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摘要: 本文对混凝土结构工程的梁模板设计进行了详细的介绍，运用了很多计算公式，通过以某大楼的梁模板设计施工为例,分别对模板设计的原则、方案编制、荷载的取值进行了详细的论述, 重点介绍了柱模板的设计计算和现浇灌模板的设计计算，对以后类似相关工程的实施做了借鉴。
关键词: 混凝土 结构工程; 梁模板设计
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
1 模板工程施工方案编制的重要性:
( 1) 模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载力、刚度和稳定性, 能可靠地承受浇筑混凝土质量、侧压力以及施工荷载。模板及其支架拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。
( 2) 浇筑混凝土时模板及其支架在混凝土重量、侧压力以及施工荷载作用下胀模(变形)、跑模(位移) 甚至坍塌的情况时有发生。为了避免事故, 保证工程质量和施工安全, 必须制定模板施工技术方案。
2 模板设计的主要原则
( 1) 模板及其支架应具有足够的承载力、刚度和稳定性, 能可靠地承受浇筑混凝土的质量和侧压力, 以及施工荷载, 保证构件的开头尺寸和相互位置的正确。
( 2) 模板及其支架的构造简单, 支拆方便。
( 3) 接缝严密, 不漏浆。
( 4) 尽量采用新型模板, 使混凝土拆模后能达到清水砼质量。
3 模板方案编制顺序
( 1) 模板搭设顺序:梁口与柱头模板的连接一般用梁模板顶着柱头模板,现浇板与梁模板的连接一般用现浇模板压着梁侧模板。
( 2) 模板设计的顺序:先设计计算柱墙模板, 然后设计计算现浇板模板, 最后设计计算梁模板。这是因为梁模板设计计算时的数据要用到现浇板模板设计计算时的数据。
4 荷载的取值
( 1) 混凝土自重24kN /m3;
( 2) 钢筋框架梁15kN /m3 楼板11kN /m3;
( 3) 施工荷载30kN /m3;
( 4) 振捣砼时产生的荷载水平模板20kN /m3, 垂直模板40kN /m3;
( 5) 扣件抗滑承载力设计值依据技术规范, 取8kN /扣件。
5 举例说明
某教学楼工程采用现浇框架结构, 层高为37.5m, 柱净高30m, 柱截面尺寸有500×500; 主梁的尺寸为300 ×750; 板的最大尺寸为8.05 × 9.54m, 无梁楼板厚300mm,内配d= 180mm 的BDF 高强薄壁管, 管轴距260mm, 经计算空心率32%。采用现场设集中搅拌站, 砼中掺加高效泵送剂, 柱、梁、板混凝土连续浇筑; 柱、梁、板模板均采用覆膜竹胶板拼装。
5.1 柱模板设计计算
柱模板每边加固如图1 所示, 柱模下部柱箍间距500mm, 柱模上部柱箍间距600mm, 第一道柱箍离地面间距100mm。
每个扣件的容许抗滑力值为8kN, 每个柱箍每侧的抗冲击力为Fc = 16kN。柱最大高度为3.75m, 最大尺寸为500 × 500; 使用输送泵坍落度实测为150mm, 不用一个小时即可完成, 即V= 3.75m / h; 取砼浇筑时的温度为20 ,则to = 200 / ( T + 15 ): 200 /35 = 5. 71取= 1.2, =1.15。
( 1) 柱模底部第一柱箍受力核算
F1 = 0 .22c toV = 0 .22 ×24000× 5. 71 × 1 .2 ×1. 15×3. 75 = 80 57kN /m
F2 = 24×3. 75= 90. 0kN /m取两者中小值F1 = 80 .57kN /m2.
