模板驗算教學(xué)

模板驗算教學(xué)第一頁，共56頁。項目四：鋼筋砼工程施工任務(wù)二:構(gòu)件模板驗算第二頁，共56頁。一、確定模板設(shè)計的內(nèi)容和原則

（一）模板設(shè)計的內(nèi)容主要包括選型、選材、配板、荷載計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計和繪制模板施工圖等。各項設(shè)計的內(nèi)容和詳盡程度，可根據(jù)工程的具體情況和施工條件確定。（二）模板設(shè)計的主要原則 1．實用性主要應(yīng)保證砼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。具體要求是：(1)接縫嚴(yán)密，不漏漿；(2)保證構(gòu)件的形狀尺寸和相互位置正確無誤；(3)模板的構(gòu)造簡單，支拆方便。第三頁，共56頁。2．安全性保證在施工過程中，不變形，不破壞，不倒塌。3．經(jīng)濟(jì)性

針對工程結(jié)構(gòu)的具體情況，因地制宜，就地取材。在確保工期、質(zhì)量的前提下，盡量減少一次性投入，增加模板周轉(zhuǎn)，減少支拆用工，實現(xiàn)文明施工。第四頁，共56頁。二、查閱模板設(shè)計的依據(jù)1．建筑工程設(shè)計施工圖與設(shè)計變更單

建筑工程設(shè)計施工圖列出各構(gòu)件(樓板、梁、柱、墻)的幾何尺寸、構(gòu)造要求、結(jié)構(gòu)形式和各種特殊要求，如清水砼、起拱、防滲等，施工時必須滿足這些條件與要求，否則便難以通過施工驗收。2．施工組織設(shè)計與施工方案施工組織設(shè)計與施工方案對模板工程施工的施工方法、施工工藝、支模材料等作出比較完整的說明與論證，確定模板的選型、配置模板的數(shù)量和周轉(zhuǎn)方式。第五頁，共56頁。3．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)范在模板工程設(shè)計時，必須遵守各種建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范以及應(yīng)用各種計算手冊，如大跨度、超重、超高結(jié)構(gòu)施工時，必須采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》與有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊，也應(yīng)套用《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》等有關(guān)資料。各種施工規(guī)范必須嚴(yán)格遵守，如《砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》、《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》等。4．施工企業(yè)技術(shù)設(shè)備與施工材料施工企業(yè)技術(shù)力量、機(jī)械裝備與機(jī)具以及支模材料等決定支模方法、施工工藝。因為施工項目部都希望采用自己熟悉的、成熟的施工方法，企業(yè)現(xiàn)有的施工機(jī)械以及傳統(tǒng)使用的施工工藝，這樣施工比較有把握，施工速度快，又比較安全。第六頁，共56頁。1．模板及其支撐自重標(biāo)準(zhǔn)值模板及其支撐自重標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)模板設(shè)計圖樣確定。肋形樓板及無梁樓板模板的自重標(biāo)準(zhǔn)值可按表5-2采用。三、荷載計算第七頁，共56頁。三、荷載計算2.新澆砼自重標(biāo)準(zhǔn)值普通砼采用24kN/㎡，其他混凝土根據(jù)實際密度確定。3．鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)工程圖樣確定。一般梁板結(jié)構(gòu)每立方米鋼筋混凝土的鋼筋自重可按以下數(shù)值取用：樓板1.1kN，梁1.5kN。第八頁，共56頁。三、荷載計算4．施工人員和設(shè)備自重標(biāo)準(zhǔn)值1）計算模板及直接支模板的小楞時，均布活荷載為2.5kN/㎡，另應(yīng)以集中荷載2.5kN再行驗算，比較兩者所得的內(nèi)力值取其大者采用。2）計算直接支承小楞的結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，均布活荷載為1.5kN/㎡。第九頁，共56頁。三、荷載計算3）計算支架立柱及其他支承結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，均布活荷載為1kN/㎡。說明：①對大型設(shè)備，如上料平臺、混凝土輸送泵等按實際情況計算。②混凝土堆集料高度超過100mm以上者按實際高度計算。③模板單塊寬度小于150mm時，集中荷載可分布在兩塊板上。第十頁，共56頁。三、荷載計算5．振搗砼時產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值對水平模板為2kN/㎡，對垂直面模板為4kN/㎡（作用范圍在新澆砼側(cè)面壓力有效壓頭高度之內(nèi)）。6．新澆砼對模板側(cè)面的壓力標(biāo)準(zhǔn)值采用內(nèi)部振搗器時，新澆的普通砼作用于模板的最大側(cè)壓力，可按下列兩式計算，并取兩式計算結(jié)果的較小值。第十一頁，共56頁。三、荷載計算

