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6层办公楼模板设计方案

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山西省新店劳教所备勤楼
模 板 设 计

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山西第四建筑有限公司新店劳教所项目部
二O一一年10月
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目 录
1 工程概况
2 主要构件模板设计
3 模板设计及验算
4 模板安装与拆除时的技术安全措施

1 工程概况
本工程为山西省太原新店劳教所备勤楼，该工程位于太原市北郊，新店劳教所在其管辖区的厂区公路之东，监区大门东北。备勤楼总建筑面积4861.65㎡，地上5层，一层层高为3.9m，二至五层层高为3.6m，室内外高差为1.05m，建筑总高度23.35m。
2 主要构件模板设计
承台、框架柱、楼板、连梁、剪力墙全部采用木胶板。
模板支撑体系采用钢管扣件架。
顶板支撑采用钢管脚手架，立杆间距为1000mm，步距为1500mm，龙骨采用2根型号38mm×88mm方木并排支撑，间距为1000mm，次龙骨采用38×88方木支撑，间距为200mm。
框架梁采用木胶板支设，38mm×88mm方木做内龙骨，底部间距为150mm，小横杆采用φ48×3.5mm钢管，间距为400mm，大横杆采用φ48×3.5mm，在梁底两边沿梁长支设。侧面采用38mm×88mm方木做内龙骨支撑，间距为200mm，主龙骨采用38mm×88mm钢管，间距为400mm。梁底立杆间距为800mm。
框架柱采用木胶板支设，38mm×88mm方木做龙骨，竖向支撑，间距为150mm，柱箍采用两根φ48×3.5mm钢管，水平方向支撑，间距为500mm，两侧用M16对拉螺栓加固。
剪力墙采用木胶板支设，38mm×88mm方木做次龙骨，水平方向支撑，间距为150mm，外龙骨采用2根φ48×3.5mm钢管并排竖向支撑，间距为400mm。采用M16对拉螺栓加固，水平间距为400mm。
承台采用木胶板支设，38mm×88mm方木做次龙骨，水平方向支撑，间距为200mm，竖向采用2根φ48×3.5mm钢管并排支撑。
3 模板设计及验算
3.1 顶板模板设计
3.1.1 顶板模板安装
顶板支撑采用扣件式钢管脚手架，1—5层立杆间距1000㎜，水平杆步距为1500㎜，立杆上下均加可升降顶托。顶托上并排布置2根38㎜×88㎜作为主龙骨，间距1000㎜，主龙骨上布置38㎜×88㎜次龙骨，间距200mm，搭设计方法见下图：

竹胶板顶板模板支设图
3.1.2 承载力验算
（1）木胶板承载力验算
竹胶板厚度为15mm，弯曲设计强度fm=13N/mm2，弹性模量E=9000N/ mm4。
a 承载力计算
板宽取1m，混凝土楼板厚130mm。

荷载标准值（kN/㎡）
荷载分项系数
设计荷载值（kN/m2）
模板自重
8×0.01
1.2
0.096
新浇混凝土自重
24×0.13
1.2
3.744
钢筋自重
1.1×0.13
1.2
0.1716
小计
3.343

