湖南某大学土木工程施工讲义之模板工程

模板工程

模板工程

模板工程属“临时结构工程”——但影响工程的质量，进度，成本，安全等。模板工程的基本要求：共3点安装质量（quality)：保证外形和位置，不漏浆；安全性能(safety)：承载力、刚度和稳定性经济性(economy)：装拆方便，多次使用，便于施工。

模板工程基本的施工流程为：

阅读工程施工图→编制支模施工方案→准备模板工程材料→安装支架及模板→浇筑混凝土后拆模→清理堆放、周转使用

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）

模板工程的安全性十分重要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人支架失稳塌陷的区域

1模板材料

1）木模板——常用松木或杉木2）钢模板——组合钢模板3）胶合板模板4）塑料和玻璃钢模板

2基本构件的模板构造

1）柱、墙模板柱、墙为竖向结构（1）柱模板其特征为：面积不大，但长度较大。混凝土浇筑速度快，侧压力大。组成：模板、柱箍等组成。定型组合钢模板

支撑外楞内楞对拉螺栓钢模用过的胶合板、木枋堆积如山

清水混凝土质量施工技术创创新嵌入式钢框框塑料模板板发明专利、、实用新型型专利省级、国家家级工法钢模板-柱柱塑料和玻璃璃钢模板特点重量轻，强强度较高，，但价格贵贵，常用于于现浇“密密肋楼盖”中做做“模壳””南京玄武区区政府的密密肋楼板采采用塑料模模壳塑料模壳（2）墙模板其特征为：：高、宽宽度不大，，长度大、、浇筑速度度快组成：模板板，内肋，，外肋和对对拉螺栓等等模板可用：：木模板，，钢模板，，胶合板模模板等2）梁板模模板其特征为：：宽度不大大、长度大大、混凝土土浇筑速度度快，侧压力力相对也大大，而且侧侧压力往（1）木模模板（2）钢模模板（3）梁、、板模板的的支撑系统统支撑系统包包括：竖向向支撑，横横向支撑，，斜向支撑撑以及各种连连接件。对比用钢管管和胶合板板组拼的大大模。其中竖向支支撑和连接接件是主要要的承重构构件，斜向向支撑是只只要的稳定定支撑，横横向支撑既既是承重支支撑又是稳稳定支撑。。对于竖向向支撑，其其安全系数数一般都应应考虑到2或3。a支撑形式有有：可调钢支柱柱：也称单单管支架，，长度一般般为34m，承载能力力一般为2吨。钢钢管支架架：高度可可随意，其其承载能力力随其高度而定。。同时还必必须考虑扣扣件的抗滑滑能力（一一个扣件的的抗滑能力力一般为800kg)。框架式支架架（门式支支架）可调钢支柱柱支撑的梁梁、板模板板扣件式钢管管支架南京军区总总院门诊楼楼工程采用用门式支架架支模无锡周家浜浜车站工程程采用盘扣扣承插式支支架支模b力的的传递梁：底板→→大、小横横杆→通过过扣件到竖竖杆；墙：模板→→竖杆（内内楞）→横横杆（外楞楞）→斜撑。3模板工工程设计模板系统设设计包括：模板板和支撑；；选形选材材；荷载计计算；结构构验算；安安装与拆除除方案等，，并不单纯纯仅仅是计计算问题。1）荷载包括永久荷荷载（即恒恒载）和可可变荷载（（活载）。。（1）模板及支架架自重标准准值G1k一般按设计计图纸按实实计算，常常用的肋形形楼盖和无无梁楼盖可可查表。核心内容应应掌握（2）新浇筑混凝凝土自重标标准值G2k普通混凝土土为24kN/m3（3）钢筋筋自重标准准值G3k楼板：1.1kN/m3；梁：1.5kN/m3楼板模板自自重标准值值（kN/m2)表2序号模板构件名称木模板定型组合钢模板1平板的模板及小楞0.30.32楼板模板（其中包括梁的模板）0.50.53楼板模板及之间支架0.750.75（4）新浇筑混凝凝土对模板板侧面压力力的标准值值G4ka新浇浇混凝土的的影响因素素：混凝土的密密度、初凝时间间t、浇筑筑速度V、、坍落度、、入模温度度T、加外外加剂、浇浇筑高度等等。b新浇浇混凝土侧侧压力的计计算to——新浇混凝土土的初凝时时间（h），可按实测确确定。当缺乏试试验资料时，可采用to=计算（T为混凝土的温度度，℃）t0=200/(T+15)V——混凝土的浇筑速速度（m/h）；H——混凝土侧压力计计算位置所至新新浇筑混凝土顶顶面的总高度（（m）；1——外加剂影响修正正系数，不掺外外加剂时取1.0；掺具有缓凝作作用的外加剂时取1.2；2——混凝土坍落度影影响修正系数，，当坍落度小于于30mm时，取0.85；50~90mm时，取1.0；110~150mm时，取1.15。*荷载组合与与荷载的分项系数*注意：验算刚度（即变变形）时，取荷载的标标准值。*荷载分布图图有效压头高度按按下式计算：（5）施工人员及设设备荷载标准值值Q1ka计算模板和直接接支承模板的小小楞：按均布荷载2.5kN/m2计算，集中活荷荷载2.5kN进行验算，最后后应取较大的弯弯矩值。b计算直接支承小小楞的构件：1.5kN/m2；c计算支架立柱及及其他支承结构构构件：1kN/m2（6）振捣混凝土时时产生的荷载标标准值Q2k水平模板：2.0kN/m2——即梁底模垂直模板：0kN/m2——梁侧模注意：作用在新新浇混凝土的有有效压头高度之之内。计算面板及小楞楞活载2.5kN/m2计算支撑小楞的的大楞活载1.5kN/m2计算支撑大楞的的支架活载1.0kN/m2（7）倾倒混凝土土时产生的荷载载标准值Q3k——与混凝土的的供料有关注意：作用在新新浇混凝土的有有效压头高度之之内（8）风荷载的的标准值对于风压较大的的地区或较高处处的模板，应考考虑模板在风荷载作作用下的抗倾覆覆的问题---即模板的稳定定问题。序号向