(5-1)

(5-2)式中：F——新澆砼的最大側(cè)壓力（kN/㎡）；v——砼的澆筑速度（m/h）；t。——新澆砼初凝時間（h），由實測確定。當(dāng)缺乏資料時，可采用t。=200／（T+15）計算（T為砼溫度，單位為℃）；

γc——砼重度（kN／m3）；H——砼側(cè)壓力計算位置處至新澆砼頂面的總高度（m）：

β1——外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2；

β2——砼坍落度影響修正系數(shù)，當(dāng)坍落度小于30mm時取0.85，50～90mm時取1.0，110～l50mm時取1.15。第十二頁，共56頁。三、荷載計算砼側(cè)壓力的計算分布圖形見圖5-16，其中，h=F/γc．（h為有效壓頭高度，單位為m）。第十三頁，共56頁。三、荷載計算7．傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值傾倒砼時，在垂直面模板產(chǎn)生的水平荷載作用在有效壓頭高度內(nèi)，其標(biāo)準(zhǔn)值可按表5-3采用。第十四頁，共56頁。三、荷載計算計算模板及其支撐的荷載設(shè)計值時，應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的荷載分項系數(shù)，荷載分項系數(shù)應(yīng)按表5-4采用。荷載效應(yīng)組合計算公式第十五頁，共56頁。三、荷載計算第十六頁，共56頁。三、荷載計算上述各項荷載應(yīng)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件按表5－5的規(guī)定進(jìn)行荷載效應(yīng)組合。荷載效應(yīng)組合計算公式第十七頁，共56頁。三、荷載計算第十八頁，共56頁。四、結(jié)構(gòu)計算規(guī)定1、模板及其支撐屬于臨時性結(jié)構(gòu)，設(shè)計時可根據(jù)規(guī)范中規(guī)定的安全等級為三級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件來考慮。2、鋼模板及其支架的設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，其截面塑性發(fā)展系數(shù)取1.0；其荷載設(shè)計值可乘以系數(shù)0.85予以折減。3、采用冷彎薄壁型鋼應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，其荷載設(shè)計值不應(yīng)折減。第十九頁，共56頁。四、結(jié)構(gòu)計算規(guī)定4、木模板及其支撐的設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，當(dāng)木材含水率小于25％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，其荷載設(shè)計值可乘以系數(shù)0.9予以折減。第二十頁，共56頁。四、結(jié)構(gòu)計算規(guī)定5、為保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面的平整度，模板必須有足夠的剛度，驗算時其最大變形值不得超過下列規(guī)定：1）結(jié)構(gòu)表面外露的模板為模板構(gòu)件計算跨度的1/400。2）結(jié)構(gòu)表面隱蔽的模板為模板構(gòu)件計算跨度的1/250。3）支撐的壓縮變形值或彈性撓度為相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計算跨度的1/1000。第二十一頁，共56頁。五、模板驗算實例【例1】柱模板驗算某框架結(jié)構(gòu)柱截面寬度B=600mm，柱截面高度H=500mm,柱模板的總計算高度H1＝3.0m。柱模板構(gòu)造如圖5-17所示。柱箍為2φ48*3.5鋼管、間距為450mm，豎楞為50X100mm方木，第二十二頁，共56頁。五、模板驗算實例面板為竹膠合板，厚度為18.0mm、彈性模量為9500N/mm2、抗彎強(qiáng)度設(shè)計值為13N/mm2、抗剪強(qiáng)度設(shè)計值為1.5N/mm2，方木抗彎強(qiáng)度設(shè)計值為13N/mm2、彈性模量為9500N/mm2、抗剪強(qiáng)度設(shè)計值為1.5N/mm2，鋼管彈性模量為210000N/mm2、抗彎強(qiáng)度設(shè)計值為205N/mm2。第二十三頁，共56頁。【解】1．柱模板荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算(新澆砼側(cè)壓力的計算)（設(shè)澆筑速度v=2.5m/h,環(huán)境溫度T＝20℃）取較小值47.7kN/m2作為本工程新澆砼側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)規(guī)范，當(dāng)采用溜槽、串筒或?qū)Ч軙r，傾倒砼產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2kN/㎡(表5-3)。第二十四頁，共56頁。備注:

(5-1)