4.0116
施工人员及设备荷载
2.5
1.4
3.5
合计

7.5116
1） 抗弯承载力验算：
q=7.5116×1×0.9=6.76kN／m
次龙骨间距为200mm，按等跨多跨连续梁，取四跨计算。
查表得：kM=-0.107、kV=0.607、kω=0.632。
M= kMql2=-0.107×6.76×0.22=-0.029kN·m=-0.029×106N·mm
W=bh2/6=1000×102/6=16667mm3
σm=M/W=1.73N/mm2＜fm=13N/mm2（满足要求）
2）挠度验算：
q'=3.343×1=3.343kN／m
I=bh3/12=1000×153/12=28.125×104mm4
ω= kωq/l4/100EI=（0.632×3.343×2004）/（100×9000×28.125×104）=0.013mm＜[ω]= l/250=200/250=0.8mm（满足要求）。
b 次龙骨验算
主龙骨间距为1m，可以近似考虑为三等跨连续梁。
模板传给次龙骨的力：　　 　 7.5116×0.2=1.502kN／m
次龙骨自重： 7×0.088×0.035×1.2=0.028kN／m
　合计：　　　　 　　　　　　　　　　　 1.528kN／m
q=1.528×0.9=1.3752kN／m
q'=（3.343+0.028）×0.2=0.6742kN／m
1）抗弯承载力验算：
查表得：kM=-0.1、kV=0.6、kω=0.677。
M= kMql2=-0.1×1.3752×12=-0.138kN·m=-0.138×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=2.81N/mm2＜fm=13N/mm2（满足要求）
2）挠度验算：
I=bh3/12=38×883/12=2.16×106mm4
ω= kωq/l4/100EI=（0.677×0.6742×10004）/（100×9000×2.16×106）=0.23mm＜[ω]= l/500=1000/500=2mm（满足要求）。
c 主龙骨验算
支柱间距为1m，可以近似考虑为三等跨连续梁。
次龙骨传给主龙骨的力可近似考虑为均布荷载：
q=｛7.5116 kN／m2×1m+（0.028kN／m）/0.2｝×0.9=6.886 kN／m
q'=3.343 kN／m2×1m+（0.028kN／m）/0.2=3.483 kN／m
1）抗弯承载力验算：
查表得：kM=-0.1、kV=0.6、kω=0.677。
M= kMql2=-0.1×6.886×12=-0.689kN·m=-0.689×106N·mm
W=bh2/6=76×882/6=98091mm3
σm=M/W=7.02N/mm2＜fm=13N/mm2（满足要求）
2）挠度验算：
I=bh3/12=76×883/12=4.32×106mm4
ω= kωq/l4/100EI=（0.677×3.483×10004）/（100×9000×4.32×106）=0.61mm＜[ω]= l/500=1000/500=2mm（满足要求）。
d 钢管支柱验算：
横杆步距按1500mm验算。
支架荷载：N=6.886 kN／m×1m=6.886kN
查表得：Φ48×3.5钢管，i=15.8mm
立杆计算长度：
l0=KμH=1.155×1×1500=1732.5mm
λ= l0/i=1732.5/15.8=109.65
查表知：φ=0.516
σ=N/（φA）=6.886×103/（0.516×489）=27.3 N/mm2＜fm=205N/mm2（满足要求）。
3.2 柱模板设计
3.2.1 柱模板安装
框架柱最大截面为600㎜×600㎜，模板采用木胶板，如下图：
柱 模 平 面 图