模

板

内

倾

倒

方

法

水

平

荷

载1

溜槽、串筒或导管2kN/m22

泵送混凝土4kN/m23

容器容量为0.2~0.8m3的运输器具

4kN/m24

容器0.8m3的料斗6kN/m22）荷载分项系数数

荷载

类

别

分

项

系

数

永久荷载

模板及支架自重（G1k）

当其荷载效应应对结构不利时：

（1）对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；（2）当由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；2当其荷载效应应对结构有利时：（1）一般情况应取1.0；（2）对结构的倾覆、滑移验算应取0.9

新浇筑混凝土自重（G2k）

钢筋自重（G3k）

新浇筑混凝土对模板侧面的压力（G4k）

可变荷载

施工人员及施工设备荷载（Q1k）

一般情况下应取1.4；对标准荷载大于4kN/m2的活荷载应取1.3

振捣混凝土时产生的荷载(Q2k)

倾倒混凝土时产生的荷载（Q3k）

风荷

载

1.4

3）模板及支架荷载载效应组合的各各项荷载项

目

参与组合的荷载类别

计算承载能力

验算刚度

平板和薄壳的模板及支架

G1k+G2k+G3k+Q1k

G1k+G2k+G3k

梁和拱模板的底板及支架

G1k+G2k+G3k+Q2k

G1k+G2k+G3k

梁、拱、柱（边长≤300mm）、墙（厚≤100mm）的侧面模板

G4k+Q2k

G4k

大体积结构，柱（边长＞300mm）、墙（厚＞100mm）的侧面模板

G4k+Q3k

G4k

恒+活载恒载4）模板工程程计算要点(1)计算算要适当简化-----要有有一定的准确度度，计算要简单单a所有都可可简化为均布荷荷载，即集中荷荷载也可当作均布荷载载；b各种单元件件,模板，内外外楞，大小楞及及桁架均可当作作“梁”;c计算跨度按按实确定，但多多于三跨时按三三跨计算。(2)设计荷荷载取值a验算模板的的承载能力和稳稳定性时：取荷荷载设计值；b验算刚度（（变形）时，取取荷载的标准值。(3)计算内容容和规定a因无临时时性工程的设计计规范，因此模模板计算应按相应正式式结构设计规范范执行；b验算方法已知模板材料（（即材料的容许许应力）和构造造尺寸，验算模模板构件的承载载能力和刚度；；已知模板板材料（即材料料的容许应力））和荷载，确定定模板的尺寸，，即确定模板构构件截面，跨度度等；c模板，支架的容容许变形值模板:结构表面外露（（清水）：L/400；结构表面不外露露（混水）：L/250；支架:压缩变形和弹性性挠度：L/1000；d支架承受竖向荷载的的支架（包括立立杆和横杆）应应验算承载能力力和稳定性；对于斜杆主要验验算稳定性；对于横拉杆基本本上是按构造确确定，一般是1.82.0m一挡；对于于较重要的支架架，其底部应设设横拉杆，俗称称“扫地杆”用胶合板及钢管管扣件支梁、板板模的构造支架承受竖向荷载的的支架（包括立立杆和横杆）应应验算强度和稳稳定性；对扣件式钢管脚脚手架，须验算算顶层扣件的抗抗滑承载力。