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模板系统设计计算及施工方案
第一部分 本工程结构特点及施工要点
本工程为框架—剪力墙结构（主楼），裙房框架结构。桩基础。
该工程平面形式较为规则，结构最高结构高度为47.85m。其后浇带宽度为800mm。框架柱柱距大部分为7600mm和8000mm，部分14000mm（其柱截面尺寸有：700×700、800×800、600×600、500×500、500×600、900×900不等），层高：地下室为6.0m、地上1—3层为4.8m、4—10层为3.7m、机房为4.4m（屋面有一层高为3.2m高的水箱层）。根据实际情况模板支撑可将顶板的梁柱作为重点计算。顶板框架梁梁高600mm—2350mm不等，其中23500mm高梁其宽度为500mm、距底板约6米高，属于高支模系统，此处的模板支撑系统应为本工程的最重要的施工设计之一。现浇板厚度多为200mm,部分为300mm厚。墙体厚度有250、300、350、400不等。本次计算的几种模板：1）梁高2350mm；2）梁高1700mm；3）梁高1450mm；4）梁高1250mm;5)梁高低于1150mm。
本工程采用钢管作为支撑系统，模板采用钢摸与复膜竹胶合板；砼采用泵送商品砼。其平面如下图示：

第二部分 模板支撑设置规定
模板及支撑系统配置基本参数
所有梁模板均使用定型钢模，模板支撑系统梁底小横杆使用Φ48mm钢管(除梁高2350和1700mm使用16＃工字钢)，壁厚3.5mm,梁底小横杆间距根据梁的高度与宽度不同分别选用600mm—900mm;梁下立杆间距600mm,大横杆步距≤1800mm;现浇板底模使用10mm厚的覆膜竹胶合板，现浇板板底格栅采用50mm×100mm木枋,间距≤200mm,木枋下横杆使用Φ48mm,间距≤1000mm,立杆间距≤1000mm。
由于使用钢模板和覆膜竹胶合板，根据长期积累的经验，钢模和竹胶合板的刚度和挠度均可不计算，仅计算横楞（钢模下小横杆）和立杆支撑系统的刚度和挠度。
梁的模板支撑方法见下图。沿梁的长度方向设置双立杆，当梁高度小于等于1000mm时，立杆沿梁长度方向间距不应大于1000mm；当梁高度大于1000mm时，立杆沿梁长度方向间距应重新计算确定。梁高大于700mm的在梁的中部应设置一道对拉片，当梁高大于或等于1000mm时，应设置两道对拉片，当梁高大于或等于1500mm时，应设置三道对拉片，当梁高度民大于1800mm时，应沿梁高设置四道对拉片，梁高大于2100mm时，设置五道对拉片，以抵抗砼对模板的侧压力 。
当现浇混凝土板厚度等于或大于150mm时，板底模板立杆纵横间距不应大于1000mm。
所有立杆下部均应用扫地杆纵横连接以增加压杆稳定。扫地杆高度不大于300mm。在高度1800-2000mm处设置双向水平拉杆。（见后附图示）
所有立杆必须稳固落实在坚硬的承重支点上不得悬空，不得用脆性物体（如砖等）或者柔性物体（如钢模板等）垫高。如果立杆支点在软弱基层上（例如在土壤上）则应在立杆下面垫通长50木板。
立杆接长，应使用对接扣件或者用双十字扣件接长。严禁利用水平横杆间接接长立杆，防止立杆受压失稳。
上层支撑立杆应尽量对准下层支撑。
柱模板应设置抱箍抵抗混凝土的侧压力。当柱边长小于700mm时，可使用钢管抱箍。抱箍间距一般为300mm~500mm，见图示。当柱截面大于或等于700mm时，应设置柱模板的拉片。其纵向间距不得大于450mm。
应在模板支撑的四角设置全高垂直剪刀撑；若剪刀撑间距超过20m时，应增加垂直剪刀撑，间距在15m-20m左右。在拐角处应在模板上方设置三角拉杆，保证模板拐角处不变形。

