常用的木拼板模板和定型组合钢模板,在其经验适用范围内一般不需进行设计验算,但对重要结构的模板、特殊形式的模板或超出经验适用范围的一般模板,应进行设计或验算,以确保工程质量和施工安全,防止浪费。
模板和支撑系统的设计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。设计内容一般包括选型、选材、配板、荷载计算、结构设计、拟定制作安装和拆除方案、绘制模板施工图等。
5.1.11.1 荷载计算
模板及支撑的设计应考虑下列各项荷载:
①模板及其支撑自重;
②新浇筑混凝土自重;
③钢筋自重;
④施工人员及施工设备荷载;
⑤振捣混凝土时产生的荷载;
⑥新浇筑混凝土对模板侧面的压力;
⑦倾倒混凝土时产生的荷载。
上述各项荷载应根据不同的结构构件,按表5-2规定进行荷载效应组合。
表5-2 参与模板及其支撑荷载效应组合的荷载
上述各项荷载的标准值按下列规定计算:
模板及其支撑自重标准值 应根据模板设计图确定。肋形楼板及无梁楼板模板的自重标准值,可按表5-3采用。
表5-3 楼板模板自重标准值(kN/m2)
新浇筑混凝土自重标准值 对普通混凝土可采用24kN/m3,对其他混凝土可根据实际重力密度确定。
钢筋自重标准值 根据设计图纸确定。对一般梁板结构每立方米混凝土的钢筋自重标准值为:楼板1.1kN;梁1.5kN。
施工人员及设备荷载标准值 计算模板及直接支承模板的小楞时,对均布活荷载取2.5kN/m2,另应以集中荷载2.5kN再行验算;比较两者所得的弯矩值,按其中较大者采用。计算直接支承小楞结构构件时,均布活荷载取1.5kN/m2。计算支撑立柱及其他支承结构构件时,均布活荷载取1.0kN/m2。大型浇筑设备如上料平台、混凝土输送泵等按实际情况计算;混凝土堆集料高度超过100mm以上者按实际高度计算;模板单块宽度小于150mm时,集中荷载可分布在相邻的两块板上。
振捣混凝土时产生的荷载标准值 对水平面模板可采用2.0kN/m2;对垂直面模板可采用4.0kN/m2(作用范围在新浇筑混凝土侧压力的有效压头高度之内)。
新浇筑混凝土对模板侧面压力标准值 影响混凝土对模板侧面压力的因素很多,如混凝土密度、凝结时间、混凝土的坍落度和掺缓凝剂等。采用内部振动器,浇筑速度在6m/h以下的普通混凝土及轻骨料混凝土,其新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力标准值,可按下列二式计算,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标准值(kN/m2);(www.daowen.com)
rc——混凝土的重力密度(kN/m3);
t0——新浇混凝土的初凝时间(h),可按实测确定。当缺乏试验资料时,可采用t0=200/(T+15)计算(T为混凝土的温度,℃);
v——混凝土的浇筑速度(m/h);
H——混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度(m);
β1——外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2;
β2——混凝土坍落度影响修正系数,当坍落度小于30mm时,取0.85;50~90mm时取1.0;110~150mm时,取1.15。
混凝土侧压力的计算分布图形如图5-52所示,其中,h=h为有效压头高度,单位为m)。
倾倒混凝土时产生的荷载标准值 垂直面模板产生的水平荷载标准值可按表5-4采用。
图5-52 混凝土侧压力分布图
表5-4倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值(kN/m2)
注:作用范围在有效压头高度以内。
计算模板及其支撑时的荷载设计值,应采用荷载标准值乘以相应的荷载分项系数求得,荷载分项系数应按表5-5采用。
表5-5 荷载分项系数
5.1.11.2 结构计算规定
模板及其支撑属临时性结构,设计时可根据规范中规定的安全等级为第三级的结构构件来考虑。钢模板及其支架的设计应符合现行国家标准《钢结构设计规范》的规定,其截面塑性发展系数取1.0;其荷载设计值可乘以系数0.85予以折减。采用冷弯薄壁型钢应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的规定,其荷载设计值不应折减。木模板及其支撑的设计应符合现行国家标准《木结构设计规范》的规定;当木材含水率小于25%时,其荷载设计值可乘以系数0.9予以折减。
为保证结构构件表面的平整度,模板必须有足够的刚度,验算时其最大变形值不得超过下列规定:
①对结构表面外露的模板,为模板构件计算跨度的1/400;
②对结构表面隐蔽的模板,为模板构件计算跨度的1/250;
③支撑的压缩变形值或弹性挠度,为相应的结构计算跨度的1/1000。
为防止模板及其支撑在风荷载作用下倾倒,应从构造上采取有效措施,如在相互垂直的两个方向加水平及斜拉杆、缆风绳、地锚等。当验算模板及支架在自重和风荷载作用下的抗倾倒稳定性时,应符合有关的专门规定。
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