各部位模板计算方案.docx
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各部位模板计算方案
模板验算
1.1侧墙模板验算
1）荷载计算
新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列二公式计算，并取二式中的较小值。
式中F——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/㎡）；γc——混凝土的重力密度（kN/m3），计算中取25kN/m3；t0——新浇筑混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。
当缺乏试验资料时，可采用t=200/（T+15）计算。
V——混凝土的浇筑速度（m/h）；β1——外加剂影响修正系数，不掺加外加剂时取1.0；掺加缓凝作用的外加剂时取1.2；β2——混凝土塌落度影响修正系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50～90mm时取1.0；110～150mm时，取1.15。
结构砼采用泵送，计算时，取1.15。
混凝土的侧压力为：
F=0.22×25×4.4×1.2×1.15×（2.5）1/2=52.804KN/㎡；F=24×6=144KN/㎡；根据计算结果，取较小值，F=52.804KN/㎡作为标准荷载。
有效压力高度h=F/rc=52.804/25=2.112m
考虑倾倒混凝土时，采用混凝土泵车导管，倾倒混凝土对侧模板产生的水平荷载标准值取6KN/㎡。
则其强度设计荷载为
q1=52.804×1.2+6×1.4=71.765KN/m
2）模板验算
（1）强度验算（取1m高模板计算）
则q1=71.765×1=71.765KN/m
模板的厚度为18mm，则W=1000×182/6=54000mm3
I=1000×183/12=486000mm4
一般按三跨连续梁计算，Mmax=0.1q1l2=0.1×71.765×0.252=0.449kN.m
则σ=Mmax/W=0.449×106/54000=8.315N.mm2<13N.mm2满足
（2）刚度验算
刚度验算时采用标准荷载，且不考虑振动荷载作用，则
q2=52.804×1=52.804KN/m
ω=q2l4/150EI=52.804×2504/（150×9.5×103×486000）
=0.298mm<［ω］=250/400=0.625mm
满足刚度要求。
（3）次龙骨验算
次龙骨选用50×100方木，主龙骨间距600mm，垂直木纹方向，其截面性能为：
W=83×103mm3I=417×104mm4
强度验算：
q1=71.765×0.25=17.941KN/m
一般按三跨连续梁计算，Mmax=0.1q1l2=0.1×17.941×0.62=0.646kN.m
则σ=Mmax/W=0.646×106/83000=7.783N.mm2<13N.mm2满足
刚度验算：
q2=52.804×0.25=13.201KN/m
ω=q2l4/150EI=13.201×6004/（150×9.5×103×4170000）
=0.288mm<［ω］=600/400=1.5mm
（4）主龙骨验算
主龙骨选用100×100方木，间距600mm，垂直木纹方向，其截面性能为：
W=166×103mm3I=834×104mm4
强度验算：
q1=71.765×0.6=43.059KN/m
一般按三跨连续梁计算，Mmax=0.1q1l2=0.1×43.059×0.62=1.55kN.m
则σ=Mmax/W=1.55×106/166000=0.933N.mm2<13N.mm2满足
刚度验算：
q2=52.804×0.6=31.682KN/m
ω=q2l4/150EI=31.682×6004/（150×9.5×103×8340000）
=0.345<［ω］=600/400=1.5mm
（5）支撑检验
根据以上计算，横向水平钢管承受的最大水平压力为（线荷载）：
①强度检算：
脚手架钢管采用φ48钢管，δ=3.5mm，A=489.3mm2。
查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001），φ48钢管的允许抗压强度设计值[σ]=205N/mm2。
σ=N/A=52.804kN/489.3mm2=108N/mm2<[σ]=205N/mm2（满足要求）
②稳定性检算：
为使脚手架横向水平杆承受主楞的压力并保持稳定，必须满足σ≤[σw]，[σw]为受压杆件的稳定允许应力。
