采用自己熟悉的、成熟的施工方法成熟的施工方法，企业现有的施工机械以及传统使用的施工，企业现有的施工机械以及传统使用的施工工艺，这样施工比较有把握，施工速度快，又比较安全。工艺，这样施工比较有把握，施工速度快，又比

6、较安全。1模板及其支撑自重标准值模板及其支撑自重标准值 模板及其支撑自重标准值应根据模板设计图模板及其支撑自重标准值应根据模板设计图样确定。肋形楼板及无梁楼板模板的自重标样确定。肋形楼板及无梁楼板模板的自重标准值可按表准值可按表5-2采用。采用。三、荷载计算三、荷载计算三、荷载计算三、荷载计算2. 新浇砼自重标准值新浇砼自重标准值 普通砼采用普通砼采用24kN/，其他混凝土根据实际密度确，其他混凝土根据实际密度确定。定。3钢筋自重标准值钢筋自重标准值 根据工程图样确定。一般梁板结构每立方米钢筋混根据工程图样确定。一般梁板结构每立方米钢筋混凝土的钢筋自重可按以下数值取用：楼板凝土的钢筋自重可按以

7、下数值取用：楼板1.1kN，梁梁1.5kN。三、荷载计算三、荷载计算4施工人员和设备自重标准值施工人员和设备自重标准值1）计算模板及直接支模板的小楞时，均布活）计算模板及直接支模板的小楞时，均布活荷载为荷载为2.5kN/，另应以集中荷载，另应以集中荷载2.5kN再再行验算，比较两者所得的内力值取其大者采行验算，比较两者所得的内力值取其大者采用。用。2）计算直接支承小楞的结构构件时，均布活）计算直接支承小楞的结构构件时，均布活荷载为荷载为1.5kN/。三、荷载计算三、荷载计算3）计算支架立柱及其他支承结构构件时，均布活荷）计算支架立柱及其他支承结构构件时，均布活荷载为载为1kN/。说明：说明：对

8、大型设备，如上料平台、混凝土输送泵对大型设备，如上料平台、混凝土输送泵 等按实际情况计算。等按实际情况计算。 混凝土堆集料高度超过混凝土堆集料高度超过100mm以上者按以上者按 实际高度计算。实际高度计算。 模板单块宽度小于模板单块宽度小于150mm时，集中荷载时，集中荷载 可分布在两块板上。可分布在两块板上。三、荷载计算三、荷载计算5振捣砼时产生的荷载标准值振捣砼时产生的荷载标准值 对水平模板为对水平模板为2kN/，对垂直面模板为，对垂直面模板为4kN/（作用范围在新浇砼侧面压力有效压头高度之内）。（作用范围在新浇砼侧面压力有效压头高度之内）。6新浇砼对模板侧面的压力标准值新浇砼对模板侧面的

9、压力标准值 采用内部振捣器时，新浇的普通砼作用于模板采用内部振捣器时，新浇的普通砼作用于模板的最大侧压力，可按下列两式计算，并取两式计算的最大侧压力，可按下列两式计算，并取两式计算结果的较小值。结果的较小值。三、荷载计算三、荷载计算 (5-1) (5-2)120120.22cFtv cFH式中：式中： F新浇砼的最大侧压力（新浇砼的最大侧压力（kN/）；）； v砼的浇筑速度（砼的浇筑速度（m/h）；）； t。新浇砼初凝时间（新浇砼初凝时间（h），由实测确定。当缺乏资料时，），由实测确定。当缺乏资料时， 可采用可采用t。=200（T+15）计算（）计算（T为砼温度，单位为为砼温度，单位为 ）；）

10、； c砼重度（砼重度（kNm3）；）； H砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面的总高度（砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面的总高度（m）：）： 1外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作，掺具有缓凝作 用的外加剂时取用的外加剂时取1.2； 2砼坍落度影响修正系数，当坍落度小于砼坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时取时取 0. 85，5090mm时取时取1.0，110l50mm时取时取1.15。三、荷载计算三、荷载计算 砼侧压力的计算分布图形砼侧压力的计算分布图形见图见图5-16，其中，其中，h=F/c（h为有效压头高为有效压头高度，单位为度，单位为m

