模板 钢管 支撑 混凝土 施工荷载 分项系数 侧压力 荷载组合.docx
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模板钢管支撑混凝土施工荷载分项系数侧压力荷载组合
摘要：
本文是以木模板、钢管脚手排架的模板支撑系统为研究对象，在泵送、预拌商品混凝土、机械振捣的施工工艺条件下，对施工荷载进行了计算，并应用了统计学原理，获得不同截面梁、板的施工荷载值，不仅减化了计算工作量，并能方便查找应用。
关键词：
模板 钢管 支撑 混凝土 施工荷载 分项系数 侧压力 荷载组合
1施工荷载计算的计算依据
施工荷载的计算方法应符合《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的规定。
本文仅适用于木模板、钢管脚手排架、钢管顶撑、支撑托的模板支撑系统；采用泵送、预拌商品混凝土，机械振捣的施工工艺，并依据原《混凝土结构工程施工验收规范》GB50204-92，附录中有关“普通模板及其支架荷载标准值及分项系数”的取值标准。
2模板支撑系统及其新浇钢筋混凝土自重的计算参数：
模板及其支架的自重标准值应根据模板设计图确定，新浇混凝土自重标准值可根据实际重力密度确定，钢筋自重标准值可根据设计图纸确定，也可以按下表采用：
钢筋混凝土和模板及其支架自重标准值和设计值统计表
材料名称
单位
标准值
分项系数
设计值
备注
平板的模板
KM/m2
0.3
1.2
0.36
包括小楞
梁的模板
KN/m2
0.5
1.2
0.6
展开面积
普通混凝土
KN/m3
24
1.2
28.8
楼板的钢筋
KN
1.1
1.2
1.32
每立方米混凝土的含量
梁的钢筋
KN
1.5
1.2
1.8
模板及支架
KN/m2
0.75
1.2
0.9
层高≤4m
3施工人员及设备荷载的取值标准：
施工活荷载的取值标准应根据不同的验算对象，对照下表选取，对于大型设备如上料平台、混凝土输送泵、配料机、集料斗等的施工荷载，应根据实际情况计算，并在大型设备的布置点，采取有针对性的加固措施。
施工活荷载标准值和设计值统计表
序号
计算构件名称
荷载类型
单位
标准值
分项系数
设计值
备注
1
模板及直接支撑模板的小楞
均布荷载
KN/m2
2.5
1.4
3.5
比较两者,取较大弯矩值
2
集中荷载
KN
2.5
1.4
3.5
3
支撑小楞构件
均布荷载
KN/m2
1.5
1.4
2.1
指大横杆
4
支架立杆
均布荷载
KN/m2
1.0
1.4
1.4
及支承构件
5
水平模板
振捣荷载
KN/m2
2.0
1.4
2.8
浇筑混凝土
6
垂直模板
振捣荷载
KN/m2
4.0
1.4
5.6
振捣侧压力
7
柱、墙支架
水平荷载
KN/m2
2.0
1.4
2.8
泵送混凝土
4混凝土楼板的施工荷载计算：
现浇混凝土楼面板的施工荷载主要有新浇混凝土、钢筋、模板和支撑系统的自重，以及施工活荷载组成，针对验算的具体对象，采用相应的荷载组合方式，现以100mm厚的混凝土楼面板举例，进行施工荷载组合设计值的计算，依此类推得到不同厚度楼板的施工荷载组合设计值，以便查表应用。
100mm楼板施工阶段恒荷载的计算与统计
材料名称
计算式
恒载标准值
分项系数
恒载设计值
备注
楼板的钢筋混凝土
0.1×（24+1.1）
2.51KN/m2
1.2
3.01KN/m2
100mm楼板
平板的模板及小楞
0.3
0.3KN/m2
1.2
0.36KN/m2
木模板
楼板的模板及支架
0.75
0.75KN/m2
1.2
0.90KN/m2
层高不大于4m
楼板施工活荷载的计算与统计
序号
验算对象
人员及设备