[σw]=ψ（λ）[σ]，ψ为稳定系数，λ为压杆的长细比。
查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001），φ48钢管的截面回转半径i=15.8mm，允许抗压强度设计值[σ]=205N/mm2。
λ=μl/i，l为立杆的横向间距，本处按600㎜考虑。
横向水平杆两端固定，按铰接考虑，μ取1.0。
则，λ=50.6。
查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）附表，ψ（50.6）=0.832，则：
[σw]=ψ（λ）[σ]=0.832×205=170.56N/mm2，σ=107.65N/mm2<[σw],可判断横向水平杆支撑侧墙模板稳定。
1.2顶板底模板计算
车站主体结构中板厚400mm，顶板厚900mm，故以顶板为验算对象。
板模板采用18mm的普通胶合板，小楞采用100*50的木枋间距300布置，跨度600，下方支承于跨度600的100*100木枋上，模板支架采用满堂碗扣式脚手架，立杆间距为横向×纵向＝600×600。
1）顶板荷载计算、组合
混凝土自重：
25×0.9=22.5kN/㎡；
钢筋自重：
1.1×0.9=0.99kN/㎡；
模板自重:
0.3kN/㎡；
砼振捣产生的荷载：
6kN/㎡；
施工人员及设备荷载：
2.5×1=2.5kN/㎡；
强度检算荷载组合：
模板自重+钢筋砼自重+振捣产生的荷载+施工人员及设备荷载。
q1=（22.5+0.99+0.3+6）×1.2+2.5×1.4=39.248kN/㎡。
Q2=（22.5+0.99+0.3+6）×1.2=35.748kN/㎡
2）模板检算
根据计算模板截面特性W=54×103mm3I=4.86×105mm4
Mmax=0.1q1l2=0.1×39.248×0.32=0.353kN.m
强度检算:
σ=Mmax/W=0.353×106/54000=6.537N/㎜2〈[σ]=13N/㎜2（可行）。
刚度检算:
ω=KWq2l4/100EI=0.677×35.748×3004/（100×9.5×103×4.86×105）
=0.424〈[ω]=300/400=0.75（可行）
3）次龙骨检算
次龙骨截面为50×100mm，截面抵抗距W=bh2/6=4166666.7mm3，截面惯性距I=bh3/12=8333333.3mm4。
q1==39.248×0.9×0.3=10.597kN/㎡。
强度检算:
Mmax=0.1q1l2=0.1×10.597×0.62=0.381kN.m
σ=Mmax/W=0.381×106/4170000
=0.091N/㎜2〈[σ]=13N/㎜2（可行）。
刚度检算:
q2=（22.5+0.99+0.3+6）×0.3=8.937kN/㎡
ω=KWq2l4/100EI=0.677×8.937×6004/（100×9.5×103×833333.3）
=0.99<[ω]=600/400=1.5mm（可行）
4）脚手架钢管支撑检算
脚手架立杆承受的压力N=28.98N/㎜×800mm=23.18kN，比横向水平杆的压力要小,根据横杆强度和稳定性检算,顶板砼施工时立杆强度和稳定性同样满足要求。
5）主龙骨检算
a、普通胶合板、小楞及大楞自重0.65KN/m2
b、板砼自重25*1=25KN/m2
c、板钢筋自重2*1=2KN/m2
d、施工人员及设备1.5KN/m2
（1）强度检算：
F=[1.2（a+b+c）+1.4*d]*0.6*0.3*0.6
=[1.2（0.65+25+2）+1.4*1.5]*0.6*0.3*0.6
=3.81KN
M=0.267Fl=0.267*3.81*0.6=0.61KN.m
σ=M/W=0.61*106*6/（100*1002）
=3.66N/mm2符合要求。
（2）刚度验算：
用于计算刚度的标准集中荷载为：
F=（a+b+c）*0.6*0.3
=（0.65+25+2）*0.6*0.3=4.977KN
当大楞采用100*100木枋时:
w=1.883Fl3/（100EI）
=1.883*4.977*103*6003*12/（100*9000*100*1003）
=0.27mm<[w]=600/400=1.5mm
经检验，刚度符合要求。
1.3梁模板计算
1.3.1梁底模板验算
1）模板
大梁底模采用18mm厚木胶板，支承在间距为200mm的50×100mm方木次龙骨上，次龙骨支承在跨度为600mm的150×150mm的主龙骨上，立杆间距为600×600mm。
梁底模板荷载标准值和设计值
序号
荷载名称
标准值
荷载分项系数
设计值
1
模板及支架自重