11、） 。三、荷载计算三、荷载计算7倾倒混凝土时产生的荷载标准值倾倒混凝土时产生的荷载标准值 倾倒砼时，在垂直面模板产生的水平荷载作用在有倾倒砼时，在垂直面模板产生的水平荷载作用在有效压头高度内，其标准值可按表效压头高度内，其标准值可按表5-3采用。采用。三、荷载计算三、荷载计算 计算模板及其支撑的荷载设计值时，应采用荷载计算模板及其支撑的荷载设计值时，应采用荷载标准值乘以相应的荷载分项系数，荷载分项系数标准值乘以相应的荷载分项系数，荷载分项系数应按表应按表5-4采用。采用。 荷载效应组合计算公式荷载效应组合计算公式1iinGGKQciQ KiSSS 三、荷载计算三、荷载计算三、荷载计算三、荷载计

12、算 上述各项荷载应根据不同的结构构件按表上述各项荷载应根据不同的结构构件按表55的规的规定进行荷载效应组合。定进行荷载效应组合。 荷载效应组合计算公式荷载效应组合计算公式1iinGGKQciQ KiSSS 三、荷载计算三、荷载计算四、结构计算规定四、结构计算规定1、模板及其支撑属于临时性结构，设计时可根据规、模板及其支撑属于临时性结构，设计时可根据规范中规定的范中规定的安全等级为三级安全等级为三级的结构构件来考虑。的结构构件来考虑。2、钢模板及其支架的设计应符合现行国家标准、钢模板及其支架的设计应符合现行国家标准钢钢结构设计规范结构设计规范的规定，其截面塑性发展系数取的规定，其截面塑性发展系数

13、取1.0；其；其荷载设计值可乘以系数荷载设计值可乘以系数0.85予以折减予以折减。3、采用、采用冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢应符合现行国家标准应符合现行国家标准冷弯薄冷弯薄壁型钢结构技术规范壁型钢结构技术规范的规定，其的规定，其荷载设计值不应荷载设计值不应折减折减。四、结构计算规定四、结构计算规定4、木模板及其支撑的设计应符合现行国家标准、木模板及其支撑的设计应符合现行国家标准木木结构设计规范结构设计规范的规定，当的规定，当木材含水率小于木材含水率小于25（质量分数）时，其荷载设计值可乘以系数（质量分数）时，其荷载设计值可乘以系数0.9予予以折以折减。减。四、结构计算规定四、结构计算规定5、为保证

14、结构构件表面的平整度，模板必、为保证结构构件表面的平整度，模板必须有足够须有足够的刚度，的刚度，验算时其最大变形值不得超过下列规定：验算时其最大变形值不得超过下列规定：1）结构表面）结构表面外露的模板外露的模板为模板构件计算跨度的为模板构件计算跨度的1/400。2）结构表面）结构表面隐蔽的模板隐蔽的模板为模板构件计算跨度的为模板构件计算跨度的1/250。3）支撑的压缩变形值或弹性挠度为相应的结构计算）支撑的压缩变形值或弹性挠度为相应的结构计算跨度的跨度的1/1000。五、模板验算实例五、模板验算实例【例【例1】柱模板验算】柱模板验算某框架结构柱截面宽度某框架结构柱截面宽度B=600mm，柱截面

15、高，柱截面高度度H=500mm,柱模板的柱模板的总计算高度总计算高度H13.0m。柱模板构造如图柱模板构造如图5-17所所示。柱箍为示。柱箍为248*3.5钢管、间距为钢管、间距为450mm，竖楞为竖楞为50X100mm方方木，木，五、模板验算实例五、模板验算实例 面板为竹胶合板，厚度为面板为竹胶合板，厚度为18.0mm、弹性模量为、弹性模量为9500N/mm2、抗弯强度设计、抗弯强度设计值为值为13N/mm2、抗剪强度设、抗剪强度设计值为计值为1.5N/mm2，方木抗弯，方木抗弯强度设计值为强度设计值为13N/mm2、弹、弹性模量为性模量为9500N/mm2、抗剪、抗剪强度设计值为强度设计值

