任务2.4 模板设计

2.4.1 设计的内容

模板设计的内容，主要包括模板和支撑系统的选型；支撑结构和模板的配置；计算简图的确定；模板结构强度、刚度、稳定性验算；附墙柱、梁柱接头等细部节点设计和绘制模板施工图等。各项设计内容的详尽程度，根据工程的具体情况和施工条件确定。

2.4.2 设计的主要原则与步骤

2.4.2.1 设计原则

(1)保证构件的形状尺寸及相互位置的正确。

(2)模板有足够的强度、刚度和稳定性，能承受新浇混凝土的重力、侧压力及各种施工荷载，变形不大于2mm。

(3)构造简单、装拆方便，不妨碍钢筋绑扎、不漏浆。配制的模板应使其规格和块数最少、镶拼量最少。

(4)对拉螺栓和扣件根据计算配置,减少模板的开孔。

(5)支架系统应有足够的强度和稳定性。

2.4.2.2 设计步骤

(1)划分施工段，确定流水作业顺序和流水工期，明确配置模板的数量。

(2)确定模板的组装方法及支架搭设方法。

(3)按配模数量进行模板组配设计。

(4)进行夹箍和支撑件的设计计算和选配工作。

(5)明确支撑系统的布置、连接和固定方法。

(6)确定预埋件、管线的固定及埋设方法，预留孔洞的处理方法。

(7)将所需模板、连接件、支撑及架设工具等统计列表，以便于备料。

2.4.3 模板结构设计的基本内容

梁、板等水平构件的底模板以及支架所受的荷载作用，一般为重力荷载；墙、柱等竖向构件的模板及其支架所受的荷载作用，一般为侧向压力荷载。荷载的物理数值称为荷载标准值，考虑到模板材料差异和荷载分布的不均匀性等不利因素的影响，将荷载标准值乘以相应的荷载分项系数，即荷载设计值。

2.4.3.1 模板及其支架标准值

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，对肋型楼板或无梁楼板的荷载可参考表2.7。

2.4.3.2 新浇混凝土自重标准值

普通混凝土可采用24kN/m³，其他混凝土根据实际湿密度确定。

2.4.3.3 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米钢筋混凝土的钢筋重量为楼板1.1kN，梁1.5kN。

2.4.3.4 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较大值。

(2)计算直接支承小楞结构构件时，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。

(4)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。

(5)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，可按下面两个公式计算，并取较小值。

式中 F——现浇混凝土的最大侧压力，kN/m²；

γ_c——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；

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1.0，11～15cm时取1.15。

(6)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2.8。

（7）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。其标准值按下式计算。

W_k=0.8β_zμ_sμ_zω₀

式中 W_k——风荷载标准值，kN/m²；

β_z——高度z处的风振系数；

μ_s——风荷载体型系数；

μ_z——风压高度变化系数；

ω₀——基本风压，kN/m²。

β_z、μ_s、μ_z、ω₀的取值均按《建筑结构荷载规范》（GB 50009—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2.9。

计算模板及支架的荷载效应组合见表2.10。

为了便于计算，模板结构设计计算时可做适当简化，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：

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、拟定制作安装和拆除方案、绘制模板图等。

【项目实训】

编制阶形独立基础模板施工方案

1.实训目的

（1）熟悉基础模板安装的安全技术要求，能正确准备、使用劳动防护用品。

（2）能计算材料及工具的用量，编制材料需用量计划，正确进行模板材料、工具安装、施工场地的准备工作。

（3）熟悉基础模板的基本组成与构造，掌握基础模板的安装和拆除施工工艺。

（4）掌握模板工程的质量通病，能分析原因并提出相应的防治措施和解决办法；熟悉模板工程检查验收内容，能按照相关质量标准进行自检和互检。

2.实训内容

阶形独立基础模板施工，并编制阶形独立基础模板施工方案。

3.技术要求

3.1 主要材料及机具

（1）主要材料：1830mm×915mm×18mm覆面木胶合板；厚度不小于25mm的松木板；2000mm×50mm×100mm的松枋；φ48×3.5钢管及扣件；锁紧扣等。

