導(dǎo)語：鋼模板鋼設(shè)計(jì)管理論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1、引言

砼結(jié)構(gòu)的模板工程，是砼構(gòu)件成型的一個十分重要的組成部份。模板工程的費(fèi)用在結(jié)構(gòu)砼費(fèi)用中占非常大的比重。因此設(shè)計(jì)砼結(jié)構(gòu)的模板工程時，必須進(jìn)行多方面、多種方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。但由于模板材質(zhì)、種類、型號繁多，加之模板使用部位、形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，所以模板設(shè)計(jì)和方案比較工作量十分繁重。而在模板工程中，鋼楞的設(shè)計(jì)往往是最煩瑣、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，且在整個模板的費(fèi)用組成中占一半以上。本文從常用的內(nèi)鋼楞的強(qiáng)度和剛度及受力方面，運(yùn)用鋼楞強(qiáng)度及剛度計(jì)算公式，對鋼楞性能作以計(jì)算列表，并加以分析，為模板的選擇及其鋼楞的設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù)，從而使模板的設(shè)計(jì)簡單化。

2、基本理論

2.1內(nèi)鋼楞

2.1.1、單跨及兩跨連續(xù)的內(nèi)鋼楞：

按強(qiáng)度計(jì)算：公式1

按剛度計(jì)算：公式2

2.1.2、三跨以上連續(xù)的內(nèi)鋼楞：

按強(qiáng)度計(jì)算：公式3

按剛度計(jì)算：公式4

式中：F—砼側(cè)壓力

[F]—內(nèi)鋼楞允許承受的最大均布荷載；

E—內(nèi)鋼楞彈性模量，取E=206KN/mm2；

—內(nèi)鋼楞強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對于熱軋鋼=215MPa，對于冷彎鋼，取=160Mpa；

W—內(nèi)鋼楞的最小截面抵抗矩；

I—截面慣性矩；

a、b—分別為內(nèi)鋼楞間距和跨度；

—內(nèi)鋼楞允許撓度，一般取＝3mm，當(dāng)為其它值時，相應(yīng)允許荷載為表中數(shù)據(jù)乘。

2.2外鋼楞

外鋼楞的計(jì)算通式為：

按強(qiáng)度計(jì)算：公式5

按剛度計(jì)算：公式6

式中：C1、C2為常數(shù)，取值與拉條的設(shè)置有關(guān)，詳見表1，其它符號意義同內(nèi)鋼楞。

3、計(jì)算成果

3.1理論

根據(jù)公式1與公式2，選用常用內(nèi)鋼楞材料計(jì)算出單跨及兩跨的內(nèi)鋼楞允許荷載表如表2與表3。當(dāng)為三跨以上連續(xù)的內(nèi)鋼楞時，由公式3與公式1、公式4與公式2對比，內(nèi)鋼楞的允許荷載值為相應(yīng)單跨內(nèi)鋼楞允許荷載表數(shù)值：強(qiáng)度條件時，乘以1.25系數(shù)；剛度條件時，乘以1.953系數(shù)即可。

將公式5與公式6中的“a”與“b”互換后，再與公式1和公式2對比，兩者僅相差。由此可知，外鋼楞的計(jì)算同樣可查表。在查表時，將表中的內(nèi)鋼楞的“a”當(dāng)作外鋼楞的“b”，內(nèi)鋼楞的“b”當(dāng)作外鋼楞的“a”，再分別用表中查得的數(shù)值乘以常數(shù)C1、C2即得外鋼楞的允許荷載。對于常數(shù)C1、C2，與模板的拉條設(shè)置有關(guān)，詳見表1

表1外鋼楞強(qiáng)度、剛度系數(shù)表拉條設(shè)置方案

強(qiáng)度條件下的C1

剛度條件下的C2

每個交點(diǎn)均設(shè)置

/

/

間隔一根內(nèi)鋼楞設(shè)置

4

12.8

間隔二根內(nèi)鋼楞設(shè)置

8

73.6

間隔三根內(nèi)鋼楞設(shè)置

16

243.2

表2雙內(nèi)鋼楞按強(qiáng)度計(jì)算容許荷載表單位：KN/m2間距a(mm)

材料規(guī)格

內(nèi)鋼楞跨度b(mm)

材料

規(guī)格

400

500

600

800

900

1000

450

扁鋼

－70×5

194.9

124.8

86.6

48.7

38.5

31.2

角鋼

L80×35×3.0

199.2

127.5

88.5

49.8

39.4

31.9

冷彎槽鋼

[80×40×3.0

390.4

249.9

173.5

97.6

77.1

62.5

槽鋼

[8

1208.8

773.6

537.2

302.2

238.8

193.4

600

扁鋼

－70×5

146.2

93.6

65.0

36.6

28.9

23.4

角鋼

L80×35×3.0

149.4

95.6

66.4

37.4

29.5

23.9

冷彎槽鋼

[80×40×3.0

292.8

187.4

130.1

73.2

57.8

46.8

槽鋼

[8

906.6

580.2

402.9

226.6

179.1

145.1

750

扁鋼

－70×5

117.0

74.9

52.0

29.2

23.1

18.7

角鋼

L80×35×3.0

119.5

76.5

53.1

29.9

23.6

19.1

冷彎槽鋼

[80×40×3.0

234.2

149.9

104.1

58.6

46.3

37.5

槽鋼

[8

725.3

464.2

322.3

181.3

143.3

116.0

表3雙內(nèi)鋼楞按剛度計(jì)算容許荷載表單位：KN/M2

間距a(mm)

