《混凝土结构工程施工规范》(GB 50666—2011)规定:“模板及支架设计时,应根据实际情况计算不同工况下的各项荷载及其组合。各项荷载的标准值可按《混凝土结构工程施工规范》(GB 50666—2011)附录A确定。”
(一)各项荷载的标准值
作用在模板及支架上的荷载可以分为永久荷载和可变荷载两类。
1.永久荷载标准值
(1)模板及其支架自重(G1)的标准值。模板及其支架自重标准值应根据模板施工图确定。肋形或无梁楼板模板自重标准值,可按表11-14采用。
表11-14 模板及支架自重标准值 kN/m2
(2)新浇筑混凝土自重(G2)的标准值。新浇筑混凝土自重标准值宜根据混凝土实际重力密度γc确定,普通混凝土γc可取24 kN/m3。
(3)钢筋自重(G3)的标准值。钢筋自重的标准值应根据施工图确定。对一般梁板结构,楼板的钢筋自重可取1.1 kN/m3,梁的钢筋自重可取1.5 kN/m3。
(4)新浇筑混凝土对模板的侧压力(G4)的标准值。采用插入式振捣器且浇筑速度不大于10 m/h、混凝土坍落度不大于180 mm时,新浇筑混凝土对模板的侧压力的标准值,按下列两式分别计算,并取其中的较小值。
当浇筑速度大于10 m/h,或混凝土坍落度不大于180 mm时,侧压力标准值可按公式F=γc H计算。
式中 F——新浇筑混凝土作用于模板的最大侧压力标准值(kN/m2);
γc——混凝土的重力密度(kN/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t0=200/(T+15)计算,T为混凝土的温度(℃);
β——混凝土坍落度影响修正系数,当坍落度大于50 mm且不大于90 mm时,β取0.85;坍落度大于90 mm且不大于130 mm时,β取0.9;坍落度大于130 mm且不大于180 mm时,β取1.0;
V——混凝土浇筑速度(m/h),取混凝土浇筑高度(厚度)与浇筑时间的比值;
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)。
2.可变荷载标准值
(1)施工人员及施工设备产生的荷载(Q1)的标准值。施工人员及施工设备产生的荷载标准值,可按实际情况计算,且不应小于2.5kN/m2。
(2)混凝土下料产生的水平荷载(Q2)的标准值。混凝土下料产生的水平荷载标准值可按表11-15采用,其作用范围可取新浇筑混凝土侧压力的有效压头高度之内。
表11-15 混凝土下料产生的水平荷载标准值 kN/m2
(3)泵送混凝土或不均匀堆载产生的附加水平荷载(Q3)的标准值。泵送混凝土或不均匀堆载等因素产生的附加水平荷载的标准值,可取计算工况下竖向永久荷载标准值的2%,并应作用在模板支架上端水平方向。
(4)风荷载(Q4)的标准值。风荷载的标准值,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)有关规定确定,此时基本风压可按十年一遇的风压取值,但基本风压不应小于0.2 kN/m2。
(二)承载力计算的荷载组合
(1)荷载组合效应设计值。模板及支架的荷载基本组合的效应设计值,按下式计算:
式中 SGik——第i个永久荷载标准值产生的效应值;
SQjk——第j个可变荷载标准值产生的效应值;
α——模板及支架的类型系数。对侧面模板,取0.9;对底面模板及支架,取1.0;
ψcj——第j个可变荷载的组合值系数,宜取ψcj≥0.9。
注:对于荷载组合效应设计值计算结果,应乘以结构重要性系数(γ0),对于重要的模板及支架宜取γ0≥1.0;对于一般的模板及支架应取γ0≥0.9。
(2)承载力计算的荷载组合。模板及其支架设计应考虑下列荷载:(www.daowen.com)
1)模板及支架自重(G1)。
2)新浇筑混凝土自重(G2)。
3)钢筋自重(G3)。
4)新浇筑混凝土对模板的侧压力(G4)。
5)施工人员及施工设备产生的荷载(Q1)。
6)混凝土下料产生的水平荷载(Q2)。
7)泵送混凝土或不均匀堆载等因素产生的附加水平荷载(Q3)。
8)风荷载(Q4)。
参与模板及支架承载力计算的各项荷载按表11-16的确定,并采用最不利的荷载基本组合进行设计。
表11-16 参与模板及支架承载力计算的各项荷载
续表
(三)模板及支架变形验算
(1)模板及支架变形验算的荷载组合。参与模板及支架变形验算的各项荷载按表11-17的确定。
表11-17 参与模板及支架变形验算的各项荷载
(2)模板及支架变形限值。模板及支架变形限值应根据结构工程要求确定,并宜符合下列规定:
1)对结构表面外露的模板,其挠度限值宜取为模板构件计算跨度的1/400。
2)对结构表面隐蔽的模板,其挠度限值宜取为模板构件计算跨度的1/250。
3)支架的轴向压缩变形值或侧向挠度限值,宜取为计算高度或计算跨度的1/1 000。
(四)支架稳固性及抗倾覆验算
(1)支架稳固性措施。模板支架的高宽比不宜大于3;当高宽比大于3时,应加强稳固性措施。限定模板支架的高宽比主要是为了保证在周边无法提供有效侧向刚性连接的条件下,防止细高型的支架倾覆的整体失稳。整体稳固性措施包括支架内加强竖向和水平剪刀撑的设置;支架体外设置抛撑、型钢桁架撑、缆风绳等措施。
(2)支架抗倾覆验算。模板支架的抗倾覆验算,应考虑混凝土浇筑前和浇筑时两种工况进行抗倾覆验算,主要是针对支架顶部大面积模板在风荷载水平荷载作用下的抗倾覆验算。混凝土浇筑工况下的抗倾覆验算,主要是针对在不对称荷载以及泵送混凝土管抖动等引发的水平荷载作用下的抗倾覆验算。
支架抗倾覆验算应满足下式要求:
式中 γ0——结构重要性系数,对于重要的模板及支架宜取γ0≥1.0;对于一般的模板及支架应取γ0≥0.9;
M0——支架的倾覆力矩设计值,按荷载基本组合计算,其中永久荷载的分项系数取1.35,可变荷载的分项系数取1.4;
Mr——支架的抗倾覆力矩设计值,按荷载基本组合计算,其中永久荷载的分项系数取0.9,可变荷载的分项系数取1.0。
(五)模板设计计算公式
根据《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ 162—2008)现浇混凝土模板计算要求,模板面板可按简支跨计算;次楞一般为两跨以上连续梁,可按《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ 162—2008)附录C计算;主楞可根据实际情况按连续梁、简支梁或悬臂梁计算。常用的简支梁和连续梁在不同荷载条件下和支承条件下的弯矩、剪力和挠度公式,见表11-18。
表11-18 简支梁与连续梁的最大弯矩、剪力和挠度
续表
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