模板

钢模板钢楞设计

论文上传：静振

论文作者：浙江省第一水电建设有限公司应小林周雄杰

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摘要：本文对常用内钢楞在均布荷载下强度、刚度性能作以计算列表，并进行分析，为从技术方面迅速确

定模板的设计参数，为模板方案比较提供技术依据。

关键词：内钢楞允许均匀荷载外钢楞查表法

1、引言

砼结构的模板工程，是砼构件成型的一个十分重要的组成部份。模板工程的费用在结构砼费用中占非常大的比重。因此设计砼结构的模板工程时，必须进行多方面、多种方案的技术经济比较。但由于模板材质、种类、型号繁多，加之模板使用部位、形状、尺寸、结构受力复杂，所以模板设计和方案比较工作量十分繁重。而在模板工程中，钢楞的设计往往是最烦琐、最关键的环节，且在整个模板的费用组成中占一半以上。本文从常用的内钢楞的强度和刚度及受力方面，运用钢楞强度及刚度计算公式，对钢楞性能作以计算列表，并加以分析，为模板的选择及其钢楞的设计提供技术依据，从而使模板的设计简单化。

2、基本理论

2.1内钢楞

2.1.1、单跨及两跨连续的内钢楞：

按强度计算：公式1

按刚度计算：公式2

2.1.2、三跨以上连续的内钢楞：

按强度计算：公式3

按刚度计算：公式4

式中：F—砼侧压力

[F]—内钢楞允许承受的最大均布荷载；

E—内钢楞弹性模量，取E=206KN/mm2；

—内钢楞强度设计值，对于热轧钢=215MPa，对于冷弯钢，取=160Mpa；

W—内钢楞的最小截面抵抗矩；

I—截面惯性矩；

a、b—分别为内钢楞间距和跨度；

—内钢楞允许挠度，一般取＝3mm，当为其它值时，相应允许荷载为表中数据乘。

2.2 外钢楞

外钢楞的计算通式为：

按强度计算：公式5

按刚度计算：公式6

式中：C1、C2为常数，取值与拉条的设置有关，详见表1，其它符号意义同内钢楞。

３、计算成果

3.1 理论

根据公式1与公式2，选用常用内钢楞材料计算出单跨及两跨的内钢楞允许荷载表如表2与表3。当为三跨以上连续的内钢楞时，由公式3与公式1、公式4与公式2对比，内钢楞的允许荷载值为相应单跨内钢楞允许荷载表数值：强度条件时，乘以1.25系数；刚度条件时，乘以1.953系数即可。

将公式5与公式6中的“a”与“b”互换后，再与公式1和公式2对比，两者仅相差。由此可知，外钢楞的计算同样可查表。在查表时，将表中的内钢楞的“a”当作外钢楞的“b”，内钢楞的“b”当作外钢楞的“a”，再分别用表中查得的数值乘以常数C1、C2即得外钢楞的允许荷载。对于常数

C1、C2，与模板的拉条设置有关，详见表1

表1外钢楞强度、刚度系数表

拉条设置方案强度条件下的C1刚度条件下的C2

每个交点均设置/ /

间隔一根内钢楞设置 4 12.8 间隔二根内钢楞设置8 73.6 间隔三根内钢楞设置16 243.2

表2 双内钢楞按强度计算容许荷载表单位：KN/m2

间距a(mm)

材料规格内钢楞跨度b (mm)

材料规格400 500 600 800 900 1000

450 扁钢－70×5 194.9 124.8 86.6 48.7 38.5 31.2 角钢L80×35×3.0 199.2 127.5 88.5 49.8 39.4 31.9 冷弯

槽钢

[80×40×3.0 390.4 249.9 173.5 97.6 77.1 62.5 槽钢[8 1208.8 773.6 537.2 302.2 238.8 193.4

600 扁钢－70×5 146.2 93.6 65.0 36.6 28.9 23.4 角钢L80×35×3.0 149.4 95.6 66.4 37.4 29.5 23.9 冷弯

槽钢

[80×40×3.0 292.8 187.4 130.1 73.2 57.8 46.8 槽钢[8 906.6 580.2 402.9 226.6 179.1 145.1

750 扁钢－70×5 117.0 74.9 52.0 29.2 23.1 18.7 角钢L80×35×3.0 119.5 76.5 53.1 29.9 23.6 19.1 冷弯