分项系数
活荷载设计值
备 注
1
模板及
小楞
2.5KN/m2
1.4
取集中荷载
3.5KN
验算平模板和小楞时，以集中
荷载进行组合，其弯矩最不利。
2
2.5KN
1.4
3
大横杆
1.5KN/m2
1.4
2.1KN/m2
指直接支承小楞的结构构件
4
立杆
1.0KN/m2
1.4
1.4KN/m2
支架立柱和其它支承结构构件
100mm楼板的施工荷载组合计算与统计
验算对象
恒荷载设计值
活荷载设计值
荷载组合设计值
备注
平模板
3.01KN/m2
集中荷载3.5KN
3.01KN/m2+3.5KN
均布加集中荷载
小楞
3.01+0.36KN/m2
集中荷载3.5KN
3.37KN/m2+3.5KN
均布加集中荷载
大横杆
3.01+0.36KN/m2
2.1KN/m2
5.47KN/m2
均布荷载
立杆
3.01+0.90KN/m2
1.4KN/m2
5.31KN/m2
均布荷载
不同厚度楼板施工荷载组合设计值的统计表
验算
对象
楼板不同厚度（mm）时的施工荷载组合设计值KN/m2
100
120
140
150
160
180
200
220
240
250
260
280
300
模板
3.01
3.61
4.22
4.52
4.82
5.42
6.02
6.63
7.23
7.53
7.83
8.43
9.04
在上述均布荷载的基础上与集中荷载组合3.5KN
小楞
3.37
3.97
4.58
4.88
5.18
5.78
6.38
6.99
7.59
7.89
8.19
8.79
9.40
在上述均布荷载的基础上与集中荷载组合3.5KN
大横杆
5.47
6.07
6.68
6.98
7.28
7.88
8.48
9.09
9.69
9.99
10.29
10.89
11.50
立杆
5.31
5.91
6.52
6.82
7.12
7.72
8.32
8.93
9.53
9.83
10.13
10.73
11.34
5混凝土梁的施工荷载计算：
现浇混凝土梁的施工荷载主要有新浇混凝土、钢筋、模板和支撑系统的自重，以及振捣混凝土时产生的施工活荷载组成，通过荷载组合，作为梁底板木模板及支架的验算依据，现以300mm×700mm的混凝土梁举例，进行施工荷载组合设计值的计算，依此类推得到不同截面的混凝土梁施工荷载的组合设计值，以便查表应用。
300×700mm混凝土梁沿长方向施工荷载的计算和组合
材料名称
计算式
荷载标准值
分项系数
荷载设计值
备注
钢筋混凝土梁
0.3×0.7×（24+1.5）
5.36KN/m
1.2
6.43KN/m
梁自重
梁的底、侧模板
0.5×（0.3+0.7×2）
0.85KN/m
1.2
1.02KN/m
展开面积
混凝土振捣荷载
2×0.3
.0.60KN/m
1.4
0.84KN/m
活荷载
荷载组合值
6.81KN/m
8.29KN/m
线荷载
不同载面梁的施工荷载的组合统计表
梁载面尺寸（m）
恒荷载（KN）
活荷载（KN）
荷载组合
设计值（KN）
备注
梁宽
梁高
标准值
设计值
标准值
设计值
0.3
0.7
6.21
7.45
0.6
0.84
8.29
0.3
0.9
7.94
9.52
0.6
0.84
10.36
0.35
0.9
9.11
10.93
0.7
0.98
11.91
0.35
1.0
10.1
12.12
0.7
0.98
13.0
0.4
1.0
11.4
13.68
0.8
1.12
14.8
0.4
1.2
13.64
16.37
0.8
1.12
17.49
0.5
1.2
16.75
20.1
1
1.4
21.5
0.5
1.5
20.875
25.05
1
