常用定型模板在其适用范围内一般无须进行设计或验算。而对一些特殊结构、新型体系模板或超出适用范围的一般模板,则应进行设计或验算。由于模板为一临时性系统,因此对钢模板及其支架的设计,其设计荷载值可乘以系数0.85予以折减;对木模板及其支架系统设计,其设计荷载值可乘以系数0.9予以折减;对冷弯薄壁型钢不予折减。
作用在模板系统上的荷载分为永久荷载和可变荷载。永久荷载包括模板与支架的自重、新浇混凝土自重及对模板侧面的压力、钢筋自重等。可变荷载包括施工人员及施工设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载、倾倒混凝土时产生的荷载。计算模板及其支架时,应根据构件的特点及模板的用途进行荷载组合,各项荷载标准值按下列规定确定:
(1)模板及其支架自重标准值
可根据模板设计图纸或类似工程的实际支模情况予以计算荷载,对肋形楼板或无梁楼板的荷载可参考表4.10。
表4.10 楼板模板自重标准值单位:N/mm2
(2)新浇混凝土自重标准值
普通混凝土可采用24kN/m2,其他混凝土根据其实际密度确定。
(3)钢筋自重标准值
钢筋自重标准值根据工程图纸确定。一般梁板结构每立方钢筋混凝土的钢筋重量为楼板1.1kN,梁1.5kN。
(4)施工人员及施工设备荷载标准值
①计算模板及直接支承模板的小楞时,均布荷载为2.5kN/m2,并应另以集中荷载2.5kN再进行验算,比较两者所得弯矩值取大者。
②计算直接支承小楞结构构件时,其均布荷载可取1.5kN/m2。
③计算支架立柱及其他支承结构构件时,均布荷载取1.0kN/m2。
对大型浇筑设备(上料平台、混凝土泵等)按实际情况计算;混凝土堆集料高度超过100mm以上时,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。
(5)振捣混凝土时产生的荷载标准值
对水平面模板为2.0kN/m2,对垂直面模板为4.0kN/m2。
(6)新浇混凝土对模板的侧压力标准值
影响新浇混凝土对模板侧压力的因素主要有混凝土材料种类、温度、浇筑速度、振捣方式、凝结速度等。此外,还与混凝土坍落度大小、构件厚度等有关。
当采用内部振捣器振捣,新浇筑的普通混凝土作用于模板的最大侧压力,可按式(4.1)和式(4.2)计算,并取较小值。
式中 F——新浇混凝土的最大侧压力,kN/m2;
γc——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,不掺外加剂取1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2;(www.xing528.com)
β2——混凝土坍落度影响修正系数,坍落度小于3cm时取0.85,5~9cm时取1.0,坍落度为11~15cm时取1.15。
(7)倾倒混凝土时产生的荷载标准值
倾倒混凝土时,对垂直面模板产生的水平荷载标准值见表4.11。
表4.11 倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值
(8)风荷载标准值
对风压较大地区及受风荷载作用易倾倒的模板,须考虑风荷载作用下的抗倾倒稳定性。其标准值按式(4.3)计算:
式中 Wk——风荷载标准值,kN/m2;
βz——高度z处的风振系数;
μs——风荷载体型系数;
μz——风压高度变化系数;
w0——基本风压,kN/m2。
βz,μs,μz,w0的取值均按《建筑结构荷载规范》(GB50009—2012)的规定采用。
计算模板及其支架的荷载设计值时,应采用上述各项荷载标准值乘以相应的分项系数求得,荷载分项系数见表4.12。
表4.12 荷载分项系数γi
计算模板及支架的荷载效应组合见表4.13。
为了便于计算,模板结构设计计算时可作适当简化,即所有荷载可假定为均匀荷载。单元宽度面板、内楞和外楞、小楞和大楞或桁架均可视为梁,支撑跨度等于或多于两跨的可视为连续梁,并视实际情况可分别简化为简支梁、悬臂梁、两跨或三跨连续梁。
当验算模板及其支架的刚度时,其变形值不得超过下列数值:
表4.13 计算模板及支架的荷载效应组合
①结构表面外露的模板,为模板构件跨度的1/400。
②结构表面隐蔽的模板,为模板构件跨度的1/250。
③支架压缩变形值或弹性挠度为相应结构自由跨度的1/1000。当验算模板及其支架在风荷载作用下的抗倾倒稳定性时,抗倾倒系数不应小于1.15。
模板系统的设计包括选型、选材、荷载计算、拟订制作安装和拆除方案、绘制模板图等。
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