材料規(guī)格

內(nèi)鋼楞跨度b(mm)

材料

規(guī)格

400

500

600

800

900

1000

450

扁鋼

－70×5

6001.8

2458.3

1186

375.1

234.2

153.6

角鋼

L80×35×3.0

9445.8

3869.0

1866

590.4

368.6

241.8

冷彎槽鋼

[80×40×3.0

18446.4

7555.6

3644

1153

719.7

472.2

槽鋼

[8

42546.0

17426.8

8404

2659

1660

1089

600

扁鋼

－70×5

4501.4

1843.8

889.2

281.3

175.6

115.2

角鋼

L80×35×3.0

7084.4

2901.7

1400

442.8

276.4

181.4

冷彎槽鋼

[80×40×3.0

13834.8

5666.7

2733

864.7

539.8

354.2

槽鋼

[8

31909.5

13070.1

6303

1994

1245

816.9

750

扁鋼

－70×5

3601.1

1475.0

711.3

225.1

140.5

92.2

角鋼

L80×35×3.0

5667.5

2321.4

1120

354.2

221.1

145.1

冷彎槽鋼

[80×40×3.0

11067.8

4533.4

2186

691.7

431.8

283.3

槽鋼

[8

25527.6

10456.1

5043

1596

996.0

653.5

3.2應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

a、鋼楞帶懸臂時，應(yīng)另行驗(yàn)算懸臂的彎距和撓度，并取其最大值；

b、每塊鋼模板上宜有兩處支承，每處支承上宜有兩根鋼楞。因此本文只討論雙鋼楞的計(jì)算情況；

c、內(nèi)鋼楞的間距常用為0.45m、0.6m、0.75m等3種規(guī)格尺寸,內(nèi)鋼楞的常用跨度為0.4m、0.5m、0.6m、0.8m、0.9m、1.0m等6種規(guī)格,表2與表3中所列數(shù)據(jù)只是對部分材料進(jìn)行列表，讀者可根據(jù)需要自行擴(kuò)充；

d、在內(nèi)鋼楞的技術(shù)參數(shù)確定后，選定外鋼楞間距時，其最大間距取決于抗彎強(qiáng)度和撓度，但不宜超過2m。一般來說內(nèi)、外鋼楞的相關(guān)技術(shù)參數(shù)相同為宜。

e、拉條間距不宜太大，否則將成倍增加模板費(fèi)用，也不能過密，否則雖降低模板費(fèi)用，但增加了拉條材料和處理費(fèi)。一般來說，每隔一根內(nèi)鋼楞設(shè)一根拉條為宜。

f、考慮整個模板的經(jīng)濟(jì)性，在選取內(nèi)鋼楞間距a和跨度b時，b應(yīng)大于a，并盡量使，這樣，模板內(nèi)外鋼楞的綜合用量將最少。

3.3表格推導(dǎo)舉例

用“2”槽鋼作內(nèi)鋼楞，若內(nèi)鋼楞間距為0.45m,跨度為0.8m，允許撓度。計(jì)算其承受的允許荷載。

（1）單跨及兩跨連續(xù)的內(nèi)鋼楞

按強(qiáng)度計(jì)算：應(yīng)用公式1

按剛度計(jì)算：應(yīng)用公式2

（2）從以上計(jì)算得知，當(dāng)時，，內(nèi)鋼楞的設(shè)置由鋼楞強(qiáng)度控制。

4結(jié)論

4.1理論

當(dāng)內(nèi)鋼楞允許撓度，內(nèi)鋼楞的設(shè)置僅由強(qiáng)度條件控制，其允許荷載值按表2或表3查找即可，不必用剛度條件校核；只有當(dāng)其允許撓度時，才考慮剛度條件的影響，即需對表2與表3計(jì)算出的允許荷載值進(jìn)行對比，取其較小者與作用在該模板上的實(shí)際荷載進(jìn)行對選材。

對于外鋼楞，在每根鋼楞的交點(diǎn)處都設(shè)拉條時，不必進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)間隔一定內(nèi)鋼楞設(shè)拉條時，可按本文所說方法查表按剛度選材即可，不必進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，。