(5-2)式中：F——新澆砼的最大側(cè)壓力（kN/㎡）；v——砼的澆筑速度（m/h）；t。——新澆砼初凝時間（h）t。=200／（T+15）計算；

γc——砼重度（kN／m＇）；H——砼側(cè)壓力計算位置處至新澆砼頂面的總高度（m）：

β1——外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2；

β2——砼坍落度影響修正系數(shù)，當(dāng)坍落度小于30mm時取0.85，50～90mm時取1.0，110～l50mm時取1.15。第二十五頁，共56頁。2．柱模板面板的計算模板結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的面板計算簡圖如圖。取柱截面寬度B方向和H方向中豎楞間距最大的面板作為驗算對象，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度計算。面板豎向取450mm（也可取其他值）為計算單元。第二十六頁，共56頁。（1）面板抗彎強(qiáng)度驗算新澆混凝土側(cè)壓力設(shè)計值:q1=（1.2×47.7×0.45×0.9）＝23.2(kN/m)傾倒混凝土側(cè)壓力設(shè)計值:q2=（1.4×2.0×0.45×0.9）＝1.1(kN/m)q1與q2在有效壓頭高度內(nèi)疊加，但不超過q1。以q1驗算強(qiáng)度。均布荷載作用下的二跨連續(xù)梁最大彎矩（支座）:M=0.125ql2=（0.125×23.2×2702）=2.1×105(N·mm)W=bh2/6=（450×18.02/6）=2.4×104(mm)σ=M/W=（2.1×105／2.4×104）=8.8(N/mm2)<13N/mm2，滿足要求。第二十七頁，共56頁。（2）面板抗剪驗算面板的最大剪力:V=（0.625x23.2×270）=3915(N)面板截面切應(yīng)力:=3V/2bh=3x3915/(3x450x18)=0.8(N/mm2)＜1.5N/mm2，滿足要求。第二十八頁，共56頁。（3）面板撓度驗算作用在模板上的側(cè)壓力線荷載q=（47.7×0.45）=21.5（kN/m）面板截面的慣性矩:I=bh3/12=450×183/12=2.2×105(mm5)面板的最大撓度計算值ω=0.521ql4/100EI=0.521*21.5*2704/(100*9500*2.2*105)=0.3(mm)<1.125mm（1/400）。第二十九頁，共56頁。3．豎楞計算模板結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的豎楞（小楞）計算簡圖如圖5-19所示。第三十頁，共56頁。（1）抗彎強(qiáng)度驗算新澆混凝土側(cè)壓力設(shè)計值:q1=（1.2×47.7×0.27×0.9）=13.9(kN/m)傾倒混凝土側(cè)壓力設(shè)計值:q2=（1.4×2.0×0.27×0.9）=0.7(kN/m)以q1驗算強(qiáng)度。豎楞的最大彎矩:M=（0.1×13.9×4502）=2.9×105(N·mm)豎楞的截面抵抗矩:W=bh2/6=50×1002/6=83333(mm3)豎楞的最大應(yīng)力計算值:σ=M/W=2.9×105／83333=3.5(N/mm2)<205N/mm2,滿足要求第三十一頁，共56頁。（2）抗剪驗算豎楞的最大剪力（支座）：V=0.6x13.9×450=3751(N)豎楞截面最大切應(yīng)力計算值:=3V/2bh=［3×3751/（2×50×100）］=1.1(N/mm2)＜1.5N/mm2，滿足要求。第三十二頁，共56頁。（3）撓度驗算作用在豎楞上的線荷載:q=47.7×0.27）=12.9(kN/m)豎楞的截面慣性矩:I＝bh3/12=50×1003=4.2×106(mm4)豎楞的最大撓度計算值ω=0.677ql4/100EI=0.677×12.9×4504/（100×9500×4.2×106）=0.09(mm)<1.125mm（1/400）。第三十三頁，共56頁。4．柱箍計算B方向柱箍計算簡圖如圖5-20所示。豎楞方木傳遞到柱箍的集中荷載:P1=1.2×47.7×0.9×0.27×0.45=6.3(kN)P2=1.2×47.7×0.9×0.165×0.45=3.8(kN)支座力:N＝7.0kN第三十四頁，共56頁。4．柱箍計算跨中最大彎矩:M=7.0×0.442-3.8×0.27＝2.1(kN·m)B邊柱箍的最大應(yīng)力計算值:σ=2.1×106/2×5.08×103