( 2) 柱模底部第二柱箍受力核算
F1 = 80. 57kN /m, F2 = 24 ×3.15= 75. 6kN /m取两者中小值F2 = 75 6kN /m2, 作用在柱模最下部和二柱箍作用范围0 .5× 0. 4= 1592kN< Fc, 满足要求。
( 3) 柱模中间柱箍受力核算
F1 = 80 57kN /m2
F2 = 24 × 1 5= 36kN /m2
取两者中小值F2 = 36kN /m2, 作用在柱模中间柱箍作用范围0. 5 × 0. 6范围内的压力为( 36+ 4) 0. 5 ×0. 6=12kN < Fc, 满足要求。
综上所述, 柱模、柱箍间距施工控制尺寸为: 柱模下部柱箍间距400mm, 柱模上部柱箍间距600mm, 第一道柱箍离地面间距100mm。
5.2 现浇板模板设计计算(见图2)
现浇板模板钢管支撑的间距为0.8m, 两排支撑的间距为1.15m, 以板最大尺寸7.6 × 9.54m (净尺寸) 为一个计算单元, 现浇板厚度为300。则该单元内的荷载由8排( 8.05/1.15 = 7) 立柱, 每排立柱13个( 9.54 /0.8= 12) 扣件承担。
砼重为7.6 × 9.54× 0.3 × 0.68= 16.27kN
模板重为7.6 × 9.54 × 0.4= 29.0kN
恒荷载: NGK= 梁重+ 模板重+ 钢筋重= 40025 kN
施工荷载: NQK= 3 × 7.6 × 9.54= 217.5kN (施工均布活荷載标准值取3kN /m2 )根据公式N = 1.2NGK + 0.85 × 1.4NQK 得N =737.3kN, 每个扣件所受的压力为737.3 / ( 8 × 13 ) =7.09kN< 8kN /扣件, 满足扣件承载力要求。
5.3 梁模板设计计算
梁模板搭设方式如图3所示, 梁的最大长度为9.54m。9.54m 为计算单元, 取模板每平方重0.4kN。
砼重为0.30 ×0.75 ×9.54 ×24= 51.52kN
钢筋重为0.30 × 0.75 ×9.54 ×1.5= 3.22kN
模板重为( 0.30+ 0.75 × 2) × 9.54 × 0.4= 6.87kN
恒荷载: NGK= 梁重+ 模板重+ 钢筋重= 61.61kN
施工荷载: NQK= 3 × 9.54 × 0.30= 8.59kN (施工均布活荷载标准值取3kN /m2 )
根据公式N = 1.2NGK + 0.85 × 1.4NQK 得N =84.15kN:
该重量由9.54 /0.8+ 1. 13榀支撑即由13 × 2= 26个扣件负担, 则每个扣件所受压力为84.15 /26 = 3.24kN /扣件。同时考虑以下两个方面:
1、如果以梁的侧模作为现浇板模板支撑, 每个扣件所受的压力要加上现浇板传来的压力, 3.24 + 7.09 > 8kN /扣件, 不满足扣件承载力要求。
2、如梁模支撑立杆作为现浇板模板的一排支撑, 承受板的压力, 可满足扣件承载力的要求, 立杆所受压力为F= 3.24+ 7.09= 10.33kN。
5.4 梁模支撑立杆杆底地基承载力验算单根立杆底垫专用底及垫200mm 宽, 50mm 厚通长木板, 则受力面积S= 0.6 × 0.2= 0.12m2P= F /S= 10.33kN /0.12m 2= 8.16kN /m2即立杆底部木板对地耐力的要求为90 kN /m2, 达到该数据可使立杆不下沉而保证混凝土的质量。所以支撑场地一定要夯实, 特别是梁支承立杆的底部。[ ID: 2353]
6 结语
模板工程施工必须按照相应的原则进行，这在一个工程中是至关重要的，同时模板工程施工方案编制在施工中非常重要性， 模板及其支架应具有足够的承载力、刚度和稳定性, 能可靠地承受浇筑混凝土质量、侧压力以及施工荷载。模板及其支架拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。浇筑混凝土时模板及其支架在混凝土重量、侧压力以及施工荷载作用下胀模(变形)、跑模(位移) 甚至坍塌的情况时有发生。为了避免事故, 保证工程质量和施工安全, 必须制定模板施工技术方案。如果在施工中能按照相应的原则和正确的方案编制，那么类似工程施工质量和安全也就得到了保障。
参考文献
[1] 混凝土结构工程施工质量验收规范. GB50204- 2002.