槽钢

[80×40×3.0 234.2 149.9 104.1 58.6 46.3 37.5 槽钢[8 725.3 464.2 322.3 181.3 143.3 116.0 表3 双内钢楞按刚度计算容许荷载表单位：KN/M2

间距a(mm)

材料规格内钢楞跨度b(mm)

材料规格400 500 600 800 900 1000

450 扁钢－70×5 6001.8 2458.3 1186 375.1 234.2 153.6 角钢L80×35×3.0 9445.8 3869.0 1866 590.4 368.6 241.8 冷弯

槽钢

[80×40×3.0 18446.4 7555.6 3644 1153 719.7 472.2 槽钢[8 42546.0 17426.8 8404 2659 1660 1089

600 扁钢－70×5 4501.4 1843.8 889.2 281.3 175.6 115.2 角钢L80×35×3.0 7084.4 2901.7 1400 442.8 276.4 181.4 冷弯

槽钢

[80×40×3.0 13834.8 5666.7 2733 864.7 539.8 354.2 槽钢[8 31909.5 13070.1 6303 1994 1245 816.9

750 扁钢－70×5 3601.1 1475.0 711.3 225.1 140.5 92.2 角钢L80×35×3.0 5667.5 2321.4 1120 354.2 221.1 145.1 冷弯

槽钢

[80×40×3.0 11067.8 4533.4 2186 691.7 431.8 283.3 槽钢[8 25527.6 10456.1 5043 1596 996.0 653.5

3.2 应用中应注意的问题

a、钢楞带悬臂时，应另行验算悬臂的弯距和挠度，并取其最大值；

b、每块钢模板上宜有两处支承，每处支承上宜有两根钢楞。因此本文只讨论双钢楞的计算情况；

c、内钢楞的间距常用为0.45m、0.6m、0.75m等3种规格尺寸,内钢楞的常用跨度为0.4m、0.5m、0.6m、

0.8m、0.9m、1.0m等6种规格,表2与表3中所列数据只是对部分材料进行列表，读者可根据需要自行扩充；

d、在内钢楞的技术参数确定后，选定外钢楞间距时，其最大间距取决于抗弯强度和挠度，但不宜超过

2m。一般来说内、外钢楞的相关技术参数相同为宜。

e、拉条间距不宜太大，否则将成倍增加模板费用，也不能过密，否则虽降低模板费用，但增加了拉条

材料和处理费。一般来说，每隔一根内钢楞设一根拉条为宜。

f、考虑整个模板的经济性，在选取内钢楞间距a和跨度b时，b应大于a，并尽量使，这

样，模板内外钢楞的综合用量将最少。

3.3 表格推导举例

用“2”槽钢作内钢楞，若内钢楞间距为0.45m,跨度为0.8m，允许挠度。计算其承受的允许

荷载。

（1）单跨及两跨连续的内钢楞

按强度计算：应用公式1

按刚度计算：应用公式2

（2）从以上计算得知，当时，，内钢楞的设置由钢楞强度控制。

4结论

4.1理论

当内钢楞允许挠度，内钢楞的设置仅由强度条件控制，其允许荷载值按表2或表3查找即可，

不必用刚度条件校核；只有当其允许挠度时，才考虑刚度条件的影响，即需对表2与表３计算出的允许荷载值进行对比，取其较小者与作用在该模板上的实际荷载进行对选材。

对于外钢楞，在每根钢楞的交点处都设拉条时，不必进行计算，当间隔一定内钢楞设拉条时，可按本文所

说方法查表按刚度选材即可，不必进行强度验算，。

4.2采用查表法选取内外钢楞，大大地简化了模板设计的计算过程，从而为模板设计的经济分析比较迅速

提供多种可选方案。可因地制宜地选用钢楞的材型，使模板的设计实现经济实用的目的。

5应用举例

某工程的钢筋砼侧墙尺寸为3.95×2.9m（长×宽），施工气温为18℃，砼坍落度拟采用5cm，浇筑速度为5m/h,根据同类资料测定，砼内部温度20℃。施工时采用导管下料，插入式振捣器振捣。拟采用组合模板，由于质量有特殊要求，钢楞挠度变形限制在1mm之内。拟每间隔一根内钢楞在内、外钢楞交点的交点处设

一根拉条。试选用内、外钢楞。

解：第一步，计算砼对模板的最大侧压力F

由已知条件按《砼结构施工及验收规范》（GB50204－92）计算砼对模板的最大侧压力F：

(1) 振捣砼时产生的荷载标准值F1：

(2) 新浇砼作用在模板上的最大侧压力F2：

式一：

式二：

按规定取小值，即F2＝70.5KN/m2.