16、为1.5N/ mm2，钢，钢管弹性模量为管弹性模量为210000N/mm2、抗弯强度设计值为抗弯强度设计值为205N/mm2。【解【解】 1柱模板荷载标准值计算柱模板荷载标准值计算(新浇砼侧压力的计算新浇砼侧压力的计算)（设浇筑速度（设浇筑速度v=2.5m/h,环境温度环境温度T20） 取较小值取较小值47.7kN/m2作为本工程新浇砼侧压力标准值。作为本工程新浇砼侧压力标准值。 根据规范，当根据规范，当采用溜槽、串筒或导管时，倾倒砼产生的荷采用溜槽、串筒或导管时，倾倒砼产生的荷载标准值为载标准值为2kN/(表表5-3)。12012122210.220.22 24 200/(20 15) 1

17、1 2.5 47.7(/)24 372(/)ccFtvKN mFHKN m 备注备注: (5-1) (5-2)120120.22cFtv cFH式中：式中： F新浇砼的最大侧压力（新浇砼的最大侧压力（kN/）；）； v砼的浇筑速度（砼的浇筑速度（m/h）；）； t。新浇砼初凝时间（新浇砼初凝时间（h）t。=200（T+15）计算；）计算； c砼重度（砼重度（kNm）；）； H砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面的总高度（砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面的总高度（m）：）： 1外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作，掺具有缓凝作 用的外加剂时取用的外加剂

18、时取1.2； 2砼坍落度影响修正系数，当坍落度小于砼坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时取时取 0. 85，5090mm时取时取1.0，110l50mm时取时取1.15。2柱模板面板的计算柱模板面板的计算 模板结构构件中的面板计算简图如图。取柱截面宽模板结构构件中的面板计算简图如图。取柱截面宽度度B方向和方向和H方向中方向中竖楞间距最大的面板作为验算竖楞间距最大的面板作为验算对象对象，进行强度、刚度计算。面板竖向取，进行强度、刚度计算。面板竖向取450mm（也可取其他值）为计算单元。（也可取其他值）为计算单元。（1）面板抗弯强度验算）面板抗弯强度验算 新浇混凝土侧压力设计值新浇混凝土侧压

19、力设计值: q1=（1.247.70.450.9）23.2(kN/m) 倾倒混凝土侧压力设计值倾倒混凝土侧压力设计值: q2=（1.42.00.450.9） 1.1(kN/m) q1与与q2在有效压头高度内叠加，但不超过在有效压头高度内叠加，但不超过q1 。以。以q1验算强验算强度。度。 均布荷载作用下的二跨连续梁最大弯矩（支座）均布荷载作用下的二跨连续梁最大弯矩（支座）: M=0.125ql2=（0.12523.22702）=2.1105(Nmm) W=bh2/6=（45018.02/6）=2.4104(mm) =M/W=（2.11052.4104） =8.8(N/mm2)13N/mm2，满

20、足要求。，满足要求。（2）面板抗剪验算）面板抗剪验算 面板的最大剪力面板的最大剪力: V=（0.625 x23.2270）=3915(N) 面板截面切应力面板截面切应力: =3V/2bh=3x3915/(3x450 x18) =0.8(N/mm2) 1.5N/mm2， 满足要求。满足要求。（3）面板挠度验算）面板挠度验算 作用在模板上的侧压力线荷载作用在模板上的侧压力线荷载 q=（47.70.45）=21.5（kN/m） 面板截面的惯性矩面板截面的惯性矩: I=bh3/12=450183/12=2.2105(mm5) 面板的最大挠度计算值面板的最大挠度计算值=0.521 ql4/100EI =