0.05KN/m2
1.2
0.06
2
新浇筑混凝土自重
24×1.8=43.2KN/m2
1.2
51.84
3
钢筋自重
3.7KN/m2
1.2
4.44
4
施工人员及设备荷载
2.5KN/m2取3.5KN/m2
1.4
4.9
合计
61.24
用于强度验算的均布荷载设计值:
q1=0.06+51.84+4.44+4.9=61.24KN/㎡
用于变形验算的均布荷载标准值:
q2=0.05+43.2+3.7+3.5=50.45KN/㎡
取1000mm板宽计算，查《建筑施工手册》表2-14得弯矩系数为-0.107。
截面惯性矩:
I=bh3/12=1000×183/12=486000mm4
截面抵抗矩:
W=bh2/6=1000×182/6=54000mm3
弯矩:
M=0.107q1l2=0.107×61.24×2002=262107.2N.mm
（1）强度验算
跨度/板厚=200/18〈100，属小挠度连续板。
查P107表2－81图5
σ＝M/W＝262107.2/54000＝4.85N/mm2∵σ＜f
∴抗弯强度合格
（2）挠度验算
查手册P86表2-14，挠度系数为0.632
ω＝k×q2l4/100EI
＝0.632×50.45×2004/（100×4.68×103×4.86×105）=0.22mm<1mm
[y/l]=0.22/200=1/909<1/300
∵ω＜〖ω〗
∴挠度满足要求
2）次龙骨计算
次龙骨采用100×50方木，间距200mm，主龙骨间距600mm。
梁底次龙骨荷载标准值和设计值
序号
荷载名称
标准值
荷载分项系数
设计值
1
模板自重
0.12KN/m2
1.2
0.14
2
新浇筑混凝土自重
24×1.8=43.2KN/m2
1.2
51.84
3
钢筋自重
3.7KN/m2
1.2
4.44
4
施工人员及设备荷载
2.5KN/m2取3.5KN/m2
1.4
4.9
合计
61.32
用于强度验算的均布荷载设计值:
q1=（0.14+51.84+4.44+4.9）×0.2=12.26KN/m
用于变形验算的均布荷载标准值:
q2=（0.12+43.2+3.7+3.5）×0.2=10.1KN/m
计算简图:
0.22mm3）主龙骨计算
主龙骨采用150×150mm方木，间距600mm,立杆支撑间距600mm。
梁底主龙骨荷载标准值和设计值
序号
荷载名称
标准值
荷载分项系数
设计值
1
模板及支架自重
0.28KN/㎡
1.2
0.34
2
新浇筑混凝土自重
24×1.8=43.2KN/m2
1.2
51.84
3
钢筋自重
3.7KN/m2
1.2
4.44
4
施工人员及设备荷载
2.5KN/m2取3.5KN/m2
1.4
4.9
合计
61.52
用于强度验算的均布荷载设计值:
q1=（0.34+51.84+4.44+4.9）×0.6=36.91KN/m
用于变形验算的均布荷载标准值:
q2=（0.28+43.2+3.7+3.5）×0.6=30.41KN/m
计算简图:
P
600600600600600
主龙骨计算简图
满足要求。
4）立杆计算
P1=①+②+③+④=0.34+51.84+4.44+4.9=61.52KN/m2
每根立杆承载面积为600×600mm
P=61.52KN/m2×0.6×0.6=22.15KN<30KN
可满足承载力及稳定要求。
1.3.2大梁侧模板验算
梁侧模板采用18mm厚木胶板，次龙骨用50×100mm方木竖放，间距200mm。
1）侧压力计算
新浇砼的侧压力：
F1=0.22rctβ1β2V1/2
砼重rc=24KN/m3，砼添加外加剂β1=1.2，坍落度16-18cm，β2=1.15，砼浇注速度V=1m/h。
浇注温度T=20℃，t=200/（T+15）=5.714
F1=0.22×24×5.714×1.2×1.15×11/2=41.63KN/m2
（1）
F1=rcH=24×1.4=33.6KN/m2
（2）
取
（1）、
（2）中最小值即：
F1=33.6kn/㎡×1.2=40.32KN/㎡
查表得泵送砼侧压力：
F2=3KN/㎡×1.4=4.2KN/㎡
侧压力F3=F1+F2=40.32+4.2=44.52KN/㎡。
取F3=45KN/㎡
2）面板计算
取1mm宽的多层板带进行计算。
弹性模量E=4.68×103N/mm2，抗弯强度f=15N/mm2。
荷载计算：
q=0.045N/mm2×1mm=0.045N/mm2
面板长度超过五跨，按五跨连续梁计算。
Mmax=-0.105ql2
Wx=bh21/6=1×182×1/6=54mm3
强度计算：
δmax=Mmax/rcWx=[f].