(2)机具：撬棍、扳手、水平尺、靠尺、钢卷尺、拖线板、墨斗、大锤等。

3.2 操作工艺

（1）工艺流程：弹线→侧板拼装→组拼各阶模板→涂刷隔离剂→下阶模板安装→上阶模板安装→浇筑混凝土→模板拆除。

（2）施工要点：

1）在基坑底垫层上弹出基础中线。

2）把截好尺寸的木板加钉木档拼成侧板，在侧板内表面弹出中线，再将各阶的4块侧板组拼成方框，并校正尺寸及角部方正。

3）安装时，先把下阶模板放在基坑底，两者中线互相对准，用水平校正其标高；在模板周围钉上木桩，用平撑与斜撑支撑顶牢；然后把上阶模板放在下阶模板上，两者中线互相对准，并用斜撑与平撑加以钉牢。

4）模板拆除时，先拆除斜撑与平撑，然后用撬杠、钉锤等工具拆下4块侧板。

3.3 安全措施

（1）作业人员必须戴好安全帽，高处作业人员必须系好安全带且做到高挂低用。

（2）作业前检查所使用的工具是否牢固，工具在不使用的时候应及时放入工具袋内。

（3）二人抬运模板时，应相互配合协同工作，传递模板、工具等时应用运输工具传递，不得乱抛。

（4）在拆模板时，拆除现场应标出作业禁区，有专人指挥，作业区内禁止非工作人员入内。

（5）拆模间隙时应将已松动的模板、拉杆支撑等固定牢固以防其突然掉落伤人。

（6）模板必须一次性拆清，不得留有无支撑模板；已拆除的模板、拉杆支撑等应及时运到指定地点并堆放整齐。

4.考核评价

现浇独立基础模板安装的允许偏差及检验方法见表2.11。

【项目典型案例应用】

希望·未来城二标段工程模板支撑专项施工方案

1.工程概况

本工程为某房地产开发有限公司建设的希望·未来城（一期）二标段工程，建筑地点位于成都市金堂县。由两栋28层，三栋4层，一栋14层，两层地下室组成。总建筑面积约126204.7m²，包括地下室建筑面积约为44411m²。

2.支模设计方案

2.1 模板及支撑架的材料选择

本工程模板支撑系统采用φ48×2.8钢管及扣件、12mm厚胶合板、50mm×100mm支承木方、梁板竖向支撑顶部可调支托、立杆基础垫板等。

2.2 模板支撑系统的设计方案

（1）楼层施工时，支模部位支撑体系同步一起搭设，但在具备拆除条件前不得随意拆除，并与已浇筑结构可靠连接顶紧。

（2）支撑立杆基础应具有足够的承载力。

（3）梁、板支撑立杆布置基本方案如下。

梁侧模板主楞采用φ48×2.8钢管，次楞采用50mm×80mm木方，面板采用12mm厚木胶合板；梁底纵向支撑采用50mm×100mm木方，小横杆采用φ48×2.8钢管；梁两侧立杆距梁侧面距离均为250mm,梁下均增加一根立杆支撑，两侧立杆及梁下立杆纵向间距分别为400mm、800mm。

现浇板模板支撑采用钢管扣件支撑系统，50mm×100mm木方支承12mm厚木胶合板，φ48×2.8钢管支承木方；板下支撑立杆纵横间距800mm。

梁、板竖向支撑顶部均采用可调支托。

（4）梁侧模板均设置对拉螺栓，做法详见设计图中的结构设计说明。

（5）水平拉杆布置。钢管支撑架水平拉杆步距不超过1.5m，在每一步距处纵横向应各设一道水平拉杆。在立柱底距地面200mm高处，沿纵横水平方向应按纵下横上的程序设扫地杆。本工程局部层高在3～7m，最顶步距两水平拉杆中间加设一道水平拉杆。可调支托底部的立杆顶端沿纵横向设置一道水平拉杆。