4.2采用查表法選取內(nèi)外鋼楞，大大地簡化了模板設(shè)計(jì)的計(jì)算過程，從而為模板設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)分析比較迅速提供多種可選方案。可因地制宜地選用鋼楞的材型，使模板的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。

5應(yīng)用舉例

某工程的鋼筋砼側(cè)墻尺寸為3.95×2.9m（長×寬），施工氣溫為18℃，砼坍落度擬采用5cm，澆筑速度為5m/h,根據(jù)同類資料測定，砼內(nèi)部溫度20℃。施工時采用導(dǎo)管下料，插入式振搗器振搗。擬采用組合模板，由于質(zhì)量有特殊要求，鋼楞撓度變形限制在1mm之內(nèi)。擬每間隔一根內(nèi)鋼楞在內(nèi)、外鋼楞交點(diǎn)的交點(diǎn)處設(shè)一根拉條。試選用內(nèi)、外鋼楞。

解：第一步，計(jì)算砼對模板的最大側(cè)壓力F

由已知條件按《砼結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204－92）計(jì)算砼對模板的最大側(cè)壓力F：

(1)振搗砼時產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值F1：

(2)新澆砼作用在模板上的最大側(cè)壓力F2：

式一：

式二：

按規(guī)定取小值，即F2＝70.5KN/m2.

(3)傾倒砼時產(chǎn)生的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值F3：

F3=2KN/m2

(4)荷載組合，計(jì)算砼對模板的最大側(cè)壓力F：

第二步：查表選取內(nèi)鋼楞最合理技術(shù)參數(shù)

明顯，該結(jié)構(gòu)的內(nèi)鋼楞應(yīng)按三跨以上的連續(xù)內(nèi)鋼楞計(jì)算公式計(jì)算。查表選取內(nèi)鋼楞技術(shù)參數(shù)：

(1)計(jì)算對應(yīng)表中的允許強(qiáng)度值：按強(qiáng)度計(jì)算，表中容許荷載值；按剛度計(jì)算時，表中容許荷載值。

(2)查表。先確定一種內(nèi)鋼楞的材料與間距，再按上一步計(jì)算的結(jié)果查表，分別選用按強(qiáng)度與剛度條件下的大于或等于該計(jì)算所對應(yīng)的內(nèi)鋼楞跨度（并盡可能選取最接近的一組），對比該組值，選用跨度b較小的一組作為較合理的內(nèi)鋼楞技術(shù)參數(shù)（如下表）。

例：當(dāng)選材為2根L80×35×3的角鋼，其間距取45cm時。按強(qiáng)度條件控制，應(yīng)取b=60cm；按剛度控制，應(yīng)選取b＝110cm，因此該模板的內(nèi)鋼楞技術(shù)參數(shù)為：a=45cm，b=60cm。當(dāng)為其它材料時，可按上述方法選取。材料及規(guī)格

間距a(cm)

跨度b(cm)

2根角鋼L80×35×3

45

60

2根冷彎槽鋼[80×40×3

45

90

2根扁鋼－70×5

60

60

……

……

……

(3)經(jīng)濟(jì)分析

在計(jì)入內(nèi)鋼楞材料到場價格與內(nèi)鋼楞與鋼面板之間的焊接加工費(fèi)后（有時還要考慮材料回收利用方面），并綜合考慮施工機(jī)械設(shè)備后，選取經(jīng)濟(jì)實(shí)用的一組技術(shù)參數(shù)作為最合理的內(nèi)鋼楞技術(shù)參數(shù)。

由于篇幅有限，本文不作詳細(xì)分析。假定經(jīng)經(jīng)濟(jì)分析后，得出“2根扁鋼－70×5，其技術(shù)參數(shù)為a=60cm，b=60cm”為最合理方案。

第三步，選定外鋼楞技術(shù)參數(shù)

對于外鋼楞，由于內(nèi)鋼楞的間距已定，又已知每間隔一根內(nèi)鋼楞設(shè)一根拉條，所以只需查表選材并經(jīng)過經(jīng)濟(jì)分析后確定即可。

為方便查表，按“a”與“b”互換的原則，外鋼楞a=60cm，b=60cm。當(dāng)外鋼楞按強(qiáng)度控制時，表中的數(shù)值應(yīng)大于或等于93×4＝372；當(dāng)按剛度控制，表中的數(shù)值應(yīng)大于或等于93×3×12.8＝3571.2。查表得外鋼楞可選用：槽鋼2[8或冷彎槽鋼2[100×50×3……經(jīng)經(jīng)濟(jì)分析后，認(rèn)為槽鋼2[8最合理（詳細(xì)計(jì)算略）。因此選用槽鋼2[8作為外鋼楞。

參考書籍：

1、《建筑施工手冊》第二版[Z]，中國建筑工業(yè)出版社

2、《組合鋼模技術(shù)規(guī)范》JGJ214－88[S]

3、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ17-88[s]

4、《砼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-92[s]

5、《水利水電工程模板施工規(guī)范》DL/T5110-2000[s]