（单扣件抗滑0.8T，双扣件为1.2T）对于斜杆主要验验算稳定性；对于横拉杆基本本上是按构造确确定，一般是1.82.0米一挡；对于较重要的支支架，其底部应应设横拉杆，俗俗称“扫地杆””4墙模板设计例题题已知条件1）墙模板计算高高度为2.65m计算高度=结构层高-水平构件(楼板或梁）高度度-50mm2）混凝土墙不粉粉刷（确定允许变形），厚度为200mm，采用内部振捣捣器振捣，料斗斗斗容量为0.6m3（确定活载）。3）浇筑速度V=1.2m/h，混凝土温度T=15C（确定混凝土初凝凝时间t0）。5）掺外加剂（确定β1），塌落度为140mm（确定β2）。6）模板面板为厚厚度18mm的木胶合板，内内竖楞采用50mm100mm木楞，外楞采用用双脚手钢管(2483.5)。7）木材强度：抗弯强度：fw=20MPa，抗剪强度：：fv=1.7MPa，弹性模量：E=10000MPa。求解（1）计算荷载1）计算新浇混凝凝土的侧压力标标准值G4k新浇混凝土侧压压力标准值取较较小值：F=53.24kN/m23）承载力验算取荷载设计值Fs=53.24××1.2×0.9=57.50kN/m2Fs′=4×1.4××0.9=5.04kN/m22）倾倒混凝土产生生的荷载标准值：F3k=4kN/m2（2）有效压头高度度计算h=Fs/rc=57.50/24=2.4m（3）计算内竖楞间间距，即模板跨跨度L1（计算模板承载载力和变形，以以确定内楞布置置）将模板视为梁，，梁高为板厚，，梁宽可取1m。（注：计算梁宽宽对模板计算无无任何影响，只只要计算受荷宽宽度与计算梁宽宽一致。）1）计算等效梁上上线载设计值：q=57.5××0.2=11.50kN/m(承载力验算）标准值：q′=53.24××0.2=10.65kN/m(刚度验算)设计值问：模板计算时将模模板视为梁，梁梁高可否取任意意值？×2）计算简图——多多跨连续梁一般按实计算，，超过三跨则计计算取三跨。3）按抗弯能力力计算——查结构计算算手册得：由于：所以：得：设计值满足模板抗弯承承载力的内楞允允许最大间距4）按抗剪能力力计算由于：Vmax=0.6×q××L1τmax=1.5×Vmax/(bh)≤fv所以：得：5）按刚度计算算由于：所以：设计值当为l/400时k=0.37当为l/250时k=0.59清水混凝土满足模板抗剪承承载力的内楞允允许最大间距得：荷载标准值满足模板变形要要求的内楞允许许最大间距6）根据抗弯、抗剪剪和挠度计算，，模板最大跨度度（即内楞最大大间距）允许值值应取三者的最最小值，即278mm（由刚刚度控制），但但考虑到内楞宽宽50mm，因因此最终取值300mm。（4）计算外横楞的的间距,即内竖楞的跨度度经抗弯、抗剪和和挠度计算，由由抗剪控制，L2＝500mm。（5）计算对拉螺栓栓的间距,即外横楞的跨度度经抗弯和挠度计计算，由刚度控控制，L3＝800mm。（6）选择对拉螺栓栓规格经计算直径为M14。5模板工程安装与与拆除模板的安装明确力的传递途途径，保证模板板工程的承载力力和刚度。要有适当的起拱拱（跨度≥4m）一般构件：1/10003/1000（预应力结构取取下限）。模板的拆除能保证混凝土结结构或构件的几几何尺寸和位置置时应尽早拆除，以便模板板能及早周转。。侧模拆除能保证混凝土结结构或构件能自自立，保证结构构或构件的表面和棱角不不致损坏的前提提下就能拆除。。结构类型结构跨度（m）应达到的设计混凝土强度要求（）