(3) 倾倒砼时产生的水平荷载标准值F3：

F3=2KN/m2

(4) 荷载组合，计算砼对模板的最大侧压力F：

第二步：查表选取内钢楞最合理技术参数

明显，该结构的内钢楞应按三跨以上的连续内钢楞计算公式计算。查表选取内钢楞技术参数：

(1) 计算对应表中的允许强度值：按强度计算，表中容许荷载值；按刚度计算时，

表中容许荷载值。

(2) 查表。先确定一种内钢楞的材料与间距，再按上一步计算的结果查表，分别选用按强度与刚度条件下的大于或等于该计算所对应的内钢楞跨度（并尽可能选取最接近的一组），对比该组值，选用跨度b较

小的一组作为较合理的内钢楞技术参数（如下表）。

例：当选材为2根L80×35×3的角钢，其间距取45cm时。按强度条件控制，应取b=60cm；按刚度控制，应选取b＝110cm，因此该模板的内钢楞技术参数为：a=45cm，b=60cm。当为其它材料时，可按

上述方法选取。

材料及规格间距a(cm) 跨度b(cm)

2根角钢L80×35×3 45 60

2根冷弯槽钢[80×40×3 45 90

2根扁钢－70×5 60 60

………………

(3) 经济分析

在计入内钢楞材料到场价格与内钢楞与钢面板之间的焊接加工费后（有时还要考虑材料回收利用方面），并综合考虑施工机械设备后，选取经济实用的一组技术参数作为最合理的内钢楞技术参数。

由于篇幅有限，本文不作详细分析。假定经经济分析后，得出“2根扁钢－70×5，其技术参数为a=60cm，

b=60cm”为最合理方案。

第三步，选定外钢楞技术参数

对于外钢楞，由于内钢楞的间距已定，又已知每间隔一根内钢楞设一根拉条，所以只需查表选材并经过经

济分析后确定即可。

为方便查表，按“a”与“b”互换的原则，外钢楞a=60cm，b=60cm。当外钢楞按强度控制时，表中的数值应大于或等于93×4＝372；当按刚度控制，表中的数值应大于或等于93×3×12.8＝3571.2。查表得外钢楞可选用：槽钢2[8或冷弯槽钢2[100×50×3……经经济分析后，认为槽钢2[8最合理（详细计算略）。

因此选用槽钢2[8作为外钢楞。

参考书籍：

1、《建筑施工手册》第二版[Z]，中国建筑工业出版社

2、《组合钢模技术规范》JGJ214－88 [S]

3、《钢结构设计规范》GBJ17-88 [s]

4、《砼结构工程施工及验收规范》GB50204-92 [s]

5、《水利水电工程模板施工规范》DL/T5110-2000 [s]

模板设计（工程实例）

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论文作者：谭芸

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摘要：模板设计（工程实例）.

关键词：模板设计

一．工程概况

本工程建筑面积约25000平方米，由二个幢号组成商住楼，现浇钢筋砼十三层框剪结构，结构设计按8度抗震设防。建筑总高约为45米，层高为3米，最大跨为6米。

二．施工方法

（一）施工准备

1、模板安装前基本工作：

（1）放线：首先引测建筑的边柱、墙轴线，并以该轴线为起点，引出各条轴线。模板放线时，根据施工图用墨线弹出模板的中心线和边线，墙模板要弹出模板的边线和外侧控制线，

以便于模板安装和校正。

（2）用水准仪把建筑水平标高根据实际标高的要求，直接引测到模板安装位置。

（3）模板垫底部位应预先找平，杂物清理干净，以保证模板位置正确，防止模板底部漏浆

或砼成形后烂根。

（4）需用的模板及配件对其规格、数量逐项清点检查，未经修复的部件不得使用。

（5）工长事先确定模板的组装设计方案，向施工班组进行技术、质量、安全交底。

（6）经检查合格的模板应按安装程序进行堆放或运输。堆放整齐，底部模板应垫离地面不

少10cm.