1.4
26.45
0.6
1.5
24.75
29.7
1.2
1.68
31.38
0.6
1.8
29.64
35.568
1.2
1.68
37.248
0.7
1.8
34.28
41.14
1.4
1.96
43.1
0.7
2
38.05
45.66
1.4
1.96
47.62
0.8
1.8
38.92
46.70
1.6
2.24
48.94
0.8
2
43.2
51.84
1.6
2.24
54.08
6模板侧压力的计算
依据原《混凝土结构工程施工验收规范》GB50204-92，附录中有关“普通模板及其支架荷载标准值及分项系数”的取值规定，按照新浇混凝土对模板侧压力的两个计算公式进行复核，并取二式中的较小值。
F=0.22γCｔOβ1β2
F=γCH
针对推广应用了预拌混凝土，施工现场普遍采用泵送和机械振捣施工工艺的特点，公式中一些原来不确定的参数逐步可以在混凝土配合比设计时预先得到界定。
式中：
F－新浇混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）；
γC－混凝土的重力密度，对于普通混凝土可取24KN/m3；
ｔO－新浇混凝土的初凝时间（h），商品混凝土厂在做配合试验时，一般都能应施工 现场的工艺要求，基本上先设定初凝时间为8～10小时，经过运输到达施工现场后，加之受环境因素的影响，浇筑前所剩余的初凝时间也只有5～8小时，验算时可偏于安全地取ｔO＝8h；
V－混凝土的浇筑速度（m/h），主要与构件的复杂程度、施工现场的机械设备条件有关，一般在1～5m/h之间；
β1－外加剂影响修正系数，预拌、泵送混凝土的工艺条件决定了，在混凝土配合比中，必须掺具有缓凝作用的高效减水剂，取1.2；
β2－混凝土坍落度影响修正系数，预抖、泵送混凝土的工艺要求，坍落度一般为100～150mm，取1.15；
H－混凝土侧压力计算位置至新浇混凝土顶面的总高度（m）。
代入求得的可变参数，得到如下两个与浇筑速度和浇筑高度有关的简化计算公式，并可计算出在不同浇筑速度和浇筑高度条件下的模板面侧压力：
F=0.22γCｔOβ1β2＝0.22×24×8×1.2×1.15×＝58.29×
F=γCH=24H
按照施工现场实际的混凝土的浇筑速度计算公式，F=58.29×可得下表：
新浇混凝土对模板面的侧压力（KN/m2）
实际浇筑速度V（m/h）
１
２
３
４
５
６
7
侧压力标准值（KN/m2）
58.29
82.43
100.96
116.58
130.34
142.78
154.22
荷载分项系数
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
振捣荷载（KN/m2）
4
4
4
4
4
4
4
活荷载分项系数
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
侧压力设计值（KN/m2）
75.55
104.52
126.75
145.5
162.01
176.94
190.66
按照侧压力计算位置至新浇混凝土顶面实际浇筑高度的计算公式，F==24H可得下表：
新浇混凝土对模板面的侧压力（KN/m2）
顶面的实际高度H（m）
１
２
３
４
５
６
7
侧压力标准值（KN/m2）
24
48
72
96
108
142
168
荷载分项系数
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
振捣荷载（KN/m2）
4
4
4
4
4
4
4
荷载分项系数
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