[2] GB 50204-2002，混凝土结构工程施工规范［S］．
[3] GB 50204-2002，混凝土结构工程施工规范( 2011 修订) ［S］
关键词: 混凝土 结构工程; 梁模板设计
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
1 模板工程施工方案编制的重要性:
( 1) 模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载力、刚度和稳定性, 能可靠地承受浇筑混凝土质量、侧压力以及施工荷载。模板及其支架拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。
( 2) 浇筑混凝土时模板及其支架在混凝土重量、侧压力以及施工荷载作用下胀模(变形)、跑模(位移) 甚至坍塌的情况时有发生。为了避免事故, 保证工程质量和施工安全, 必须制定模板施工技术方案。
2 模板设计的主要原则
( 1) 模板及其支架应具有足够的承载力、刚度和稳定性, 能可靠地承受浇筑混凝土的质量和侧压力, 以及施工荷载, 保证构件的开头尺寸和相互位置的正确。
( 2) 模板及其支架的构造简单, 支拆方便。
( 3) 接缝严密, 不漏浆。
( 4) 尽量采用新型模板, 使混凝土拆模后能达到清水砼质量。
3 模板方案编制顺序
( 1) 模板搭设顺序:梁口与柱头模板的连接一般用梁模板顶着柱头模板,现浇板与梁模板的连接一般用现浇模板压着梁侧模板。
( 2) 模板设计的顺序:先设计计算柱墙模板, 然后设计计算现浇板模板, 最后设计计算梁模板。这是因为梁模板设计计算时的数据要用到现浇板模板设计计算时的数据。
4 荷载的取值
( 1) 混凝土自重24kN /m3;
( 2) 钢筋框架梁15kN /m3 楼板11kN /m3;
( 3) 施工荷载30kN /m3;
( 4) 振捣砼时产生的荷载水平模板20kN /m3, 垂直模板40kN /m3;
( 5) 扣件抗滑承载力设计值依据技术规范, 取8kN /扣件。
5 举例说明
某教学楼工程采用现浇框架结构, 层高为37.5m, 柱净高30m, 柱截面尺寸有500×500; 主梁的尺寸为300 ×750; 板的最大尺寸为8.05 × 9.54m, 无梁楼板厚300mm,内配d= 180mm 的BDF 高强薄壁管, 管轴距260mm, 经计算空心率32%。采用现场设集中搅拌站, 砼中掺加高效泵送剂, 柱、梁、板混凝土连续浇筑; 柱、梁、板模板均采用覆膜竹胶板拼装。
5.1 柱模板设计计算
柱模板每边加固如图1 所示, 柱模下部柱箍间距500mm, 柱模上部柱箍间距600mm, 第一道柱箍离地面间距100mm。
每个扣件的容许抗滑力值为8kN, 每个柱箍每侧的抗冲击力为Fc = 16kN。柱最大高度为3.75m, 最大尺寸为500 × 500; 使用输送泵坍落度实测为150mm, 不用一个小时即可完成, 即V= 3.75m / h; 取砼浇筑时的温度为20 ,则to = 200 / ( T + 15 ): 200 /35 = 5. 71取= 1.2, =1.15。
( 1) 柱模底部第一柱箍受力核算
F1 = 0 .22c toV = 0 .22 ×24000× 5. 71 × 1 .2 ×1. 15×3. 75 = 80 57kN /m
F2 = 24×3. 75= 90. 0kN /m取两者中小值F1 = 80 .57kN /m2.