（6）剪刀撑设置。本工程高支模剪刀撑设置方案为：立杆支撑四周设竖向连续式剪刀撑，中部纵横每隔10m设竖向连续式剪刀撑，其顶部、底部各设一道水平剪刀撑；每梁下增加的立杆设竖向连续式剪刀撑。

(7)水平安全设施设置。为保证施工安全，支模部位按脚手架搭设要求每隔两步满铺竹笆，形成水平操作层，同时做防跌层。

3.支模安装

3.1 支撑架搭设

支撑搭设前，工程技术负责人应按本施工方案要求向施工管理人员及工人班组进行详细安全技术交底，并签字确认。对钢管、配件进行检查和验收，严禁使用不合格的钢管及配件。工作面清理干净，不得有杂物。水平杆与立杆扣接牢固，纵横扫地杆离地面高度不大于200mm。立杆支撑四周设竖向连续式剪刀撑，竖向连续式剪刀撑的顶部、中部及底部各设一道水平剪刀撑。脚手架立杆的垂直度控制应注意立杆的全部绝对偏差≤50mm，在脚手架高度段H内，立杆偏差的相对值小于H/600。水平杆及剪刀撑的接长应采用两个扣件搭接，搭接长度不少于500mm，水平杆的搭接应交错布置，两根相邻水平杆的接头不宜设在同步同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向的错开距离大于500mm，各接头中心至近主节点的距离不宜大于跨段的1/3。立杆上的对接扣件应交错布置。两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。

立杆、可调托座应根据支撑高度设置，并不超出200mm。

立杆、水平杆及剪刀撑的布置应严格按要求布置。

模板承重架应与已浇筑的混凝土墙或柱做顶紧及拉结，增强整体稳定性。

模板支架搭设完成后，必须先自检，再通知项目部相关人员检查合格后，经过监理、质监站验收通过后，方可投入使用。

3.2 模板设计

（1）承台、地梁砖胎模。基础承台、地梁及集水井侧模采用砖胎模，下翻1m以内砖胎模厚度为240mm，下翻0.5m以内砖胎模厚度为120mm，M10水泥砂浆砌筑，1∶3水泥砂浆抹灰。

（2）柱模板。矩形柱的模板由四面侧板、木档、钢围楞、支撑组成，构造作法为：四面侧模都采用纵向模板且用纵向木档加固，柱顶与梁交接处要留出缺口，缺口尺寸即为梁的高及宽（梁高以扣除平板厚度计算），并在缺口两侧及口底钉上衬口档，衬口档离缺口边的距离即为梁侧模板及梁底模板的厚度。本工程柱截面最大为700mm×1400mm，柱箍采用2φ48钢管，用扣件紧固加固，中间增加φ14的螺杆一道。柱模之间用水平纵、横向支撑相互拉接牢固。

（3）梁模板。梁模板主要由侧板、底板、立档、小楞、大楞、支撑等组成。侧板和底板均加木档拼制成整块模板，梁模两侧板下方用铁卡钩夹木，内撑混凝土定尺撑块将梁侧板与底板夹紧，并钉牢在大楞上。次梁模板还应根据支设楼板模板的搁栅标高，在两侧板外面钉上托木（横档）。主梁与次梁交接处，应在主梁侧板上根据次梁截面尺寸留缺口，并钉上衬口档，次梁的侧板和底板钉在衬口档的上面。梁模板的支撑系统由钢管扣件组成。立柱底部应在底板上加垫垫板，用木楔调整标高，顶撑间距不大于800mm，各顶撑之间设水平纵、横向牵杠，以保持顶撑立柱的稳固与刚度。次梁模板的安装要待主梁模板安装并校正后才能进行，梁模板安装后，要拉中线进行校正检查，复核各梁模中心位置是否对正。待平板模板安装后，检查并调整标高，将木楔钉牢在木垫板上。梁跨在4m或4m以上，梁模跨中要起拱，起拱高度为梁跨长度的1‰～3‰，悬臂梁按悬臂长度的1/200起拱，拱高不小于20mm。