对于有疑问的支撑应检查核算。在符合上述支撑规定的前提下，考虑到一个扣件的抗滑移力不大于8000N。
一般不应利用模板支撑系统作为其他设备支撑点和锚固点，不许模板支撑受到其它水平力作用。
起拱规定：当跨度等于或大于4m时，模板应按设计规定起拱；当设计没有规定时，起拱高度宜为全跨长度的1/1000-3/1000。
当支撑系统高度超过5m时，应先把柱子混凝土浇灌完毕后再浇灌有梁板混凝土。柱混凝土施工缝留在梁底下口100mm处。
第三部分 模板支撑力学验算
一、梁模支架验算：
㈠、1、2350高梁荷载计算：
大梁施工荷载计算：施工荷载系数分别取1.2和1.4
梁钢筋砼重： 2.35×25×1.2 =70.5kN/m2
板钢筋砼重(梁边各250mm): 0.30×25×1.2 ＝9.00kN/m2
模板系统重: (0.3+2×0.25＋0.63×2)×1.2 =2.47kN/m2
操作人员重: 1×0.6×1.2 =0.72kN/m2
振捣砼时产生荷载: 20×0.5×1.4 ＝14.0kN/m2

96.69kN/m2

2、1700高梁荷载计算：
大梁施工荷载计算：施工荷载系数分别取1.2和1.4
梁钢筋砼重： 1.7×25×1.2 =51.0kN/m2
板钢筋砼重(梁边各250mm): 0.30×25×1.2 ＝9.00kN/m2
模板系统重: (0.3+2×0.25＋0.63×2)×1.2 =2.47kN/m2
操作人员重: 1×0.6×1.2 =0.72kN/m2
振捣砼时产生荷载: 20×0.5×1.4 ＝14.0kN/m2

77.19kN/m2

3、1450高梁荷载计算：
大梁施工荷载计算：施工荷载系数分别取1.2和1.4
梁钢筋砼重： 1.45×25×1.2 =43.5kN/m2
板钢筋砼重(梁边各250mm): 0.30×25×1.2 ＝9.00kN/m2
模板系统重: (0.3+2×0.25＋0.63×2)×1.2 =2.47kN/m2
操作人员重: 1×0.6×1.2 =0.72kN/m2
振捣砼时产生荷载: 20×0.5×1.4 ＝14.0kN/m2

69.69kN/m2

4、1250高梁荷载计算：
大梁施工荷载计算：施工荷载系数分别取1.2和1.4
梁钢筋砼重： 1.25×25×1.2 =37.5kN/m2
板钢筋砼重(梁边各250mm): 0.30×25×1.2 ＝9.00kN/m2
模板系统重: (0.3+2×0.25＋0.63×2)×1.2 =2.47kN/m2
操作人员重: 1×0.6×1.2 =0.72kN/m2
振捣砼时产生荷载: 20×0.5×1.4 ＝14.0kN/m2

63.69kN/m2

5、1100高梁荷载计算：
大梁施工荷载计算：施工荷载系数分别取1.2和1.4
梁钢筋砼重： 1.15×25×1.2 =33.0kN/m2
板钢筋砼重(梁边各250mm): 0.30×25×1.2 ＝9.00kN/m2
模板系统重: (0.3+2×0.25＋0.63×2)×1.2 =2.47kN/m2
操作人员重: 1×0.6×1.2 =0.72kN/m2
振捣砼时产生荷载: 20×0.5×1.4 ＝14.0kN/m2

60.69kN/m2

96.69kN/m2×0.5m×0.6m=29.01KN＞8kN×2=16KN(扣件抗滑移力:此值参考JGJ130-2001中直角扣件、旋转扣件抗滑承载力设计值8KN),故对于该梁仅两个扣件无法承受其滑移力，该梁可考虑按上图A—A剖做法则有四个扣件抵抗滑移力；按类似计算方法计算梁500×1700、400×1450、500×1250和500×1150梁的扣件抗滑移力，其滑移力分别为：23.16KN、16.73KN、19.11KN、18.21KN。那么，两个扣件无法抵抗其滑移力。均按A—A图示做法让其四个扣件抵抗其扣件的滑移力。