( 2) 柱模底部第二柱箍受力核算
F1 = 80. 57kN /m, F2 = 24 ×3.15= 75. 6kN /m取两者中小值F2 = 75 6kN /m2, 作用在柱模最下部和二柱箍作用范围0 .5× 0. 4= 1592kN< Fc, 满足要求。
( 3) 柱模中间柱箍受力核算
F1 = 80 57kN /m2
F2 = 24 × 1 5= 36kN /m2
取两者中小值F2 = 36kN /m2, 作用在柱模中间柱箍作用范围0. 5 × 0. 6范围内的压力为( 36+ 4) 0. 5 ×0. 6=12kN < Fc, 满足要求。
综上所述, 柱模、柱箍间距施工控制尺寸为: 柱模下部柱箍间距400mm, 柱模上部柱箍间距600mm, 第一道柱箍离地面间距100mm。
5.2 现浇板模板设计计算(见图2)
现浇板模板钢管支撑的间距为0.8m, 两排支撑的间距为1.15m, 以板最大尺寸7.6 × 9.54m (净尺寸) 为一个计算单元, 现浇板厚度为300。则该单元内的荷载由8排( 8.05/1.15 = 7) 立柱, 每排立柱13个( 9.54 /0.8= 12) 扣件承担。
砼重为7.6 × 9.54× 0.3 × 0.68= 16.27kN
模板重为7.6 × 9.54 × 0.4= 29.0kN
恒荷载: NGK= 梁重+ 模板重+ 钢筋重= 40025 kN
施工荷载: NQK= 3 × 7.6 × 9.54= 217.5kN (施工均布活荷載标准值取3kN /m2 )根据公式N = 1.2NGK + 0.85 × 1.4NQK 得N =737.3kN, 每个扣件所受的压力为737.3 / ( 8 × 13 ) =7.09kN< 8kN /扣件, 满足扣件承载力要求。
5.3 梁模板设计计算
梁模板搭设方式如图3所示, 梁的最大长度为9.54m。9.54m 为计算单元, 取模板每平方重0.4kN。
砼重为0.30 ×0.75 ×9.54 ×24= 51.52kN
钢筋重为0.30 × 0.75 ×9.54 ×1.5= 3.22kN
模板重为( 0.30+ 0.75 × 2) × 9.54 × 0.4= 6.87kN
恒荷载: NGK= 梁重+ 模板重+ 钢筋重= 61.61kN
施工荷载: NQK= 3 × 9.54 × 0.30= 8.59kN (施工均布活荷载标准值取3kN /m2 )
根据公式N = 1.2NGK + 0.85 × 1.4NQK 得N =84.15kN:
该重量由9.54 /0.8+ 1. 13榀支撑即由13 × 2= 26个扣件负担, 则每个扣件所受压力为84.15 /26 = 3.24kN /扣件。同时考虑以下两个方面:
1、如果以梁的侧模作为现浇板模板支撑, 每个扣件所受的压力要加上现浇板传来的压力, 3.24 + 7.09 > 8kN /扣件, 不满足扣件承载力要求。
2、如梁模支撑立杆作为现浇板模板的一排支撑, 承受板的压力, 可满足扣件承载力的要求, 立杆所受压力为F= 3.24+ 7.09= 10.33kN。
5.4 梁模支撑立杆杆底地基承载力验算单根立杆底垫专用底及垫200mm 宽, 50mm 厚通长木板, 则受力面积S= 0.6 × 0.2= 0.12m2P= F /S= 10.33kN /0.12m 2= 8.16kN /m2即立杆底部木板对地耐力的要求为90 kN /m2, 达到该数据可使立杆不下沉而保证混凝土的质量。所以支撑场地一定要夯实, 特别是梁支承立杆的底部。[ ID: 2353]
6 结语
模板工程施工必须按照相应的原则进行，这在一个工程中是至关重要的，同时模板工程施工方案编制在施工中非常重要性， 模板及其支架应具有足够的承载力、刚度和稳定性, 能可靠地承受浇筑混凝土质量、侧压力以及施工荷载。模板及其支架拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。浇筑混凝土时模板及其支架在混凝土重量、侧压力以及施工荷载作用下胀模(变形)、跑模(位移) 甚至坍塌的情况时有发生。为了避免事故, 保证工程质量和施工安全, 必须制定模板施工技术方案。如果在施工中能按照相应的原则和正确的方案编制，那么类似工程施工质量和安全也就得到了保障。
参考文献
[1] 混凝土结构工程施工质量验收规范. GB50204- 2002.
[2] GB 50204-2002，混凝土结构工程施工规范［S］．
[3] GB 50204-2002，混凝土结构工程施工规范( 2011 修订) ［S］