（7）支承支柱的土壤地面，应事先夯实整平，加铺50厚垫板，并做好防水、排水设置。

（8）模板应涂刷脱模剂。结构表面需作处理的工程，严禁在模板上涂刷废机油。胶模剂要

经济适用，不粘污钢筋为主。

（9）做好施工机具和辅助材料的准备工作。

（二）模板安装

1、技术要求：

（1）按配板设计循序拼装，以保证模板系统的整体稳定。

（2）配件必须安装牢固，支持和斜撑的支承面应平整坚实，要有足够的受压面积。

（3）预埋件、预留孔洞必须位置准确，安设牢固。

（4）基础模板必须支撑牢固，防止变形，侧模斜撑的底部应加设垫木。

（5）墙、柱模板底面应找平，下端应事先做好基准靠紧垫平，模板应有可靠的支承点，其平直度应进行校正，两侧模板均应利用斜撑调整固定其垂直度。

（6）支柱所设的水平撑与剪刀撑，应按构造与整体稳定性布置。

（7）同一条拼缝上的U形卡，不宜向同一方向卡紧。

（8）墙模板的对拉螺栓孔应平直相对，穿插螺栓不得斜拉硬顶。严禁在钢模板上采用电、

气焊灼孔。

（9）钢楞宜采用整根杆件，接头应错开设置，搭接长度不应少于300mm.

2、模板安装注意事项

（1）柱模板

保证柱模板长度符合模数，不符合模数的放到节点部位处理。柱模根部要用水泥砂浆堵严，防止跑浆，柱模的浇筑口和清扫在配模时一并考虑留出。若梁、柱模板分两次支设时，在柱子砼达到拆模强度时，最上一段柱模先保留不拆，以便于与梁模板连接。

按照现行《砼结构工程施工及验收规范》（GB50204-94），浇筑砼的自由倾落高度不得超过2 的规定。因此在柱模超过2以上时可以采取设门子板车的办法。

（2）梁模板

梁口与柱头模板的连接要紧密牢固。

梁模支柱一般情况下采用双支柱时，间距以60~100 为宜，特殊情况应设计计算。

模板支柱纵横向和水平拉杆、剪刀撑等均应按设计要求布置，当设计无规定时，支柱间距一般不宜大于1，纵横方向水平拉杆的上下间距不宜大于1.5 ，纵横方向的剪刀撑间距不大于6米，扣件钢管支架要检查扣件是否拧紧。

(3)墙模板

按位置线安装门洞口模板、预埋件或木砖。模板安装按设计要求，边就位边校正，并随即安装各种连接件，支撑件或加设临时支撑。相邻模板边肋用U形卡连接的间距不得大于3 00；对拉螺栓应根据不同的对拉形式采用不同的做法。

墙高超过2米以上时，一般应留设门子板。设置方法同柱模板，门子板水平距一般为2.

5米。

（4）楼板模板

采用Φ48×3.5钢管做立柱，从边跨一侧开始逐排安装立柱，并同时安装外楞。立柱和钢楞（大龙骨）间距，根据模板设计计算决定，一般情况下立柱与外楞间距为600~1200 小龙骨间距400~600 调平后即可铺设模板。在模板铺设完，标高校正后，立杆之间应加设水平拉杆，其道数要根据立杆高度决定，一般情况下离地面200~300 处设一道，往上纵横方