㈡、梁下小横杆计算（近似按均布荷载简支梁计算）
梁下小横杆间距0.6m
1、强度计算:
⑴、梁高2350梁强度计算
q=96.69kN/m2×0.6m=58.01KN/m取q=58kN/m=58000N/m=58N/mm
Mmax=58×500×900×(2-500/900)/8=47.2×105N.mm
σ=Mmax/γxWnx=47.3×105/1.05×140900=31.9N/mm2≤205/mm2（此值参考JGJ130-2001脚手架规范值）。满足要求。
说明：式中γx为截面塑性发展系数（工字钢 γx=1.05）；Wnx为型钢截面X轴的净截面抵抗矩，本计算量为Wnx=140900mm3
（2）、梁高1700梁强度计算：
q=77.19kN/m2×0.6m=46.31KN/m取q=47kN/m=47000N/m=47N/mm
Mmax=47×500×900×(2-500/900)/8=38.2×105N.mm
σ=Mmax/γxWnx=38.2×105/1.05×140900=25.8N/mm2≤205/mm2
满足要求。
（3）、梁高1450梁强度计算
q=69.69kN/m2×0.6m=41.81KN/m取q=42kN/m=42000N/m=42N/mm

Ra=42×2003×(4-200÷500)÷8÷5003=1210N
Mmaxh=604.8×(300+604.8÷48) =1.9×105N.mm
σh1450=Mmax/W=1.9×105/5081=37.21N/mm2≤205/mm2
满足要求。
（4）、梁高1250梁强度计算
q=63.69kN/m2×0.6m=38.21KN/m取q=38.3kN/m=38300N/m=38.3N/mm
Ra=38.3×2503×(4-250÷500)÷8÷5003=1047.3N
Mmaxh1250=1047.3×(250+1047.3÷76.6)=5.4×105N.mm
σh1250=Mmax/W=5.4×105/5081=105.9N/mm2≤205/mm2
满足要求。
(5)、梁高1150梁强度计算

q=60.69kN/m2×0.6m=36.41KN/m取q=36.5kN/m=36500N/m=36.5N/mm
Ra=36.5×2503×(4-250÷500)÷8÷5003=998.08N
Mmaxh=998.08×(250+998.08÷73.0)=2.7×105N.mm
σh1250=Mmax/W=2.7×105/5081=53.2N/mm2≤205/mm2
满足要求。
2、挠度计算：
（1）、高2350梁挠度计算（按整跨受均布货载考虑，此法安全偏于保守）：
W=5ql4/384EI=5×58×9004/384×2.06×105×1.127×107=0.3mm＜l/150=900/150=6.0mm与10mm,故挠度能满足要求。
(2)、高1700梁挠度计算：
W=5ql4/384EI=5×47×9004/384×2.06×105×1.127×107=0.2mm＜l/150=900/150=6.0mm与10mm,故挠度能满足要求。
（3）、高1450梁挠度计算
W=5ql4/384EI=5×47×5004/384×2.06×105×1.219×105=1.53mm＜l/150=900/150=6.0mm与10mm,故挠度能满足要求。
（4）、高1250梁挠度计算
W=5ql4/384EI=5×38.3×5004/384×2.06×105×1.219×105=1.25mm＜l/150=900/150=6.0mm与10mm,故挠度能满足要求。
（5）、高1150梁挠度计算
W=5ql4/384EI=5×36.5×5004/384×2.06×105×1.219×105=1.20mm＜l/150=900/150=6.0mm与10mm,故挠度能满足要求。

（三）、立杆（Φ48/3.5mm钢管）计算:
1、立杆稳定性：
1）2350高梁立杆
不组合风荷载时：
考虑到立杆负载面积的第三随机变量,取面积系数为1.21.
F2350=96.69×0.5×0.6×1.21/2=17.55KN=17550N
A=489.3mm2