21、0.521*21.5*2704/(100*9500*2.2*105) =0.3(mm)1.125mm（1/400）。3竖楞计算竖楞计算 模板结构构件中的竖楞（小楞）计算简图如图模板结构构件中的竖楞（小楞）计算简图如图5-19所示。所示。（1）抗弯强度验算）抗弯强度验算 新浇混凝土侧压力设计值新浇混凝土侧压力设计值: q1=（1.247.70.270.9）=13.9(kN/m) 倾倒混凝土侧压力设计值倾倒混凝土侧压力设计值: q2=（1.42.00.270.9）= 0.7(kN/m) 以以q1验算强度。验算强度。 竖楞的最大弯矩竖楞的最大弯矩: M=（0.113.94502）=2.9105(Nm

22、m) 竖楞的截面抵抗矩竖楞的截面抵抗矩: W=bh2/6=501002/6=83333(mm3) 竖楞的最大应力计算值竖楞的最大应力计算值: =M/W=2.910583333=3.5(N/mm2)205N/mm2,满足满足要求要求（2）抗剪验算）抗剪验算 竖楞的最大剪力（支座）：竖楞的最大剪力（支座）： V=0.6 x13.9450=3751(N) 竖楞截面最大切应力计算值竖楞截面最大切应力计算值: =3V/2bh=33751/（250100） =1.1(N/mm2)1.5N/mm2，满足要求。，满足要求。（3）挠度验算）挠度验算 作用在竖楞上的线荷载作用在竖楞上的线荷载: q=47.70.2

23、7）=12.9(kN/m) 竖楞的截面惯性矩竖楞的截面惯性矩: Ibh3/12=501003=4.2106(mm4) 竖楞的最大挠度计算值竖楞的最大挠度计算值=0.677 ql4/100EI =0.67712.94504/（10095004.2106）=0.09(mm)205N/mm ，但接近，但接近205N/mm （不超过（不超过5），可以认为满足要求。），可以认为满足要求。4柱箍计算柱箍计算 跨中最大变形：跨中最大变形： H方向柱箍计算略。方向柱箍计算略。3221223224423448246300 8843800 172 884172341.5()48 210000 2 12.19 10

24、24 210000 2 12.19 10884FlF alaEIEIlmm 【例【例5-3】 梁模板验算梁模板验算 某框架梁截面尺寸某框架梁截面尺寸B*D=250mm*750mm，板厚板厚100mm，支架高，支架高度度4.5m，采用，采用18mm厚胶合板面板、钢管脚厚胶合板面板、钢管脚手架支撑体系，梁底模手架支撑体系，梁底模板支撑方木为板支撑方木为50mm100mm。梁。梁模板构造如图模板构造如图5-25所示。所示。木方楞钢管支撑钢管支撑 梁支撑架钢管为梁支撑架钢管为483.5，脚手架步，脚手架步距最大为距最大为1.5m，立杆，立杆纵距（沿梁跨度方向纵距（沿梁跨度方向间距）间距）L=1.0m，

25、立杆，立杆横向间距或排距横向间距或排距L1=1.0m，梁两侧立，梁两侧立柱间距柱间距b=0. 7m，立，立杆上端伸出至模板支杆上端伸出至模板支撑点长度撑点长度a=0m，【例【例5-3】 梁模板验算梁模板验算【例【例5-3】 梁模板验算梁模板验算 单扣件连接，梁底模单扣件连接，梁底模板方木的支撑钢管间板方木的支撑钢管间距距1. 0m。考虑扣件质考虑扣件质量及保养情况，取扣件量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数为抗滑承载力折减系数为0.8。柏木弹性模量为。柏木弹性模量为10000 N/，抗弯强度，抗弯强度设计值为设计值为17N/ ，抗剪，抗剪强度设计值为强度设计值为1.7N/【解【解】1梁侧模板