板

2502，8758100梁，拱壳8758100悬臂构件2752100底模拆除多、高层结构中中，模板和支架架的设置——一般配置24层模板和支架第1层时——需1套模板和和支架；；第2层时——第1层不能拆拆，另需需1套模板和和支架，，共需2套模板和和支架；；第3层时——将第1层支架和和模板拆拆除，翻翻到第3层使用。。（若板板1和板2共同承受受不了板板3的施工荷荷载，则则板1应保留部部分支架架，共需需三套模模板和支支架）6新型模板板体系施施工包括：大模板、、滑升模模板、爬爬升模板板、台模模、早拆拆模板等等。（1）大模板板特点单片模板板面积大大（一块块模板一一堵墙），用于竖向向混凝土土构件，整体安安装和拆拆除，施施工速度度快，机机械化程程度高，，并可减少少用工量量和缩短短工期，，但隔热效效果较差差。七十年代代开始应应用，是目前我我国剪力力墙和筒筒体体系系的高层层建筑、、桥墩、、筒仓等等施工用用得较多多的一种种模板，，已形成成工业化化模板体体系。构造（由由面板、、次肋、、主肋、、支撑桁桁架、稳稳定机构构及附件件组成））面板——一般用45mm的钢板，，也可用用组合钢钢模板并并装而成成；横楞或内内楞——一般用较较小的槽槽钢；间间距为0.3m左右；竖楞或外外楞——一般用较较大的槽槽钢（[6.5或[8）；间距距为1m左右；大模板构构造图：：1—面板板；2——次肋；；3—支撑撑桁架；；4—主主肋；5—调整整螺旋；；6—卡卡具；7—栏杆杆；8——脚手板板；9——对拉螺螺栓典型全钢钢大模板板平面布置置方案大模板平平面布置置方案主主要有：：平模布布置、小小角模布布置、大大角模布置置等。其其中小角角模方案案使用广广泛，它它适应性性强，便便于模板板的平面面位置与与垂直度度的校正正。a）平模布置置；b）小角角模布置置；c）大角角模布置置