立杆的计算长度L。=h+2a=1800+2×0=1800mm。
λ=L。/i=1800/15.78=114.1
查表得：φ=0.489
σ=F/φA=17550/(0.489×489.3)=73.35N/mm2≤205N/ mm2
考虑风荷载时：
73.35+Mw/W=73.35+0.85×1.4×Wk×La×h2/(10×W)=73.35+(0.85×1.4×0.7×1.67×0.13×0.3×0.7×18002)/(10×5080)=75.77 N/mm2≤205N/ mm2
满足要求。
2）1700高梁立杆
F1700=77.19×0.5×0.6×1.21/2=14.01KN=14010N
σ=F/φA=14010/(0.489×489.3)=58.55N/mm2≤205N/ mm2
满足要求。
3）1450高梁立杆
F1450=69.69×0.4×0.6×1.21/2=10.12KN=10120N
σ=F/φA=101210/(0.489×489.3)=42.30N/mm2≤205N/ mm2
满足要求。
4）1250高梁立杆
F1250=63.69×0.5×0.6×1.21/2=11.56KN=11560N
σ=F/φA=11560/(0.489×489.3)=48.32N/mm2≤205N/ mm2
满足要求。
5）1150梁立杆
F1150=60.69×0.5×0.6×1.21/2=11.02KN=11020N
σ=F/φA=11020/(0.489×489.3)=46.06N/mm2≤205N/ mm2
满足要求。
2、变形验算：
（1）、2350梁高立杆变形
变形验算荷载按立柱承担的平均荷载计算，即96.69kN/m2×0.6m×0.5m/2=14.6kN,
且不考虑支架面积的随机性。
W=FL/EI=14600×1800/(489.3×2.06×105)=0.26mm≤1mm。
满足要求。
（2）、1700梁高立杆变形
变形验算荷载按立柱承担的平均荷载计算，即77.19kN/m2×0.6m×0.5m/2=11.58kN, W=FL/EI=11580×1800/(489.3×2.06×105)=0.21mm≤1mm。满足要求。
（3）、1450梁高立杆变形
变形验算荷载按立柱承担的平均荷载计算，即69.69kN/m2×0.6m×0.4m/2=8.37kN, W=FL/EI=8370×1800/(489.3×2.06×105)=0.15mm≤1mm。满足要求。
（4）、1250梁高立杆变形
变形验算荷载按立柱承担的平均荷载计算，即63.69kN/m2×0.6m×0.5m/2=9.56kN, W=FL/EI=9560×1800/(489.3×2.06×105)=0.17mm≤1mm。满足要求。
（5）、1150梁高立杆变形
变形验算荷载按立柱承担的平均荷载计算，即60.69kN/m2×0.6m×0.5m/2=9.11kN, W=FL/EI=9110×1800/(489.3×2.06×105)=0.17mm≤1mm。满足要求。
二、现浇板模板支撑计算：
1、立杆间距计算
计算条件1：板厚度300mm，支撑立杆间距纵横800 mm。横杆按简支梁计算，跨度1000mm。10mm厚覆膜模板。混凝土泵送浇筑。
每根立杆承载面积 1.0×1.0=1.00m2
模板重 0.5kN×1.00=0.5kN/m2 ×(γι)1.2=0.6kN/m2
混凝土重 0.3×1.00×24=7.2 kN/m2×(γι)1.2＝8.64kN/m2
钢筋重 1.1kN/m3×0.3=0.33kN/m2(γι)1.2=0.396kN/m2
施工人员及设备 2.5kN/m2×(γι)1.4=3.5kN/m2
混凝土浇筑时产生的荷载2.0kN/m2×1.4=2.8kN/m2
以上荷载合计 15936N/ m2×0.8 m2=12748N
γι为模板及支架的荷载分项系数。
立杆验算:(按两端铰接受压构件来简化计算)
假设为横杆步距2000mm,钢管采用搭接式.
承担最大施工荷载的立柱为底层模板支承架,承担最大施工荷载约F=3.128D=3.128×12.748=39.88KN(D=12.748kN/m2)
σ＝39880/(0.413×489.3)=197.35kN/mm2≤205kN/mm2 满足要求。
每根立杆承受荷载12748N，小于立杆失稳条件，大于一个扣件最大抗滑移力8000N。因此在浇筑混凝土板每个横杆与立杆连接处扣件下再增加一个扣件增加抗滑移力。
2、强度条件计算
计算300厚度板横杆的强度。按照3跨连续梁，均布荷载计算。3 跨连续梁跨内最大弯矩系数为0.080，支座最大负弯矩系数为-0.100。其跨度为1.0m，均布荷载q=12.748N/mm.
跨内最大弯矩 M=0.08ql2=0.08×12.748×8002=65269.7N.mm
支座最大负弯矩 M=0.1ql2=0.1×12.748×8002=815872N.mm
强度条件是M≤Wf，前面已计算Wf=1041400N.mm。大于实际弯矩，安全。
三 柱抱箍计算和构造措施
混凝土容重2450kgf / m3。侧压力与钢筋无关。混凝土初凝时间不早于300分钟，也不晚于6小时。
柱（墙）计算标准高度4.8m。
柱如果浇灌速度较快，在15分钟以内浇灌高度达到4.8m高，此时底部混凝土尚处于流动状态，混凝土具有流体物理性质。从上到下，混凝土压强呈三角形分布，从物理学可知，任一高度流体压强各向相同，混凝土柱（墙）侧面压强分布如下图所示，压强大小与柱截面尺寸（或墙厚度）无关。