柱 模 立 面 图

3.2.2 承载力验算
（1）荷载计算
1）新浇混凝土对模板的侧压力为：
F=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2
=0.22×24×4×1.2×1.15×41/2
=58.29 kN／m2
F= rcH=24×6.3=151.2 kN／m2
取较小值F=58.29 kN／m2
2）倾倒混凝土时产生的水平荷载为4 kN／m2
3）总侧压力为58.29 kN／m2×1.2+4 kN／m2×1.4=75.548kN／m2
（2）竹胶板承载力验算
1）强度验算
取1m长竹胶板，则
q=75.548×1×0.9=67.99kN／m
龙骨间距为150㎜，按四等跨连续梁计算。
查表得kM=-0.107、kV=0.607、kω=0.632。
M= kMql2=-0.107×67.99×0.152=-0.14kN·m=-0.14×106N·mm
W=bh2/6=1500×102/6=25000mm3
σm=M/W=5.6N/mm2＜fm=13N/mm2（满足要求）
2）挠度验算：
q'=58.29×1=58.29kN／m
I=bh3/12=1500×103/12=12.5×104mm4
ω= kωq/l4/100EI=（0.632×58.29×1504）/（100×9000×12.5×104）=0.16mm＜[ω]= l/250=150/250=0.6mm（满足要求）。
（3）龙骨承载力验算
1）强度验算
模板传给龙骨的力为
q=75.548×0.9×0.15=10.2kN／m
q'=58.29×0.15=8.74kN／m
柱箍间距为500㎜，按四等跨连续梁计算。
查表得kM=-0.107、kV=0.607、kω=0.632。
M= kMql2=-0.107×10.2×0.52=-0.273kN·m=-0.273×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=5.57N/mm2＜fm=13N/mm2（满足要求）
2）挠度验算：
I=bh3/12=38×883/12=2.158×106mm4
ω= kωq/l4/100EI=（0.632×8.74×5004）/（100×9000×2.158×106）=0.20mm＜[ω]= l/500=500/500=1mm（满足要求）。
（4）柱箍承载力验算
1）强度验算
龙骨传给柱箍的力为：q=75.548×0.9×0.5=34kN／m
则M=（ql2）/8=34×0.62/8=1.53 kN·m=1.53×106N·mm
柱箍采用2根Φ48×3.5钢管，查表得W=5.08×103mm3
σm=M/W=1.53×106N·mm /（5.08×103mm3×2）=150 N/mm2＜fm=205N/mm2（不能满足要求）
2）挠度验算
查表得i=2.06×105mm4
ω= 5q/l4/384EI=5×71.548×6004/384×2×14.81×104×2.06×105=1.979mm＜[ω]= l/250=600/250=2.4mm
（3）对拉螺栓承载力验算
柱箍传给对拉螺栓的力为：
F=0.9×75.548×0.5×0.6/2=20KN
M16对拉螺栓最大容许拉力值: [N] = 24.480KN
F<[N]（满足要求）。
3.3 梁模板承载力验算
3.3.1 梁模板支设方案
梁模板采用木胶板支设，木龙骨和钢管支撑，以300×700截面梁为例，支设方法见下图：

3.3.2 梁模板承载力验算
（1）底模验算
1）竹胶板承载力验算
a 强度验算
荷载计算如下表：

荷载标准值（kN/㎡）
荷载分项系数
设计荷载值（kN/m2）
模板自重
8×0.01
1.2
0.096
新浇混凝土自重
24×0. 7
1.2
20.16
钢筋自重
1.5×0.7
1.2
1.26
小计
17.93

21.516
振捣混凝土荷载
2
1.4
2.8
合计

24.316
底模下方木间距为150mm，取1m长竹胶板计算，则：q=24.316kN/㎡×1m×0.9= 21.88kN/m
则M=1/8 ql2=0.125×16.38×0.152=0.0615 kN·m=61.5×103N·mm
W=bh2/6=1500×102/6=25000mm3
σm=M/W=3.69N/mm2＜fm=15N/mm2（满足要求）
b 挠度验算：
q'=17.93×1=17.93kN／m
I=bh3/12=1500×103/12=1.25×105mm4
ω= 5q/l4/384EI=（5×17.93×1504）/（384×9000×1.25×105）=0.11mm＜[ω]= l/250=150/250=0.6mm（满足要求）。
2）龙骨验算
梁底模下横杆间距为400mm，按等跨多跨连续梁，取四跨计算。
查表得：kM=-0.107、kV=0.607、kω=0.632。
竹胶板传给龙骨的力为：
q=24.316 kN/㎡×0.15m×0.9= 3.282kN/m
q'=17.93×0.15=2.6895kN／m
a 强度验算
M= kMql2=-0.107×3.282×0.42=-0.056kN·m=-0.056×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=1.14N/mm2＜fm=13N/mm2（满足要求）
b 挠度验算：
I=bh3/12=38×883/12=2.16×106mm4
ω= kωq/l4/100EI=（0.632×2.6895×5004）/（100×9000×2.16×106）=0.055mm＜[ω]= l/500=400/500=0.8mm（满足要求）。
3）小横杆验算
a 强度验算
按集中荷载考虑：M=（1/8）×Pl（2－b/l）
P=24.316 kN/㎡×0.3m×0.7m= 5.106kN
M=0.125×5.106kN×0.7×｛2-（0.3/0.7）｝=0.9637kN·m=0.9637×106N·mm
σm=M/W=0.9637×106N·mm /（5.08×103mm3）=163.4N/mm2＜fm=205N/mm2（可以满足要求）
b 挠度验算
P/=17.93kN/㎡×0.3m×0.7m= 3.7653kN
ω= P/l3/48EI=3.7653×103×7003/（48×2.06×105×12.19×104）=1.60mm＜l/250=500/250=2mm（满足要求）。
4）大横杆验算：
按连续梁计算，小横杆传到大横杆上的集中荷载转化为均布荷载。
q=24.316×0.5+0.078=12.236KN/m
q/=17.93×0.5+0.078=9.043KN/m
a 强度验算
M=ql2/10=0.1×12.236×0.82=0.783KN·m=0.783×106N·mm
σm=M/W=0.783×106/5.08×103=154.134N/mm2<[fm]=205 N/mm2
b 挠度验算
ω= q/l4/150EI=0.98mm＜l/250=800/250=3.2mm（满足要求）
5）立杆验算
P =24.316 kN/㎡×0.3m×8m÷2= 2.92kN。
同时支撑梁与顶模的立杆强度验算：
σm=M/W=（7.49+2.92）×103/（0.516×489）=50.33N/mm2＜fm=205N/mm2（满足要求）
（2）侧模验算