=206.7(N/mm)>205N/mm，但接近205N/mm（不超過5％），可以認(rèn)為滿足要求。第三十五頁，共56頁。4．柱箍計算跨中最大變形：H方向柱箍計算略。第三十六頁，共56頁?！纠?-3】梁模板驗算某框架梁截面尺寸B*D=250mm*750mm，板厚100mm，支架高度4.5m，采用18mm厚膠合板面板、鋼管腳手架支撐體系，梁底模板支撐方木為50mm×100mm。梁模板構(gòu)造如圖5-25所示。第三十七頁，共56頁。木方楞第三十八頁，共56頁。鋼管支撐第三十九頁，共56頁。梁支撐架鋼管為φ48×3.5，腳手架步距最大為1.5m，立桿縱距（沿梁跨度方向間距）L=1.0m，立桿橫向間距或排距L1=1.0m，梁兩側(cè)立柱間距b=0.7m，立桿上端伸出至模板支撐點長度a=0m，【例5-3】梁模板驗算第四十頁，共56頁?！纠?-3】梁模板驗算單扣件連接，梁底模板方木的支撐鋼管間距1.0m。考慮扣件質(zhì)量及保養(yǎng)情況，取扣件抗滑承載力折減系數(shù)為0.8。柏木彈性模量為10000N/㎡，抗彎強(qiáng)度設(shè)計值為17N/㎡，抗剪強(qiáng)度設(shè)計值為1.7N/㎡第四十一頁，共56頁?！窘狻?．梁側(cè)模板面板、內(nèi)外楞、穿梁螺栓計算（略）2．梁底模板計算梁底模板計算簡圖如圖所示。面板沿梁長取1000mm計算單元。第四十二頁，共56頁。2．梁底模板計算面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為W=1000×182/6＝5.4×104(mm3)I=1000×183/12=4.9×105(mm4)（1）抗彎強(qiáng)度驗算新澆砼及鋼筋荷載設(shè)計值:q1=1.2×(24+1.5)×1.0×0.75×0.9=20.7(kN/m)模板自重荷載設(shè)計值:q2=1.2×0.35×1.0×0.9＝0.4(kN/m)第四十三頁，共56頁。2．梁底模板計算振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載設(shè)計值:q3=1.4×2.0×1.0×0.9KN/m=2.5(KN/m)q=q1+q2+q3=20.7+0.4+2.5kN/m=23.6(KN/m)跨中彎:Mmax=1/8×23.6×0.252=0.2(kN·m)σ=0.2×106/（5.4×104）=3.4(N／mm2)<17N/mm2，滿足要求.第四十四頁，共56頁。2．梁底模板計算（2）撓度驗算作用在模板上的線荷載:q=((24.0＋1.5)×0.75＋0.35)×1.0=19.5N/m面板的最大撓度計算值:ω=5qL4/(384EI)=5×19.5×2504/（384×9500×4.9×105=0.2mm<0.625mm(250/400)，滿足要求。第四十五頁，共56頁。3．梁底支撐方木計算（1）方木抗彎強(qiáng)度驗算梁底支撐方木計算簡圖為跨度1000mm的三跨連續(xù)梁。圖5-26支座反力（垂直紙面方向lm范圍）為：23.6×0.25=3kN。所以，梁底支撐方木三跨連續(xù)梁上的均布荷載設(shè)計值為3.0kN/m（忽略方木自重，下同）。第四十六頁，共56頁。3．梁底支撐方木計算最大彎矩:M=0.1qL2=0.1×3.0×1.02=0.3(kN·m)支撐方木的截面抵抗矩:W=bh2/6=50×1002/6＝83333(mm3)最大應(yīng)力:σ=M/W=0.3×106/83333=3.6(N/mm2)＜17N/mm2，滿足要求。第四十七頁，共56頁。3．梁底支撐方木計算（2）方術(shù)抗剪強(qiáng)度驗算最大剪力V=0.6qL=0.6×3.0×1.0=1.8(kN)=3V/6bh=3x1800/(2x50x100)=0.5N/mm2＜1.7N/mm2，滿足要求。第四十八頁，共56頁。3．梁底支撐方木計算（3）方木撓度驗算新澆混凝土及鋼筋荷載設(shè)計值:q1=(24＋1.5)×1.0×0.75＝19.2(kN/m)模板結(jié)構(gòu)自重荷載:q2=0.35×1.0=0.4(kN/m)梁底支撐方木三跨連續(xù)梁上的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:q=q1+q2=（19.2＋0.4）×0.25／2=2.5(kN/m)。方木最大撓度：ω=0.qL4/100EI=0.677×2.5×10004/(100×10000×4.2×106)=0.4(mm)<2.5mm（=1000/400），滿足要求。第四十九頁，共56頁。4．支撐鋼管強(qiáng)度驗算支撐鋼管計算簡圖如圖5-27所示。圖中集中力即方木連續(xù)梁支座反力為:P=3.0kN/0.9＝3.3kN（φ48