从计算知，当柱高度为4.1m时，底部压强P=100.45 KN /m2 。距离底部200mm处的压强为 P=95.55 KN / m2 。
为抵抗混凝土对模板的侧面压力，应间隔一定距离设置抱箍。现规定底部抱箍间距为400mm。第一个抱箍位于距离底部200mm处。计算此抱箍。
按柱边长为900mm，第一个抱箍的每边承受的压力为
F = 0.9×0.4×100.45 = 36.16KN。此力由4个扣件两根钢管承担，每个扣件受力为36.16÷4 = 9.04 KN。大于扣件抗滑移力8KN，不安全。底部抱箍按300计算：F = 0.9×0.3×100.45 =27.12KN，每个扣件受力为27.12÷4 = 6.78 KN。小于扣件抗滑移力8KN，安全
抱箍两根钢管之间用木楔传递混凝土侧压力。
检查抱箍钢管弯曲强度
每根钢管承担压力的1/2，即27.12÷2=13.56KN。钢管梁跨度取0.9m。
为简化计算，按照均布荷载计算。每根钢管承受的均布荷载为：q = 13.56÷0.9 = 12.21 KN/m。
弯矩 M=0.125ql2 =0.125×12.21×0.92 = 1.24 KN.m。
强度条件是M≤ W f （这里取 f = 205 N/mm2）
抗力 Wf = 1.04KN.m 小于实际弯矩，不安全。故对于900边长的柱按第底部抱箍间距200，弯矩 M=0.125ql2 =0.125×10.05×0.92 = 1.01 KN.m，M≤ W f安全。
对于边长小于900的柱可按底部抱箍间距400进行施工，经验算能满足要求。
四、墙模板设计：
高度：h=4.8m， 墙厚：按B=400mm计算；
支撑系统：内外均设计为2根Φ48×35，间距@600，对拉片σ3×40，间距700mm
混凝土密度=24kN/m3，塌落度=150mm±30mm，浇灌速度：V=2.5m/h
温差：C=25℃
Ι级钢：HPB235：抗拉强度fy=210N/mm2，
荷载设计值：
⑴、砼的侧压力：
①、砼的侧压力标准值：F=0.22γ0t0β1β2V1/2
F:=新浇砼的最大侧压力（kN/m3）
γ0=砼的重力密度（kN/m3）
t0=新浇砼的初凝时间
V=浇筑速度：（m/h）=2.5m/h
H:=总高度=4.8m
β1:—外加剂影响修正系数=1.2
β2—砼塌落度影响的修正系数=1.15
F1=0.22×24000(kN/m3)×5×1.2×1.15×2.51/2
=57.6(kN/m3)
F2=γCH=24000(N/m3)×4.8=115.2kN/m3
取两者中较小值,即取F2=57.6kN/m3
②、砼侧压力的设计值:
F=F2×1.2×0.85=57.6×1.2×0.85
=58.75kN/m3
⑵、侧倒砼时产生的水平荷载:
4×1.4×0.85=4.76kN/m3
⑶、荷载组合:
F＇=58.75+4.76=63.51kN/m3
2、验算:
㈠、钢模板验算:
查表得:P3015钢模板(δ=2.5mm)
截面特征:IXY=26.97×104mm4 WXY=5.94×103mm3
q1=F＇×0.3/1000=63.5×0.3/1000=19.05N/mm(用于承载力验算)
q2=58.75×0.3/1000=17.63 N/mm (用于挠度验算)
⑵、抗弯强度验算:
M=q1m2/2=19.05×3502/2=116.7×104N.mm
σ=M/W=116.7×104/5.94×103=196.5＞215
安全.
⑶、挠度验算:
W=q2m(-l3+6m2l+3m3)/24EIxj=17.63×350×(-7003+6×3503×700+3×3503)/(24×2.06×105×26.97×104)=1.4mm＜1.5mm，
可用