（4）墙模板。混凝土墙体的模板主要由侧板、立档、内钢楞、外钢楞、支撑和混凝土定尺撑块等组成。侧板采用九夹板横拼，预先与立档钉成整体，板块高度至板底，木档间距不大于300mm（九夹板拼接处必设）。内、外钢楞采用一横二竖φ48钢管，横钢楞间距为300mm，直钢楞间距为500mm；对拉螺杆为φ12,纵距600mm，横距500mm；支撑采用扣件式钢管，与梁板柱模板支撑连成一体。混凝土墙体模板安装时，根据边线先立内侧模，临时用支撑固定，用线锤校正模板的垂直度，然后用斜撑、平撑固定。待钢筋绑扎后，校正固定另一面模板，并支设两面模板内、外钢楞，固定对拉螺杆。

3.3 模板安装

（1）剪力墙模板的安装。墙根部支设模板的部位预先用水泥砂浆找平，并弹出模板就位线和20cm控制线。把预先拼装好的一侧模板，背面钉50mm×100mm的方木做竖向龙骨，方木间距为200mm，按位置线就位，先靠在墙钢筋上并做临时固定。按螺栓双向间距400mm在模板上打孔，然后插入M12穿墙螺栓和混凝土支撑，混凝土支撑为30mm×30mm×墙厚，支撑用铁丝拴在模板上，以便浇混凝土时振捣后随时取出。清扫墙内杂物，再安装另一侧模板，两边安装好水平钢管龙骨后拧紧穿墙螺栓。调整垂直度使符合要求，加设斜撑和拉杆。模板底用砂浆封堵防止漏浆，模板接缝加设2mm厚的海绵条挤严。模板安装校正完毕，检查一遍扣件、螺栓是否紧固，模板拼缝及底边是否严密，门洞口的模板支撑是否牢靠等，办完预检手续。

（2）梁、板模板安装。先搭设满堂脚手架，采用φ48×3.5的普通钢管，立杆长度为3.6m，立杆间距为1.0m×1.0m，根据房间开间和进深尺寸进行均分调整，间距最大不得大于1.2m。梁两侧立杆间距为1.5m，梁下加顶撑，间距1.5m,水平杆步距由下至上为0.3m,1.5m，1.5m,1.4m,1.3m。

梁模板由两侧板加底板组成，采取侧模包底模的支法。模板安装前，首先确定梁底的位置，根据设计标高搭设梁底和板底水平杆，梁底平铺3根50mm×100mm方木，方木上面铺设木胶板，宽度等于梁宽。梁底拉线找直找平，并按设计要求和规范规定起拱。底模铺设完，安装梁侧模。梁侧模高度=梁高-（楼板厚+楼板底模厚），侧模立好后在梁侧模外安装外竖楞，用一道水平钢管联合外竖楞并附以斜撑作为支撑。

楼板模板从一侧开始铺设，板底方木间距200mm侧放，每两块模板接缝下垫2根方木上下平放，木胶板与板底方木钉牢。模板四面刨光使拼缝结合严密。

3.4 满堂支撑架搭设及使用要求

搭设及拆除过程必须管理人员全程监控，操作人员必须是熟练木工工种。架子搭设严格按照技术交底及方案进行。支撑体系搭设完毕必须经验收并确定搭设合格后方可进行下一道工序。

搭设应严格按尺寸要求搭设，立杆和水平杆接头均应错开在不同的框格层中设置；确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130—2011）的规定；斜杆、剪刀撑应尽量与立杆连接，节点构造符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130—2011）的规定；确保每个扣件的拧紧扭力矩都控制在40～65N·m。