荷载标准值（kN/㎡）
荷载分项系数
设计荷载值（kN/m2）
振捣混凝土荷载
4
1.4
5.6
新浇混凝土侧压力
24×0.7
1.2
20.16
合计

25.76
侧模板高400mm，设5道龙骨，间距为200mm。
1）木胶板承载力验算
a 强度计算
侧模次龙骨间距为200mm，按分布荷载下的多跨连续梁验算，取4跨验算，查表得：KM=-0.107，KW=0.632
取1m长竹胶板计算，则：
q=25.76×1×0.9KN/m=23.184 KN/m
M=KMql2=-0.107×23.184×0.22=99.23×103N·mm
W=bh2/6=1500×102/6=25000mm3
σm=M/W=3.97 N/mm2＜fm=13 N/mm2(满足要求)
b 挠度验算：
q/=20.16×1=20.16KN/m
i=bh3/12=1000×153/12=2.813×105mm4
ω= Kwq/l4/100EI=0.632×20.16×2004/100×9000×2.813×105=0.08mm＜l/250=4mm(满足要求)
2）次龙骨验算：
次龙骨间距为200mm，则：
q=25.76×0.2×0.9KN/m=4.6368KN/m
q/=20.16×0.2 KN/m =4.032KN/m
a 强度计算
主龙骨间距为800mm，按3跨连续梁计算，查表得：
Km=-0.1，KV=0.6，KW=0.677
M=Kmql2=-0.1×4.6368×0.82KN·m=-0.297×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045.3mm3
σm=M/W=6.1N/mm2<fm=13 N/mm2(满足要求)
b 挠度计算
i=bh3/12=38×883/12=2.158×106mm4
ω= Kwq/l4/100EI=0.677×4.032×8004/100×9000×2.158×106=0.58mm<l/500=800/500=1.6mm(满足要求)
3）主龙骨验算：
按集中荷载验算：
a 强度验算
M=PL（2－b/l）/8
P=25.76×0.4×0.7=7.2128KN
M=0.125×7.2128×0.7×（2－0.4/0.8）=0.94KN·m=0.94×106N·mm
σm=M/W=185N/mm2<205N/mm2（满足要求）
b 挠度验算
P/=20.16KN/m2×0.4×0.7=5.6448KN
ω= P/l3/48EI=1.61mm<l/250=400/250=1.6mm（满足要求）
3.4 墙模板承载力验算
3.4.1 墙模板支设方案
墙模板采用15mm厚木胶板支设，木龙骨和钢管支撑，对拉螺栓加固。木龙骨间距为150mm，钢管间距为400mm，对拉螺栓水平间距为400mm。支设方法见下图：