内支撑验算:
P-223 2根Φ48×3.5钢管
I=2×14.81×104mm2 W=2×5.8×103mm3
q1=F’×0.6/1000=63.51×0.6/1000=38.11N/mm (用于计算承载力)
q2=F×.0.6/1000=58.75×0.6/1000=35.25N/mm (用于挠度验算)
抗弯强度验算:
取为三跨连续梁:
M=0.084q1l2=0.084×38.11×6002=11.5N/mm , σ=M/W=99.17＞215安全。扰度W=0.677×35.25×6004/(100×2.06×105×21.88×104) =0.7＜3mm，满足要求。
加对拉片,验算:
对拉片截面积A=120mm2
N=F’×0.6×0.7=63.51×0.6×0.7=26.7KN
抗拉应力:σ=N/A=26700/120=222.5＞170 (不可用)，对拉片间距改为@450,则N=F’×0.6×0.7=63.51×0.6×0.5=19.1KN
σ=N/A=19100/120=159.2＞170可用。
因此，在实际施工操作中使用以上两种方法，结合我们以往的施工经验，可以保证地下室墙模板支撑系统的安全和稳定性。
第 四 部 分 施 工 技 术 措 施
一、一般技术要求：
架体的整体稳定性对施工过程中的安全至关重要，因此本工程的模板支撑系统除了严格按照施工计算书所规定以外，还必须严格按照国家现行规范要求荷《高支模管理》规定。
⑴、搭设一般要求：
必须严格按照规范规定设置扫地杆、封口杆、中间水平拉杆，并应连续设置，形成水平封闭圈，以增强支撑的整体稳定性。
⑵、高支模大梁的梁下水平横杆、立杆必须严格按照本设计书的要求尺寸搭设，即，小横杆间距不大于600mm，立杆间距不大于700mm，水平横杆上下间距不大于1800mm；其余部位的大立杆之间的间距不得大于1000mm。
⑶、在支撑系统的外侧即周边连续设置剪刀撑，主梁支撑下部连续设置剪刀撑，对地倾斜角一般控制在45°左右。在垂直于主梁方向设置剪刀撑，具体部位在每个轴线的附近设置，一直由最底层向上设置，使整个支撑系统形成一个稳定的珩架系统。
⑷、浇筑砼前，再次将所有支撑架进行检查，重点检查扣件的紧固性，防止由于个别扣件滑丝而引起架体整体失稳。
⑸、模板支撑高度较大部分的砼浇筑必须在白天进行，并且随时观察支撑系统的稳定性。浇筑时，尽量控制混凝土泵管输送混凝土的位置，以免泵管在泵送时的冲击力对支撑系统产生不利的影响。
⑻、拆模时间必须严格控制在砼强度达到规范要求的强度，经现场施工单位申请，监理单位批准后进行。
其他注意事项：
特别检查梁边、柱梁接头等处模板缝隙不应大于3mm。如果使用复模板、竹胶合板，应在浇灌混凝土前24小时内充分给木板浇水，让木板吸水膨胀减少缝隙，并且减少木板吸收混凝土水分，防止混凝土与木板粘连。如果重复使用模板或者模板表面粗糙，应涂刷混凝土模板隔离剂，以便模板的拆除，保护混凝土表面不至于损伤。
浇灌混凝土前应仔细清除模板内的杂物。
模板安装和预埋件、预留孔洞的允许偏差规定如下：

二 、支撑的拆除规定
对于一般构件，当本层正在施工时，下层模板支撑不得拆除，再下一层模板应保留梁底支撑和部分板支撑。如果结构承受的施工荷载超过结构设计规定荷载时，其下的支撑不得拆除。除此之外尚应遵守以下规定：
模板拆除前必须先填报《模板拆除申请表》，拆除模板时间应由工长决定，报现场监理工程师批准后方可实施。
拆除一般梁支撑时，应先拆中间后拆两端；悬臂梁应先拆端部后拆根部；防止梁闪裂。
侧模，在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板面受损坏后，方可拆除；
各部分模板拆除应混凝土达到规范规定的强度方可先后进行。