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1、模板设计第一节 模板设计荷载计算及有关规定一、模板及支架的荷载标准值(一)永久荷载标准值1、模板及其支架自重标准值(G1K)应根据模板设计图确定。对肋形楼盖及无梁楼板的自重标准值可按表(表1-1) 表1-1模板构件的名称木模板(KN/m2)钢模板(KN/m2)平板的模板及小梁0.30.5楼板的模板(包括梁的模板)0.50.75楼板模板及其下支架(楼层高度4m以下)0.751.102、新浇筑砼自重标准值(),对普通砼可采用24 KN/m3,其他砼可根据实际重力密度确定。3、钢筋自重标准值()应根据工程设计图确定。对一般梁板结构每立方米钢筋砼的钢筋自重标准值:楼板可取1.1 KN;梁可取1.5 K
2、N。4、当采用内部振捣器时,新浇砼作用于模板的侧压力标准值()可按下式计算,并取两式中取最小值: (1) (2)式中 -新浇砼作用与模板的侧压力计算值KN/m2-砼的容重KN/m3-外加剂影响系数;不加外加剂=1.0 加有缓凝的外加剂=1.2-坍落度(s)影响系数;当坍落度小于30mm时,取0.85;坍落度为5090mm时,取1.0;坍落度为110150mm时,取1.15;t0-新浇砼的初凝时间(h),按试验确定;当缺乏试验资料时,可采用T-砼浇注时砼的温度(取气温+20)-砼浇筑速度(m/h)-砼侧压力计算位置处至新浇砼顶面的总高度(m);砼侧压力的计算分布图如下图 (二)可变荷载标准值1、
3、施工人员及设备自重荷载标准值()当计算模板和直接支撑模板小梁时,均布荷载取2.5 KN/m2,再用集中力P=2.5KN进行验算,比较两者所获得的弯矩值取较大值; 当计算直接支撑小梁的主肋时,均布荷载取1.5 KN/m2;当计算支架立柱及其他支撑结构构件时,均布荷载可取1.0 KN/m2。注:对大型浇筑设备,如上料平台、砼输送泵等按实际情况计算;采用布料机上料进行浇筑时,活荷载取4 KN/m2 砼堆积高度超过100mm以上者按实际高度计算。模板单块宽度小于150mm时,集中荷载可分布于相邻的两块板面上。2、振捣砼产生的荷载标准值(),对水平模板可采用2 KN/m2 对垂直面模板可采用4 KN/m
4、2,且作用范围在新浇筑砼侧压力有效压头高度之内。3、倾倒砼时,对垂直面模板产生的水平荷载标准值()可按表1-2采用倾倒砼产生的水平荷载标准值(KN/m2)表1-2向内部模板供料的方法水平荷载用串桶、溜槽、导管2容量小于0.2 m3的运输器具2容量为0.20.8 m3的运输器具4容量大于0.8 m3的运输器具6注:作业范围在有效压头高度以内二、荷载设计值(一)计算模板及支架结构或构件的强度、稳定性和连接强度时,应采用荷载设计值(荷载标准值荷载分项系数)(二)计算正常使用极限状态的变形时,采用荷载标准值(三)载设分项系数应按表1-3表1-3项目计算承载力模板及其支架自重标准值()永久荷载分项系数(
5、1) 当其效应对结构不利时:对由可变荷载效应控制的组合应取1.2;对由永久荷载效应控制的组合应取1.35;(2) 当其效应对结构有利时:一般取1.0对结构的倾覆、滑移验算应取0.9现浇素砼自重标准值()钢筋自重标准值()新浇砼对模板的侧压力标准值()施工人员及设备自重荷载标准值()永久荷载分项系数一般情况下应取1.4对于标准值大于4KN/m2的活荷载应取1.3。振捣砼产生的荷载标准值()倾倒砼时产生的水平荷载标准值()风荷载()1.4(四)钢面板及支架作用荷载设计值可乘以系数0.95进行折减。当采用冷弯薄壁型钢时,其荷载设计值不应折减三、荷载组合参与计算模板及其支架荷载效应组合的各项荷载标准值
6、组合应符合下表1-4的规定。 表1-4项目参与组合的荷载类别计算承载力计算挠度1平板和薄壳的模板及支架+2梁和拱的底模板及支架+3梁、拱、柱(边长不大于300mm)、墙(厚度不大于100mm)的侧面模板+4大体积结构、柱(边长不大于300mm)、墙(厚度不大于100mm)的侧面模板+注:计算挠度荷载取标准值;计算承载力应采用荷载设计值。四、变形值规定(一)于验算模板及支架的刚度时,其最大变形值不得超过下列允许值:1、对于结构表面外露的模板,为模板计算跨度的L/4002、对于结构表面隐蔽的模板,为模板计算跨度的L/2503、支架的压缩变形或单性挠度,为相应的结构计算跨度的L/1000(二)组合钢