大模模板的平平面布置置图（（1—墙墙体；2—平模模；3——小角模模；4——大角模模）小角模的的连接1—大模模板；2—小角角模；3—偏心心压杆；；建筑物外外墙布置置方案建筑物外外墙及桥桥墩等单单侧大模模板通常常是将大大模板支支承在附附壁式支承承架上。。外墙大模模安装图图1—外墙墙的外模模；2——外墙的的内模；；3—附附墙支承承架；4—防护护网。安装地面拼装装吊装（2）滑升模模板（简简称滑模模）特点：节约模板板，施工工速度快快。适用：用于现场场浇筑高高耸构筑筑物和建筑筑物等的的竖向结构构，如烟囱囱、筒仓仓、高桥桥墩、电电视塔、、竖井、、沉井、、双曲线线冷却塔塔和高层层建筑等等。滑模是一一种工业业化模板板，配置置一定高高度的模模板（一一般1.2m）），上口口不断浇浇入混凝凝土，滑滑动模板板，下口口滑出的的混凝土土正好能能保证““自立””（保持持混凝土土形状和和承受自自重）。。烟囱滑模模滑模构成成包括：模模板系统统、操作作平台系系统、提提升系统统和施工工精度控控制系统统组成。。1—支承承杆；2—液压压千斤顶顶；3——提升架架；4—油管管；5——围圈；；6—模模板；7—混凝凝土墙体体；8——操作平平台桁架架；9—内吊吊脚手架架；10—外脚脚手架。。滑模传力力途径：：荷载模板围圈提升架千斤顶支承杆滑模工作作原理：：（1）模板系系统包括：提提升架，，围圈和和模板等等。模板用于于成型混混凝土，，承受新新浇混凝凝土的侧侧压力，，多用钢钢模或钢钢木组合合模板。。模板的的高度取取决于滑滑升速度度和混凝凝土达到到出模强强度（0.2～0.4N/mm2）所需的的时间，，一般高高1.0～1.2m。为防止滑升过程中中混凝土与模板的的粘结引起滑升困困难，应将模板做做成上口小、下口口大的锥形，单面面锥度约0.2%～0.5%。两块模板的间距距控制则以模板上上口以下1/2模板高度处的净间间距为结构断面的的厚度。围圈用于支承和固固定模板，一般情情况下，模板上下下各布置一道，它它承受模板传来的的水平侧压力（混混凝土的侧压力和和浇筑混凝土时的的水平冲击力）和和由摩阻力、模板板与围圈自重（如如操作平台支承在在围圈上，还包括括平台自重和施工工荷载）等产生的的竖向力。围圈可可视为以提升架为为支承的双向弯曲曲的多跨连续梁，，材料多用角钢或或槽钢，以其受力力最不利情况计算算确定其截面。提升架的作用是固固定围圈，把模板板系统和操作平台台系统连成整体，，承受整个模板系统统和操作平台系统统的全部荷载并将将其传递给液压千千斤顶。提升架分单横梁梁式与双横梁式两两种，多用型钢的的制作，其截面按按框架计算确定。。（２）操作平台系系统包括：操作平台、、料台、吊脚手架架、随升垂直运输输设施等。它是施工操作的场场所。其承重构件件（平台桁架、钢钢梁、铺板、吊杆等）根据其受力力情况按一般的钢钢结构进行计算。。（3）提升系统提升系统包括支承承杆、液压千斤顶顶和提升动力装置置（即液压系统）等，它是使滑滑升模板向上滑升升的动力装置。支承杆既是液压千千斤顶向上爬升的的轨道，又是滑升升模板的承重支柱，它承受施工过程中中的全部荷载，其规格要与选用用的千斤顶相适应应。（4）施工精度控制系系统包括：千斤顶同步步、建筑物轴线和和垂直度等的控制制和观测设施等。千斤顶同步控制装装置—限位卡挡、激光控控制仪、水杯自动动控制装置等；垂直度观测—激光铅直仪、经纬纬仪和线锤等。支承杆提升架滑模千斤顶滑模装置的设计简简介设计荷载自重——模板和操作系统施工荷载----人员、工具和存放放材料等其他特殊荷载（垂垂直运输、液压装装置等）混凝土侧压力和冲冲击力模板提升