模板设计计算书.docx

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模板设计计算书

墙模板

墙模板的计算参照《建筑施工手册》第四版、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范。

墙模板的背部支撑由两层龙骨（木楞或钢楞）组成：

直接支撑模板的为次龙骨，即内龙骨；用以支撑内层龙骨的为主龙骨，即外龙骨。

组装墙体模板时，通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结，每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。

根据规范，当采用容量为大于0.8m3的运输器具时，倾倒混凝土产生的荷载标准值为6.00kN/m2；

一、参数信息

1.基本参数

次楞（内龙骨）间距（mm）:

200；穿墙螺栓水平间距（mm）:

400；

主楞（外龙骨）间距（mm）:

400；穿墙螺栓竖向间距（mm）:

400；

对拉螺栓直径（mm）:

M14；

2.主楞信息

龙骨材料:

钢楞；截面类型:

圆钢管48×3.5；

钢楞截面惯性矩I（cm4）:

12.19；钢楞截面抵抗矩W（cm3）:

5.08；

主楞肢数:

2；

3.次楞信息

龙骨材料:

木楞；次楞肢数:

1；

宽度（mm）:

45.00；高度（mm）:

95.00；

4.面板参数

面板类型:

胶合面板；面板厚度（mm）:

14.00；

面板弹性模量（N/mm2）:

9500.00；面板抗弯强度设计值fc（N/mm2）:

13.00；

面板抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.50；

5.木方和钢楞

方木抗弯强度设计值fc（N/mm2）:

13.00；方木弹性模量E（N/mm2）:

9500.00；

方木抗剪强度设计值ft（N/mm2）:

1.50；钢楞弹性模量E（N/mm2）:

206000.00；

钢楞抗弯强度设计值fc（N/mm2）:

205.00；

墙模板设计简图

二、墙模板荷载标准值计算

其中γ--混凝土的重力密度，取24.000kN/m3；

t--新浇混凝土的初凝时间，可按现场实际值取，输入0时系统按200/（T+15）计算，得5.714h；

T--混凝土的入模温度，取20.000℃；

V--混凝土的浇筑速度，取2.500m/h；

H--模板计算高度，取3.000m；

β1--外加剂影响修正系数，取1.200；

β2--混凝土坍落度影响修正系数，取0.850。

根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F；

分别计算得48.659kN/m2、72.000kN/m2，取较小值48.659kN/m2作为本工程计算荷载。

计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=48.659kN/m2；

倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=6kN/m2。

三、墙模板面板的计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

按规范规定，强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在内楞上的三跨连续梁计算。

面板计算简图

1.抗弯强度验算

跨中弯矩计算公式如下:

其中，M--面板计算最大弯距（N.mm）；

l--计算跨度（内楞间距）:

l=200.0mm；

q--作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×48.66×0.40×0.90=21.021kN/m；

其中0.90为按《施工手册》取的临时结构折减系数。

倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×6.00×0.40×0.90=3.024kN/m；

q=q1+q2=21.021+3.024=24.045kN/m；

面板的最大弯距：

M=0.1×24.045×200.0×200.0=9.62×104N.mm；

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中，σ--面板承受的应力（N/mm2）；

M--面板计算最大弯距（N.mm）；

W--面板的截面抵抗矩:

b:

面板截面宽度，h:

面板截面厚度；

W=400×14.0×14.0/6=1.31×104mm3；

f--面板截面的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=13.000N/mm2；

面板截面的最大应力计算值：

σ=M/W=9.62×104/1.31×104=7.361N/mm2；

面板截面的最大应力计算值σ=7.361N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2.抗剪强度验算

计算公式如下:

其中，∨--面板计算最大剪力（N）；

l--计算跨度（竖楞间距）:

l=200.0mm；

q--作用在模板上的侧压力线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×48.66×0.40×0.90=21.021kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×6.00×0.40×0.90=3.024kN/m；

q=q1+q2=21.021+3.024=24.045kN/m；

面板的最大剪力：

∨=0.6×24.045×200.0=2885.363N；

截面抗剪强度必须满足:

其中，Τ--面板截面的最大受剪应力（N/mm2）；

∨--面板计算最大剪力（N）：

∨=2885.363N；

b--构件的截面宽度（mm）：

b=400mm；

hn--面板厚度（mm）：

hn=14.0mm；

fv--面板抗剪强度设计值（N/mm2）：

fv=13.000N/mm2；

面板截面的最大受剪应力计算值:

T=3×2885.363/（2×400×14.0）=0.773N/mm2；

面板截面抗剪强度设计值:

[fv]=1.500N/mm2；

面板截面的最大受剪应力计算值T=0.773N/mm2小于面板截面抗剪强度设计值[T]=1.5N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

根据规范，刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

挠度计算公式如下:

其中，q--作用在模板上的侧压力线荷载:

q=48.66×0.4=19.46N/mm；

l--计算跨度（内楞间距）:

l=200mm；

E--面板的弹性模量:

E=9500N/mm2；

I--面板的截面惯性矩:

I=40×1.4×1.4×1.4/12=9.15cm4；

面板的最大允许挠度值:

[ω]=0.8mm；

面板的最大挠度计算值:

ω=0.677×19.46×2004/（100×9500×9.15×104）=0.243mm；

面板的最大挠度计算值:

ω=0.243mm小于等于面板的最大允许挠度值[ω]=0.8mm，满足要求！

四、墙模板内外楞的计算

（一）.内楞（木或钢）直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，内龙骨采用木楞，宽度45mm，高度95mm，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=45×95×95/6=67.69cm3；

I=45×95×95×95/12=321.52cm4；

内楞计算简图

1.内楞的抗弯强度验算

内楞跨中最大弯矩按下式计算：

其中，M--内楞跨中计算最大弯距（N.mm）；

l--计算跨度（外楞间距）:

l=400.0mm；

q--作用在内楞上的线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×48.66×0.20×0.90=10.510kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×6.00×0.20×0.90=1.512kN/m，其

中，0.90为折减系数。

q=（10.510+1.512）/1=12.022kN/m；

内楞的最大弯距：

M=0.1×12.022×400.0×400.0=1.92×105N.mm；

内楞的抗弯强度应满足下式：

其中，σ--内楞承受的应力（N/mm2）；

M--内楞计算最大弯距（N.mm）；

W--内楞的截面抵抗矩（mm3），W=6.77×104；

f--内楞的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=13.000N/mm2；

内楞的最大应力计算值：

σ=1.92×105/6.77×104=2.842N/mm2；

内楞的抗弯强度设计值:

[f]=13N/mm2；

内楞的最大应力计算值σ=2.842N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2.内楞的抗剪强度验算

最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，公式如下:

其中，V－内楞承受的最大剪力；

l--计算跨度（外楞间距）:

l=400.0mm；

q--作用在内楞上的线荷载，它包括:

新浇混凝土侧压力设计值q1:

1.2×48.66×0.20×0.90=10.510kN/m；

倾倒混凝土侧压力设计值q2:

1.4×6.00×0.20×0.90=1.512kN/m，其

中，0.90为折减系数。

q=（q1+q2）/2=（10.510+1.512）/1=12.022kN/m；

内楞的最大剪力：

∨=0.6×12.022×400.0=2885.363N；

截面抗剪强度必须满足下式:

其中，τ--内楞的截面的最大受剪应力（N/mm2）；

∨--内楞计算最大剪力（N）：

∨=2885.363N；

b--内楞的截面宽度（mm）：

b=45.0mm；

hn--内楞的截面高度（mm）：

hn=95.0mm；

fv--内楞的抗剪强度设计值（N/mm2）：

τ=1.500N/mm2；

内楞截面的受剪应力计算值:

fv=3×2885.363/（2×45.0×95.0）=1.012N/mm2；

内楞截面的抗剪强度设计值:

[fv]=1.500N/mm2；

内楞截面的受剪应力计算值τ=1.012N/mm2小于内楞截面的抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2，满足要求！

3.内楞的挠度验算

根据《建筑施工计算手册》，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。

挠度验算公式如下：

其中，ω--内楞的最大挠度（mm）；

q--作用在内楞上的线荷载（kN/m）：

q=48.66×0.20/1=9.73kN/m；

l--计算跨度（外楞间距）:

l=400.0mm；

E--内楞弹性模量（N/mm2）：

E=9500.00N/mm2；

I--内楞截面惯性矩（mm4），I=3.22×106；

内楞的最大挠度计算值:

ω=0.677×9.73/1×4004/（100×9500×3.22×106）=0.055mm；

内楞的最大容许挠度值:

[ω]=1.6mm；

内楞的最大挠度计算值ω=0.055mm小于内楞的最大容许挠度值[ω]=1.6mm，满足要求！

（二）.外楞（木或钢）承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。

本工程中，外龙骨采用钢楞，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

截面类型为圆钢管48×3.5；

外钢楞截面抵抗矩W=5.08cm3；

外钢楞截面惯性矩I=12.19cm4；

外楞计算简图

4.外楞抗弯强度验算

外楞跨中弯矩计算公式：

其中，作用在外楞的荷载:

P=（1.2×48.66+1.4×6）×0.2×0.4/2=2.4kN；

外楞计算跨度（对拉螺栓水平间距）:

l=400mm；

外楞最大弯矩:

M=0.175×2404.47×400.00=1.68×105N/mm；

强度验算公式：

其中，σ--外楞的最大应力计算值（N/mm2）

M--外楞的最大弯距（N.mm）；M=1.68×105N/mm

W--外楞的净截面抵抗矩；W=5.08×103mm3；

[f]--外楞的强度设计值（N/mm2），[f]=205.000N/mm2；

外楞的最大应力计算值:

σ=1.68×105/5.08×103=33.132N/mm2；

外楞的抗弯强度设计值:

[f]=205N/mm2；

外楞的最大应力计算值σ=33.132N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求！

5.外楞的抗剪强度验算

公式如下:

其中，P--作用在外楞的荷载:

P=（1.2×48.66+1.4×6）×0.2×0.4/2=2.404kN；

l--计算跨度（水平螺栓间距间距）:

l=400.0mm；

∨--外楞计算最大剪力（N）；

外楞的最大剪力：

∨=0.65×2404.469=6.25×102N；

外楞截面抗剪强度必须满足:

其中，τ--外楞截面的受剪应力计算值（N/mm2）；

∨--外楞计算最大剪力（N）：

∨=6.25×102N；

b--外楞的截面宽度（mm）：

b=80.0mm；

hn--外楞的截面高度（mm）：

hn=100.0mm；

fv--外楞的抗剪强度设计值（N/mm2）：

fv=1.500N/mm2；

外楞截面的受剪应力计算值:

τ=3×6.25×102/（2×80.0×100.0）=0.117N/mm2；

外楞的截面抗剪强度设计值:

[fv]=1.500N/mm2；

外楞截面的抗剪强度设计值:

[fv]=1.5N/mm2；

外楞截面的受剪应力计算值τ=0.117N/mm2小于外楞截面的抗剪强度设计值[fv]=1.5N/mm2，满足要求！

3.外楞的挠度验算

根据《建筑施工计算手册》，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。

挠度验算公式如下：

其中，P--内楞作用在支座上的荷载（kN/m）：

P=48.66×0.20×0.40/2＝1.95kN/m；

ω--外楞最大挠度（mm）；

l--计算跨度（水平螺栓间距）:

l=400.0mm；

E--外楞弹性模量（N/mm2）：

E=206000.00N/mm2；

I--外楞截面惯性矩（mm4），I=1.22×105；

外楞的最大挠度计算值:

ω=1.146×3.89×100/2×4003/（100×206000×1.22×105）=0.057mm；

外楞的最大容许挠度值:

[ω]=1.6mm；

外楞的最大挠度计算值ω=0.057mm小于外楞的最大容许挠度值[ω]=1.6mm，满足要求！

五、穿墙螺栓的计算

计算公式如下:

其中N--穿墙螺栓所受的拉力；

A--穿墙螺栓有效面积（mm2）；

f--穿墙螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；

查表得：

穿墙螺栓的型号:

M14；

穿墙螺栓有效直径:

11.55mm；

穿墙螺栓有效面积:

A=105mm2；

穿墙螺栓最大容许拉力值:

[N]=1.70×105×1.05×10-4=17.85kN；

穿墙螺栓所受的最大拉力:

N=48.659×0.4×0.4=7.785kN。

穿墙螺栓所受的最大拉力N=7.785kN小于穿墙螺栓最大容许拉力值[N]=17.85kN，满足要求！

顶板柱帽

高支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范编制。

因本工程梁支架高度大于4米，根据有关文献建议，如果仅按规范计算，架体安全性仍不能得到完全保证。

为此计算中还参考了《施工技术》2002（3）：

《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。

一、参数信息:

1.模板支架参数

横向间距或排距（m）:

0.45；纵距（m）:

0.90；步距（m）:

1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.30；模板支架搭设高度（m）:

4.60；

采用的钢管（mm）:

Φ48×3.5；板底支撑连接方式:

方木支撑；

扣件连接方式:

双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:

0.80；

2.荷载参数

模板与木板自重（kN/m2）:

0.350；混凝土与钢筋自重（kN/m3）:

25.000；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

2.500；

4.材料参数

面板采用胶合面板，厚度为14mm；板底支撑采用方木；

面板弹性模量E（N/mm2）:

9500；面板抗弯强度设计值（N/mm2）:

13；

木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.400；木方的间隔距离（mm）:

250.000；

木方弹性模量E（N/mm2）:

9500.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000；

木方的截面宽度（mm）:

45.00；木方的截面高度（mm）:

95.00；

托梁材料为：

木方:

80×95mm；

5.楼板参数

钢筋级别:

三级钢HRB400（20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi）；楼板混凝土强度等级:

C30；

每层标准施工天数:

7；每平米楼板截面的钢筋面积（mm2）:

360.000；

楼板的计算长度（m）:

4.50；施工平均温度（℃）:

15.000；

楼板的计算宽度（m）:

4.00；

楼板的计算厚度（mm）:

800.00；

图2楼板支撑架荷载计算单元

二、模板面板计算:

面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度，取单位宽度1m的面板作为计算单元

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=100×1.42/6=32.667cm3；

I=100×1.43/12=22.867cm4；

模板面板的按照三跨连续梁计算。

面板计算简图

1、荷载计算

（1）静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重（kN/m）：

q1=25×0.8×1+0.35×1=20.35kN/m；

（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN）：

q2=2.5×1=2.5kN/m；

2、强度计算

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

其中：

q=1.2×20.35+1.4×2.5=27.92kN/m

最大弯矩M=0.1×27.92×0.252=0.174kN·m；

面板最大应力计算值σ=174500/32666.667=5.342N/mm2；

面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；

面板的最大应力计算值为5.342N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

3、挠度计算

挠度计算公式为

其中q=20.35kN/m

面板最大挠度计算值v=0.677×20.35×2504/（100×9500×3215156.25）=0.018mm；

面板最大允许挠度[V]=250/250=1mm；

面板的最大挠度计算值0.018mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!

三、模板支撑方木的计算:

方木按照两跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=4.5×9.5×9.5/6=67.69cm3；

I=4.5×9.5×9.5×9.5/12=321.52cm4；

方木楞计算简图

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1=25×0.25×0.8=5kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）:

q2=0.35×0.25=0.088kN/m；

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN）：

p1=2.5×0.25=0.625kN/m；

2.强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

均布荷载q=1.2×（q1+q2）+1.4×p1=1.2×（5+0.088）+1.4×0.625=6.98kN/m；

最大弯矩M=0.125ql2=0.125×6.98×0.92=0.707kN.m；

最大支座力N=1.25×q×l=1.25×6.98×0.9=7.853kN；

方木最大应力计算值σ=M/W=0.707×106/67687.5=10.441N/mm2；

方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2；

方木的最大应力计算值为10.441N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

3.抗剪验算：

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力:

Q=0.625×6.98×0.9=3.926kN；

方木受剪应力计算值T=3×3.926×103/（2×45×95）=1.378N/mm2；

方木抗剪强度设计值[T]=1.4N/mm2；

方木的受剪应力计算值1.378N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2，满足要求!

4.挠度验算:

最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:

均布荷载q=q1+q2=5.088kN/m；

最大挠度计算值ω=0.521×5.088×9004/（100×9500×3215156.25）=0.569mm；

最大允许挠度[V]=900/250=3.6mm；

方木的最大挠度计算值0.569mm小于方木的最大允许挠度3.6mm,满足要求!

四、托梁材料计算:

托梁按照集中荷载作用下的两跨连续梁计算；

托梁采用：

木方:

80×95mm；

W=120.333cm3；

I=571.583cm4；

集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=7.853kN；

托梁计算简图

托梁计算弯矩图（kN.m）

托梁计算变形图（mm）

托梁计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.766kN.m；

最大变形Vmax=0.152mm；

最大支座力Qmax=17.364kN；

最大应力σ=765861.111/120333.333=6.364N/mm2；

托梁的抗压强度设计值[f]=13N/mm2；

托梁的最大应力计算值6.364N/mm2小于托梁的抗压强度设计值13N/mm2,满足要求!

托梁的最大挠度为0.152mm小于900/250,满足要求!

五、模板支架立杆荷载标准值（轴力）:

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.138×4.6=0.637kN；

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.35×0.45×0.9=0.142kN；

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25×0.8×0.45×0.9=8.1kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=8.878kN；

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（2.5+2）×0.45×0