7、模板结构或其构配件的最大变形值不得超过1-5的规定。组合钢模板结构或其构配件的容许变形值(mm)表1-5部件名称容许变形值钢模板的面板1.5单块钢模板1.5钢楞L/500或3.0柱箍B/500或3.0桁架、钢模板结构体系L/1000支撑系统累计4.0第二节 设计示例算例一:现浇楼板模板计算某现浇梁板结构,楼板160mm厚,采用12mm胶合板作底模,胶合板尺寸为1000mm*2000mm;用50*100mm方木作小肋(次肋),方木长度4m,间距250mm;主肋用两根外径48mm壁厚3mm钢管,间距1200mm;支柱用外径48mm壁厚3mm钢管,支柱上放承托,支柱横杆间距为1200mm,试对模板和
8、支撑系统进行验算。一、计算荷载:1、模板自重:2、砼 自 重:3、钢筋自重:4、施工荷载:二、计算:胶合板模板因方木长向沿胶合板长向布置,且在胶合板长向接缝处有方木,故胶合板单向受力。因胶合板宽度1000mm,而方木间距为250mm,故胶合板应简化为:实际按三跨连续单向板计算,取1000mm宽为计算单元。1、计算强度:故:胶合板允许应力(可行)2、扰度计算:荷载取标准值,且。取1m宽为计算单元:模板挠度胶合板:;,可行。三、计算支承胶合板模板的小肋(50100mm的方木)此时,小肋承受的荷载应为,其中0.25m为方木的间距。方木长度一般为4m,主肋间距为1.2m,则又按三跨连续梁进行计算。1、
9、强度计算方木允许应力,可行。2、挠度计算,可行。四、计算支承小肋的主肋1、强度计算主肋采用钢管,支柱间距为1200mm,则钢管受到小肋传来的集中力,钢管长度为6米,则受力图应为:为计算方便,一方面计算跨数取3跨,另一方面计算荷载取等量的均布荷载,从而得到计算简图为:从而得到:外径48mm壁厚3.0mm钢管,w=4.493cm3钢管的允许拉应力,可行。2、挠度计算,可行。五、计算支承主肋的支柱钢管每根钢管承担的力:取横杆步距为12mm,则主杆长细比为:查表,可行。算例二:胶合板墙模商业楼地下室墙厚450mm,高5.0m,每节模板高2.5m,采取分节浇筑混凝土,每节浇筑高度为2.5m,浇筑速度,混
10、凝土重力密度,浇筑时温度,采用胶合板模板,散装散拆。试计算确定模板厚度和内楞截面和间距。解:1、计算简图 (1)面板(12mm厚胶合板)一般为超过5跨的连续梁 一般为三跨以上的连续梁(2)肋(内楞) 一般为三跨以上的连续梁(3)脊楞 (23跨)一般按均布荷载多跨连续梁计算2、计算荷载(1)面板计算时的荷载:a、新浇混凝土时模板的侧压力(取) 取两者中的较小值,作为对模板侧压力的标准值,并考虑倾倒混凝土产生的水平荷载标准值,分别取荷载分项系数1.2和1.4,则作用于模板的总荷载设计值为:3、强度、挠度计算(1)面板一般按三跨连续梁计算,强度M=(1/10)ql2; =ql4/(150EI)取胶合
11、板的厚度为12mm 模板截面强度由式:取:杨木胶合板强度,故满足强度要求 。刚度计算:采用标准荷载,同时不考虑振动荷载作用,则:模板挠度:故知,刚度不满足要求,方木间距应减少。(3) 肋内楞计算 (强度、刚度计算方法同面板)设内楞(肋)的截面为取背楞间距为600mm。内楞承受的弯矩为(3)脊楞:按均布荷载计算 (略)算例三、 墙模用钢制大模板计算实例已知大模板构造尺寸27504900(mm),面板用6mm钢板,内楞采用,间距300mm,背楞采用2,间距如图所示。一、大模板的最大侧压力大模板主要承受混凝土的侧压力,根据国内外大量试验研究,当大模板的高度H=2.53.0m时,侧压力的分布图可用下图
12、表示。当最大侧压力Fmax=50/m2时,在2.1m以上按三角形分布,2.1m以下按矩形分布。1、面板验算:(按三跨连续梁计算)超过允许值。2、内楞计算:间距 的截面系数、惯性矩横肋为两段带悬臂的三跨连续梁。 强度验算: 挠度验算:悬臂部分挠度 跨中部分挠度 3、背楞计算:选用,以上、中、下三道穿墙螺栓为支承点。 算例四、柱模板计算柱截面尺寸为600mm800mm,柱高4m,用12mm厚胶合板作模板,用50mm100mm方木作肋,间距200mm,设型钢作柱箍,试验算模板、方木、柱箍。混凝土浇筑时, ,温度, 一、确定计算简图1、模板模板计算简图 方木计算简图2、方木3、柱箍柱箍计算简图二、确定荷载 荷载计算简图取较小值 则计算挠度用的;计算挠度用的;计算挠度用的三、强度计算1、模板 取一半宽为计算单元则; 2、方木 3、柱箍60402.5方钢管 四、变形计算 1、模