26、面板、内外楞、穿梁螺栓计算（略）梁侧模板面板、内外楞、穿梁螺栓计算（略）2梁底模板计算梁底模板计算 梁底模板计算简图如梁底模板计算简图如 图所示。面板沿梁长图所示。面板沿梁长取取1000 mm计算单元。计算单元。2梁底模板计算梁底模板计算 面板的截面惯性矩面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩和截面抵抗矩W分别为分别为 W=1000182/65.4104(mm3) I=1000183/12=4.9105(mm4)（1）抗弯强度验算）抗弯强度验算 新浇砼及钢筋荷载设计值新浇砼及钢筋荷载设计值: q1=1.2(24+1.5)1.00.750.9=20.7(kN/m) 模板自重荷载设计值模板自重荷载设计值:

27、 q2=1.20.351.00.90. 4(kN/m)2梁底模板计算梁底模板计算 振捣混凝土时产生的荷载设计值振捣混凝土时产生的荷载设计值: q3=1.42.01.00.9KN/m=2.5(KN/m) q=q1+q2+q3=20.7+0.4+2.5kN/m=23.6(KN/m) 跨中弯跨中弯: Mmax=1/823.60.252=0.2(kNm) =0.2106/（5.4104） =3.4(Nmm2)17N/mm2，满足要求，满足要求.2梁底模板计算梁底模板计算（2）挠度验算）挠度验算 作用在模板上的线荷载作用在模板上的线荷载: q=(24.01.5)0.750.35)1. 0=19.5N/m

28、 面板的最大挠度计算值面板的最大挠度计算值:=5qL4/(384EI) =519.52504/（38495004.9105 =0.2mm0.625mm(250/400)，满足要求。，满足要求。3梁底支撑方木计算梁底支撑方木计算（1）方木抗弯强度验算）方木抗弯强度验算 梁底支撑方木计算简图为跨度梁底支撑方木计算简图为跨度1000mm的三跨连续的三跨连续梁。图梁。图5-26支座反力（垂直纸面方向支座反力（垂直纸面方向lm范围）为：范围）为：23.60.25=3kN。所以，梁底支撑方木三所以，梁底支撑方木三跨连续梁上的均布荷载跨连续梁上的均布荷载设计值为设计值为3.0kN/m（忽（忽略方木自重，下同

29、）。略方木自重，下同）。3梁底支撑方木计算梁底支撑方木计算 最大弯矩最大弯矩: M=0.1qL2=0.13.01. 02=0.3(kNm) 支撑方木的截面抵抗矩支撑方木的截面抵抗矩: W=bh2/6=501002/683333(mm3) 最大应力最大应力: =M/W=0.3106/83333 =3.6(N/mm2)17N/mm2，满足要求。，满足要求。3梁底支撑方木计算梁底支撑方木计算（2）方术抗剪强度验算）方术抗剪强度验算 最大剪力最大剪力V=0.6qL=0.63.01.0=1.8(kN) =3V/6bh=3x1800/(2x50 x100) =0.5N/mm21.7N/mm2，满足要求。，

30、满足要求。3梁底支撑方木计算梁底支撑方木计算（3）方木挠度验算）方木挠度验算 新浇混凝土及钢筋荷载设计值新浇混凝土及钢筋荷载设计值: q1=(241.5)1.00.7519.2(kN/m) 模板结构自重荷载模板结构自重荷载: q2=0.351.0=0.4(kN/m) 梁底支撑方木三跨连续梁上的均布荷载标准值为梁底支撑方木三跨连续梁上的均布荷载标准值为: q= q1 +q2=（19.20.4）0.252=2.5(kN/m)。 方木最大挠度：方木最大挠度：=0.qL4/100EI =0.6772.510004/(100100004.2106) =0.4(mm)2.5mm（=1000/400），满足要求。），满足要求。4支撑钢管强度验算支撑钢管强度验算 支撑钢管计算简图如图支撑钢管计算简图如图5-27所示。所示。 图中集中力即方木连续梁支座反力为图中集中力即方木连续梁支座反力为: P=3.0kN/0.93.3kN（483