1.4
侧压力设计值（KN/m2）
34.4
63.2
92.0
120.8
149.6
176.0
207.2
根据上述两个表格，就可绘出混凝土的浇筑速度或浇筑高度，与侧压力设计值的关系曲线，通过对图表的分析，不难看出当混凝土侧压力计算位置至新浇混凝土顶面的总高度不大于6m时，可直接查高度计算公式，反之当高度大6m时应用速度公式，这样可以大大地减化计算过程。
7结束语：
7.1施工荷载的计算、统计和组合，是模板支撑系统设计的基础工作，是保证经济合理、安全可靠和技术先进的关键数据之一。
7.2应用统计学原理和数据库模式，采用Excel电子表格，输入计算公式后，只要修改梁、板结构的截面参数，就能准确无误的自动生成施工荷载值；移动鼠标打开插入的批注，就可了解该数据库的使用方法，这样可以很方便地提高了施工荷载计算的工作效率，方便大家推广运用。
7.3施工恒荷载设计值是验算模板支撑系统刚度的计算参数，施工荷载组合设计值是验算模板支撑系统强度和稳定性的计算参数，同时还要注意应针对不同的验算对象，采用相应的荷载组合形式。
7.4应用Excel的图表功能，计算和查找新浇混凝土对模板的侧压力，更显得一目了然，这样可以省略过去要通过两个计算公式相对比，然后再取较小值的复杂验算过程。
某工程模板方案
2007-04-0817:
02:
41|分类：
默认分类|标签：
工作交流|字号大中小订阅
模
板
施
工
方
案
编制：
审核：
2006年4月9日
1、工程概况
工程名称：
建设单位：
施工单位：
司
工程项目位于青岛市开发区黄河东路、港务局北门西侧，工程类别为Ⅰ类工程，建筑面积共计47200平方米，其中主楼地上19层、地下一层，联检大厅地下1层，地上3层，工程基础为桩基加筏板基础，结构为框架剪力墙结构。
二、施工准备
本工程采用扣件式钢管脚手架支撑系统，采用竹胶板模板，模板支撑采用ф48的钢管，钢管连接固定采用玛钢扣件。
配备500T钢管、10万只扣件、12000平方米竹胶板；两台圆盘锯、两台平刨用于模板配制；若干台手提电锯用于配制胶合板切割。
三、施工方案
1、基础工程
基础模板采用竹胶板模板，钢管加固支撑施工，根据图纸设计要求配好各种型号的模板，施工前根据测放人员放好的轴线将独立基础的外边线放出，基础梁在垫层上放好两侧边线，等钢筋绑好后，根据模板图进行安装、校正加固。
基础梁模板支撑系统支撑采用对拉螺栓，间距600，用钢管拉结打斜撑，外侧梁对拉螺栓中间加60*60*4止水环。
2、框架柱模板
1）首先按照放线位置，在柱四边距地5-8cm处的主筋上焊接支杆，从四边顶住模板以防止位移。
2）安装模板：
模板按柱子大小采用定型大模板一面一片，就位后先用铁丝与柱筋临时绑扎固定，安装完两面再安另两面模板。
3）支撑与加固：
在大模的外侧加设100*50木楞，先用ф48的钢管在距模板上、下各10cm处加固一圈，并用线坠吊垂直，再在中间每隔40cm加固一道，对截面宽度大于500的，必须加设ф12对拉螺栓，长度为柱宽每侧各加200mm，间距为400mm，受力大的部位可适当加密，钢管箍设双扣件。
4）安装柱模斜撑，加固柱箍和斜撑时，要边校正垂直度边加固，柱模用线坠在每面吊垂直度，斜撑用ф48的钢管加扣件加固在预留地板或楼面的地锚上，上、中、下各一道，以防止柱子位移或倾斜，主楼柱截面大于800，加双撑。
5）控制要点
5.1钢管加固间距下面两道为400上面间距为600最下面一道离楼面距离为250；
5.2木枋过刨规格一致；
5.3模板拼装时四角贴双面胶。
3、梁模板制作安装
1）工艺流程
弹线——搭满堂脚手架——调整标高——梁柱接头模板安装——安装梁底模——安装梁侧模——堵缝清理