-0.105ql2/（1.0×54）=15N/mm2
（-0.105×0.045×l2）/（1.0×54）=15，l=414mm
挠度计算：
I=bh3/12=1×183/12=486mm4
多层板允许挠度[V]=1mm,ql4/100EI=[V]
0.045×L4/（100×4.68×103×486）=1，l=266mm
故多层板后的竖肋间距取200mm。
3）竖肋计算
竖肋为50×100方木，竖向布置，间距为200mm。
Wx=bh2/6=1/6×50×1002=8.3×104mm3
Ix=bh3/12=1/12×50×1003=4.1666×106mm4
q1=F3×l=0.045×200=9N/mm2
经内力计算：
Mmax=1×q1×l2/8=9×500×500/8=281250
σmax=Mmax/（rc·Wx）=281250/1×8.3×104=3.39N<[f]=15N满足强度要求。
挠度计算：
跨中部分Vmax=5×q1×l4A1B1/384EIx=5×9×5004/（384×9000×4.1666×106）=0.20mm1.4柱模板计算
1）荷载确定
新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列二公式计算，并取二式中的较小值。
式中F——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/㎡）；γc——混凝土的重力密度（kN/m3），计算中取24kN/m3；t0——新浇筑混凝土的初凝时间（h），取5小时；V——混凝土的浇筑速度（取4m/h）；β1——外加剂影响修正系数，不掺加外加剂时取1.0；掺加缓凝作用的外加剂时取1.2；β2——混凝土塌落度影响修正系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50～90mm时取1.0；110～150mm时，取1.15。
结构砼采用泵送，计算时，取1.15。
混凝土的侧压力为：
F=0.22×24×5×1.2×1.15×41/2=73KN/㎡；F=24×7=168KN/㎡；根据计算结果，取较小值，F=73KN/㎡。
砼侧压力设计值：
F’=F×1.2×0.85=101KN/㎡。
考虑倾倒混凝土时，采用混凝土泵车导管，倾倒混凝土对侧模板产生的水平荷载标准值取6KN/㎡。
F’=F×1.2×0.85=7.14KN/㎡。
则按强度要求计算模板支撑系统时，组合荷载为：
F1=1.2×101+1.4×7.14=131.2KN/㎡；按刚度要求计算支撑系统时，不考虑倾倒混凝土荷载，F2=1.2×101=124.8KN/㎡；
根据侧墙砼荷载计算，柱砼浇筑时，荷载为：
按强度计算：
F=F×0.3=40.44KN/㎡；
按刚度计算：
F=F×0.3=37.44KN/㎡
12mm竹胶合板截面特征：
W=29×103mm3I=70×104mm4E=5.95×103
柱箍间距600mm，取200mm宽面板进行计算。
最大弯距：
Mmax=0.10×q×l2=0.10×40.44×10-3×2002=200×103
σ=M/W=200×103/（29×103）=6.9＜13N/㎜2
挠度验算：
W=0.677×q×l4/100EI=0.677×37.44×2004/（100×5.95×103×70×104）=0.34mm＜200/400=0.5mm[满足要求]
2）次楞间距
柱竖向次楞采用50×100mm的方木，次楞间距为200mm，其截面特性为：
W=83×103mm3I=417×104mm4E=1×104
按强度计算：
F=F×0.2=26.96KN/㎡；
按刚度计算：
F=F×0.2=24.96KN/㎡
最大弯距：
Mmax=0.10×q×l2=0.10×26.96×2002=115389
σ=M/W=115.39×103/（83×103）=1.39N/㎜2＜13N/㎜2[满足要求]
挠度验算：
W=0.677×q×l4/100EI=0.677×24.96×2004/（100×104×417×104）=0.06mm＜200/400=0.5mm[满足要求]
3）柱箍间距（即次楞跨度）
φ48钢管截面特性为：
W=5.08×103mm3I=24.4×104mm4An=489mm2
柱箍间距为600mm，则均布荷载为q1=134.8×0.3=40.44KN/m（按强度要求计算）和q2=124.8×0.3=37.44KN/m（按刚度要求计算）。
轴向拉力：
N=a/2×q1=6066N，σ=N/An=6066/489=12.4N/㎜2
最大弯距：
Mmax=q×l2/8=40.44×6002/8=1684800N·mm
弯应力：
σ=M/W=1170000/10160=165.8N/㎜2
承载力：
f=12.4+165.8=178.2N/㎜2＜205N/㎜2
计算简图如下：
挠度计算：
W=5×q×l4/384EI=5×37.44×6004/（384×12.19×104×2.05×105）=2.53mm>600/400=1.5mm[不满足要求]
因此，钢管柱箍中间必须增加一道约束杆件，间距600mm
验算：
W=5×q×l4/384EI=5×37.44×3004/（384×12.19×104×2.05×105）=0.16mm>300/400=0.75mm[满足要求]
对拉螺杆截面积检算：
A=N/f（f为螺栓的抗拉强度值，取170KN/mm2）
A=0.625×40.44×600÷170=92.8mm2
选用φ14钢筋作对拉螺栓，截面积A0=154mm2，故满足要求。
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