剪力墙支模侧面图1

3.4.2 承载力计算
（1）荷载计算
新浇混凝土对模板的侧压力为：
1）新浇混凝土对模板的侧压力为：
F=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2
=0.22×24×5.71×1.2×1×41/2
=72.4kN／m2
F= rcH=24×6.3=151.2 kN／m2
取较小值F=72.4 kN／m2
2）振捣混凝土时产生的水平荷载为4 kN／m2
荷载计算如下表：

荷载标准值（kN/㎡）
荷载分项系数
设计荷载值（kN/m2）
振捣混凝土荷载
4
1.4
5.6
新浇混凝土侧压力
72.4
1.2
86.88
合计

92.94
（2）木胶板承载力验算
取1m长模板，次龙骨间距为150mm，按四跨连续梁计算，查表得：
Km=-0.107，Kw=0.632
1）强度验算
q=92.94×0.9=83.646KN/m
M=Kmql2=-0.107×83.646×0.152=-0.20×106N·mm
W=bh2/6=1000×152/6=23750mm3
σm=M/W=8.4N/mm2<13N/mm2（满足要求）
2）挠度验算
q/=86.88KN/m2×0.9=78.192KN
I=bh3/12=8.33×104mm2
ω= Kwq/l4/100EI=0.33mm<l/250=150/250=0.6mm.（满足要求）
（3）次龙骨承载力验算
主龙骨间距为400mm，按四跨连续梁验算，查表得：
Km=-0.107，Kw=0.632
1）强度验算
q=92.94×0.9×0.15=12.55KN/m
M=Kmql2=-0.107×12.55×0.42=-0.215×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045mm3
σm=M/W=4.38N/mm2<13N/mm2（满足要求）
2）挠度验算
q/=86.88KN/m2×0.9×0.15=11.7288KN/m
I=bh3/12=38×883/12=2.16×104mm2
ω= Kwq/l4/100EI=0.1mm<l/250=400/250=0.9mm.（满足要求）
（4）主龙骨承载力验算
1）强度验算
对拉螺栓间距为400mm，按集中荷载下的多跨连续梁验算，取四跨验算，查表得：
Km=-0.286，Kw=1.764
次龙骨传给外龙骨的力为：
q=92.94×0.9×0.4=33.4584KN/m
集中力F=33.4584×0.15=5.02KN
M=FL=5.02×0.4=2KN·m=2×106N·mm
W=5.08×103×2=1.016×104mm3
σm=M/W=200N/mm2<205N/mm2（满足要求）
2）挠度验算
q/=86.88KN/m2×0.9×0.4=31.2768KN/m
F/=31.2678×0.15=4.69KN
查表得两根φ48钢管I=2×14.81×104=2.962×105mm2
ω= KwF/l3/100EI=0.08mm<l/250=400/250=0.9mm.（满足要求）
（5）对拉螺栓验算
每个螺栓的拉力为N=83.232×0.4×0.4=13.32KN
M16对拉螺栓的最大允许拉力[N]=24KN
N<[N](满足要求)
3.5承台及地连梁模板验算
承台模板采用15mm厚木胶板支设，木龙骨水平支撑和双钢管竖向支撑。木龙骨间距为2000mm，钢管间距为500mm。
（1）荷载计算
新浇混凝土对模板的侧压力为：
1）新浇混凝土对模板的侧压力为：
F=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2
=0.22×24×5.71×1.2×1×41/2
=72.4kN／m2
F= rcH=24×1=24 kN／m2
取较小值F=24kN／m2
2）振捣混凝土时产生的水平荷载为4 kN／m2
荷载计算如下表：