2）梁模板安装见附图。
梁底标高必须严格控制，梁跨大于4米时梁底板按2‰起拱。
3）铺设梁底模时从梁柱接头向中间铺设，每块底模间设一块接头模（宽200mm），
4）施工时按规范规定的当梁跨度≤2m时，混凝土强度达到设计强度的50%即可拆模，梁跨度在2~8m之间时，混凝土强度达到设计强度的75%，即可拆模，梁的跨度≥8m时，混凝土强度达到设计强度的100%即可拆模。
5）本工程梁跨度大部分大于8米，为加快模板周转，在梁砼强度达到设计强度的75%后，在梁底加二次支撑，待强度达到100%后，方可拆除二次支撑。
4、楼板模板
1）本工程板模板采用竹胶板大模板，施工顺序为：
按承重架要求搭设满堂脚手架――用水准仪抄平――调节支架顶部标高――上水平杆――安装板底水平支撑钢管，并进行加固――安装板底木方――铺胶合板——清理、找补、验收
2）施工要点：
钢管铺设要均匀，模板与梁侧模要连接紧密；模板铺完后，测量校正模板标高，并保证完整牢固；当板跨度等于或大于4m时，模板在跨中起拱，高度为全跨的2/1000（有特殊注明者除外）。
3）板底模板的拆除同梁。
5、墙体模板
地下室墙体模板均采用竹胶板，为保证防水效果，按规范要求采用止水对拉螺栓ф12@500mm，止水环规格60*60*4，长度为墙厚每侧各加210mm，其中两端套丝长50mm。
对拉螺栓第一道离地面20CM,，地下室墙体最下面三道间距400，其余为500，见附图。
地上部分剪力墙斜撑用ф48的钢管加扣件加固在预留楼面的地锚上，上、中、下各一道，横向间距1米。
地下室外墙外侧用钢管支撑在边坡上，内侧加固在预留地面的地锚上，间距1米（墙高4米以下部分），以防止墙体位移或倾斜。
6、楼梯模板
1、楼梯模板施工前应根据实际层高放样，先安装楼板模板、平台梁模和平台模，再安装楼梯底模板，然后安装楼梯外帮模板，外帮侧板应先在其内侧弹出楼梯底板厚度线，用套板画出踏步侧板位置线，钉好固定踏步、侧板的挡木。
2、梯步高度要均匀一致，特别要注意最下步及最上一步的高度，必须考虑到楼面装修厚度，防止由于装修层厚度不同形成梯步高度不协调。
7、模板拆除：
a）柱墙模板拆除：
先拆斜拉杆，再拆除加固钢管和木方，再把拉结螺栓、斜撑抽出，然后撬动模板，便于模板与砼分离。
b）楼板梁模板拆除
i.应先拆除梁侧模，再拆除楼板模板，楼板模板先拆除模板支柱再拆除下部水平支撑。
ii.操作人员站在已拆除的空隙，拆除近旁余下的水平支撑，使其自由下落。
iii.用钩子将模板钩下，等候模板全部拆除后，集中运走，分类堆放。
c）拆模时砼强度应到下列要求：
柱墙模板拆除时，砼强度能保证其表面及柱楞角不因拆模受损时，方可拆除。
梁板模拆模强度如设计无要求，应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）第4.3.1条中表4.3.1规定。
拆下的模板及时清除粘结物，涂刷脱模剂，拆下的扣件、U型卡要及时集中收集管理。
四、质量控制
1、柱墙模板
支模前，必须将施工缝处散混凝土剔除，并清理干净。
模板支撑间距必须按编制的模板方案认真执行，以确保模板有足够的强度、刚度和稳定性。
支模前，模板表面必须清理干净，并刷脱模剂。
模板的垂直度、平整度、截面尺寸必须符合设计要求。
为了防止模板下口漏浆，必须在其下口铺设海棉条或用水泥砂浆封口。
2、梁板模板
当梁板跨度大于或等于4m时，板底模按1/1000-3/1000起拱，梁底模在跨中起拱高度为全跨的1.5/1000。
侧模应拉通线找直，侧模转角处应拼装完整，且梁的侧模与现浇板平齐，顶板面平整度、板缝应符合要求，为保证大模板不漏浆，竹胶合板板缝用胶带粘贴严密。
板面标高位置应严格按照图纸及规范要求控制。