支撑架搭设完毕，遇超过六级大风与大雨过后或停用超过一个月，必须组织检查及验收。

浇筑混凝土时采用从梁板中部向四周扩展的方式浇筑；严格控制施工荷载不超过设计荷载，支顶模和混凝土浇筑过程中派专人对施工荷载进行监控；在确保安全的前提下，浇筑开始后派专业架子工检查支架及支撑情况，发现有下沉、松动和变形情况，及时解决。

3.5 支撑架搭设的技术要求、允许偏差与检查方法

技术要求、允许偏差与检查方法见表2.12。

3.6 验收

支模安装完毕，施工项目部自检验收合格后，通知项目经理、技术负责人、质量员、安全员等相关人员进行验收，并报监理单位、质监站进行验收，验收合格后才能绑扎钢筋、浇筑混凝土。

【项目拓展阅读材料】

（1）《钢框胶合板模板技术规程》（JGJ 96—2011）。

（2）《组合钢模板技术规范》（GB 50214—2013）。

（3）《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ 80—2016）。

（4）《混凝土结构工程施工规范》（GB 50666—2011）。

（5）《建筑施工手册》第五版，编委会编，中国建筑工业出版社出版，2011年版。

（6）《建筑工程施工技术》，钟汉华、李念国、吕香娟主编，北京大学出版社出版，2013年版。

【项目小结】

本项目主要介绍了现浇混凝土结构模板工程的相关内容，包括模板的种类及介绍、模板施工、现浇结构常用模板施工要点和模板设计等方面的内容。

模板的种类及介绍要了解建筑工程中常见的模板；模板施工要求掌握模板安装、质量验收的控制标准以及模板拆除的相关注意事项；现浇结构常用模板施工要点要求掌握常见构件模板施工中应注意的施工要点，尤其是梁、板、柱模板的施工要点；模板设计要求了解模板设计的相关内容以及步骤，掌握模板的设计计算。

【项目检测】

1.名词解释

（1）模壳。

（2）飞模。

（3）爬模。

（4）大模板。

（5）调动模板。

2.单选题

（1）现浇混凝土墙板的模板垂直度主要靠（）来控制。

A.对拉螺栓 B.模板卡具 C.水平支撑 D.模板刚度

（2）梁模板承受的荷载是（）。

A.垂直力 B.水平力 C.垂直力和水平力 D.斜向力

（3）跨度较大的梁模板支撑拆除的顺序是（）。

A.先拆跨中 B.先拆两端 C.无一定要求 D.自左向右

（4）模板按（）分类，可分为现场拆装式模板、固定式模板和移动式模板。

A.材料 B.结构类型 C.施工方法 D.施工顺序

（5）梁的截面较小时，木模板的支撑形式一般采用（）。

A.琵琶支撑 B.井架支撑 C.隧道模 D.桁架

（6）跨度为6m，混凝土强度为C30的现浇混凝土板，当混凝土强度至少应达到（）时方可拆除底模。

A.15N/mm² B.21N/mm² C.22.5N/mm² D.30N/mm²

（7）梁跨度较大时，为防止浇筑混凝土后跨中梁底向下挠曲，中部应起拱，如设计无规定时，起拱高度为全跨长度的（）。

A.0.8%~1%B.1%~3%C.3%~5%D.0.1%~0.3%

（8）模板设计要求所设计的模板必须满足（）。

A.刚度要求 B.强度要求

C.刚度和强度要求 D.变形协调要求

（9）梁底模板设计时，不考虑的荷载是（）。

A.施工荷载 B.混凝土及模板自重

C.钢筋自重 D.混凝土侧压力

（10）拆除框架结构模板的顺序是（）。

A.柱模→楼板底板→梁侧模→梁底模 B.楼板底板→柱模→梁侧模→梁底模

C.楼板底板→柱模→梁底模→梁侧模 D.柱模→梁侧模→楼板底板→梁底模

3.简答题

（1）模板安装的程序是怎样的?包括哪些内容?

（2）模板在安装过程中，应注意哪些事项?

（3）模板拆模时要注意哪些内容?

（4）拆模应注意哪些内容?

（5）定型组合钢模板由哪几部分组成?