荷载标准值（kN/㎡）
荷载分项系数
设计荷载值（kN/m2）
振捣混凝土荷载
4
1.4
5.6
新浇混凝土侧压力
24
1.2
28.8
合计

34.4
（2）木胶板承载力验算
取1m长模板，次龙骨间距为200mm，按四跨连续梁验算，查表得：
Km=-0.107，Kw=0.632
1）强度验算
q=34.4×1×0.9=30.96KN/m
M=Kmql2=-0.107×30.96×0.22=-0.13×106N·mm
W=bh2/6=1000×152/6=23750mm3
σm=M/W=5.47N/mm2<13N/mm2（满足要求）
2）挠度验算
q/=24KN/m2×1=24KN/m
I=bh3/12=28.1×104mm2
ω= Kwq/l4/100EI=0.24mm<l/250=200/250=0.8mm.（满足要求）
（3）次龙骨承载力验算
主龙骨间距为500mm，按四跨连续梁验算，查表得：
Km=-0.107，Kw=0.632
1）强度验算
q=30.96×0.9×0.2=5.5728KN/m
M=Kmql2=-0.107×5.5728×0.52=-0.15×106N·mm
W=bh2/6=38×882/6=49045mm3
σm=M/W=3.06N/mm2<13N/mm2（满足要求）
2）挠度验算
q/=24KN/m2×0.2=4.8KN/m
I=bh3/12=38×883/12=2.16×104mm2
ω= Kwq/l4/100EI=0.1mm<l/500=500/500=1mm.（满足要求）
（4）主龙骨承载力验算
次龙骨传递给主龙骨的荷载为：
q=34.4×0.9×0.5=15.48KN/m
q/=24×0.5=12KN/m
1）强度验算
M=ql2/8=15.48×1/8=1.935×106N·mm
σm=M/W=190.5KN·mm<fm=205N/mm2(满足要求)
2）挠度验算
ω=5q/l4/384EI=2.56mm<l/250=1000/250=4mm(满足要求)
4 模板安装与拆除时的技术安全措施
4.1 模板安装
4.1.1 安装现浇结构的上层模板及其支架时，下层楼板应具有承受上层荷载的承载能力，或加设支架；上、下层支架的立柱应对准，并铺设垫板。上层砼未达到拆除强度时，下层板支撑不得拆除。
4.1.2 跨度大于4m的现浇混凝土板的模应起拱，起拱高度为跨度的1/1000~3/1000。
4.1.3 模板安装和浇筑混凝土时，应对模板及其支架进行观察和维护。发生异常现象时应及时处理。
4.1.4 脚手架搭设完成后方可安装模板，模板安装要严格按方案执行，不得随意变动，支顶必须牢固。
4.1.5 柱子模板安装后要及时沿横向和纵向加设水平支撑和垂直剪刀撑。
4.2 模板拆除
4.2.1 模板拆除前，要试压混凝土同条件养护试块，达到拆模要求强度后方可拆模。悬挑梁应在强度达到100%时方可拆除。梁板拆模后，应在下部设立杆做临时支撑。模板拆除顺序应合理，严格按先支后拆，后支先拆。
4.2.2 工作前要检查所使用的工具是否牢固，搬手等工具要用绳链系挂在身上，工作时思想要集中，防止钉子扎脚和从空中坠落。
4.2.3 遇六级以上大风时应停止作业，有雨水时要先清扫施工现场，不滑时再进行工作。
4.2.4 拆模时尽可能使用长撬杠，严禁操作人员站在正拆除的模板上下。
4.2.5 已拆除的模板、架杆等材料要及时运走或分类堆放，以免操作人员扶空、踏空而坠落，楼板上的预留洞应在拆模后盖严并固定牢固。
4.2.6 拆模间歇时，要将已松动的模板、支撑等固定牢固，以防突然掉落、倒塌伤人。
4.2.7 严禁在同一垂直面上同时作业。模板拆除时要逐块拆除，不得成片松动、撬落或拉倒。
4.2.8 拆模时，操作人员应站在安全地方，防止自由落下的模板伤人，现场操作人员必须戴安全帽，高空作业人员，必须系好安全带。