3、模板拆除
1）基础模板、墙柱模板、梁侧模拆除时，砼强度必须保证棱角和表面不被破坏后方可拆除。
2）底模，在砼强度符合规范规定后，方可拆除。
3）砼强度以同条件养护的试块强度为依据，进行比较和推断。
4、浇注砼时，设专人监测模板，有问题马上停止砼施工，对模板及时加固。
五、安全文明施工措施
1、严格按模板工程安全操作规程及搭设方案施工。
2、拆模板时必须设好警戒标识，设专人警戒。
3、施工做到活完料清。
4、木工棚必须按要求设灭火器，木工机械按安全操作规程操作。
5、支模时，搭设的模板及支撑系统上严禁堆积大量物品，严禁抛掷物品。
6、砼施工时设专人监测模板系统，有险情及时警报。
荷载计算
一、荷载
1、模板与支架自重
1）平台的模板及小楞的自重0.3KN/m3
2）梁模板及小楞的自重0.5KN/m3
3）楼板模板支架的自重取0.75KN/m3
2、砼自重采用25KN/m3
3、钢筋自重
楼板1.1KN/m3
梁1.5KN/m3
4、施工人员及施工设备的自重
均布荷载为2.5KN/m2
5、振捣砼时产生荷载
对水平面模板为2KN/m2
对垂直面模板为4KN/m2
6、倾倒砼时产生的荷载
对垂直面模板产生的水平荷载取2KN/m2
1、墙体模板
本工程主楼地下室外墙支模高度5.6米，通关中心外墙支模高度为5.15米和4.15米，内墙支模高度主楼地下室为5.9米，主楼一层为4.5米，二层为4.2米，标准层为3.6米。
1.1计算墙体模板时地下室以5.9米进行计算。
对拉螺栓为φ12，底部间距400*400。
上部间距500*500
新浇筑砼对模板侧面的压力：
F=0.22γtoβ1β2V1/2＝0.22*25*200/（10+15）*1.2*1.15*491/2
=425.4KN/m2
F=25H=25*5.9=147.5KN/m2
取小值F=147.5KN/m2
对拉螺栓受力
P=N*A-8/2.5（下部支撑受力）
=（147.5+2+4）*0.40*0.40-3.2=21.36KN
σ＝P/S=121.36*103/（3.14*0.0062）=189MPA<σs=235MPA
所以底部ф12间距400*400满足要求.
1.2计算墙体模板时地上以4.2米进行计算。
对拉螺栓为φ12，底部间距500*500。
新浇筑砼对模板侧面的压力：
F=0.22γtoβ1β2V1/2＝0.22*25*200/（10+15）*1.2*1.15*491/2
=425.4KN/m2
F=25H=25*4.2=105KN/m2
取小值F=105KN/m2
对拉螺栓受力
P=N*A-8/2（下部支撑受力）
=（105+2+4）*0.50*0.50-4=23.75KN
σ＝P/S=23.75*103/（3.14*0.0062）=210MPA<σs=235MPA
所以底部ф12间距500*500满足要求.
墙加强区指墙高度4米以下部分。
2、柱模板
2.1主楼柱模板
主楼地下室柱高度5.9米，一层4.5米，二层4.2米，标准层高度3.6米。
柱截面取1200*1200，高度取5.9米，对拉螺栓为ф12，间距为400mm，钢管箍间距取400，每层柱高度下面2米侧面加三道支撑或加一道支撑，支撑轴向受力。
加三道支撑时，计算如下：
砼浇注为49m3/h
新浇筑砼对模板侧面的压力：
F=0.22γtoβ1β2V1/2＝0.22*25*200/（10+15）*1.2*1.15*491/2
=425.4KN/m2
F=25H=25*5.9=147.5KN/m2
取小值F=147.5KN/m
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