向每1。2 左右设一道。

底层地面应夯实，底层和楼层立柱均应垫通长脚手板。采用多层支架时，上下层支柱应

在同一坚向中心线上。

（5）基础模板

为保证基础尺寸，防止两侧模板位移，宜在两侧模板间相隔一段距离加设临时支撑，浇

筑砼时拆除。

箱基底板模板应按设计要求留置后浇带，剪力墙壁位置准确，随时找正，及时拧紧对拉

螺栓。

（6）楼梯模板

施工前应根据实际层高放样，先安装休息平台梁模板，再安装楼梯模板斜楞，然后铺设

梯底模，安装外侧模和步模板。

安装模板蛙要特别注意斜向支柱（斜撑）的固定。防止浇筑砼时模板移动。

后浇带内侧模板安装时，底板处采用以层钢丝网片支模，墙壁、顶板采用3 厚木板支

模。

三、保证安全生产和要求

1、模板上架设的电线和使用的照明灯具。应采用36V的低压电源或其它有效的安全措施。

2、作业时，各种配件应放在工具箱或工具袋中，严禁放在模板或脚手

架上，不得掉落。

3、要避开雷雨天施工。

4、装、拆模板时，必须采用稳固的登高工具，高度超过3。5 时，必须

搭设脚手架。装、拆时下面不得站人。高处作业时操作人员应挂上安全带。装、拆模板应随拆随运转，扣件和钢管严禁堆放在脚手板上和抛掷。

5、安装墙、柱模板

四、模板设计

本工程墙、柱模板采用组合钢模板组拼，支撑、楞采用Φ48×3.5钢管。

1、墙模板结构设计：

取6米跨计算（其余跨度参照），扣除柱位置，净跨为6-0.24=5.76米。采用Φ12对拉螺栓（两头采用钻孔钢片），纵向间距600mm ，竖向间距300mm 。

钢材抗拉强度设计值：Q 235钢为215N/ mm 2。钢模的允许挠度：面板为1.5mm ，钢

楞为3mm 。

验算：钢模板、钢楞和对拉Φ12钢筋是否满足设计要求。

（1）、荷载设计值

砼自重rc =24KN/mm 3，强度等级C30，坍落度12cm

a 、砼侧压力

砼初凝时间： t0 =200/T+15=200/20+15=5.71h

F1=0.22×rc×t0×1×1.15 ×1.81/2 =46.52KN/ 2

F2=rc×H=24×0.8=67.2KN/m 2

取两者中小值,即F1=46.52KN/m 2,

实际值F=F1×1×1.15=53.5KN/m 2

b. 倾倒砼时产生的水平荷截

采用导管为2KN/m 2

荷载实际值为2×1.4×0.85=2.38KN/ m 2

荷载组合实际值:F=53.5=2.38=55.88K / m 2

(2)、验算

a.钢模板验算

采用P3015钢模板（δ=2.5）

I=26.97×104mm4 Wxj=5.9×103mm3

计算简图: (略)

化为线均布荷载:

q1=F×o.33/1000=55.88×0.33/1000=18.44KN/mm

(用于计算承载力)

q2=F×0.3/1000=53.5×0.33/1000=17.66Kn/mm

(用于验算挠度)

挠度验算:

p=0.273×q P4/100E1

=0.273×17.66×6004/100×2.06×26.97×104

=1.13mm<

=1.5mm（可）

b.内钢楞验算

1根Φ48×3.5 I=12.19×104 mm4 W=5.08×103 mm3

计算简图: (略)

线荷截q1=F×0.75/1000=55.88×0.6/1000=33.53/mm

(用于计算承载力)

q2=F×0.75/1000=53.5×0.6/1000=32.1/mm

(用于验算挠度)

抗弯强度验算:

330/800=0.41≈0.4

近似按多跨连续梁计算

M=0.078×ql2=0.078×33.53×8002=167.38×104N.mm

抗弯承载能力:

σ=M/W=167.38×104/5.08×103=329N/mm2

329.5N/mm2>215N/mm2 (不可)

方案一、改用两根Φ48×3.5作内钢楞。则抗弯承载能力：=167.38×104/2×5.08×103=164N/mm2<215n/mm2 (可)

方案二、每根内楞间距改为600mm.

M=0.078×33.53×6002=94.15×104/mm

δ=M/w=94.15×104/5.08×103=185N/mm2<215N/mm2 （可）

挠度验算：

p=0.644×ql4/100EI

=0.644×32.1×8004/100×2.06×105×2×12.9×104

=2.49mm<3mm （可）

c. 对拉钢筋Φ12验算

结拉杆的拉力Φ12净面积A=88.74 mm2

按横竖计算

N=F×0.8×0.6=55.88×0.8×0.6=26.82KN

对拉杆应力δ= N/A=26820/88.74=302N/ mm2 >215N/ mm2 (不可)

改不竖向0.3m ,纵向0.6m

则N=F×0.3×0.6=10.66KN

δ=10060/88.74=113.36N/ mm2 <215N/ mm2 (可)

2、梁模板结构设计

采用Φ48×3.5钢管支设.取梁断面b×h=250×400,长6000mm 的矩形梁.

(1)、底模验算

抗弯强度验算

a. 荷载：砼自重24×0.25×0.4×1.2=2.88Kn.m

钢筋荷重1.05×0.25×0.4×1.2=0.18Kn /m

振捣砼荷重2× 0.25× 1.2=0.6KN/m

合计 q1=3.66KN/m

折减系数0.9,则q=q1 ×0.9=3.29KN/m

b.抗弯承载力验算

底模楞钢间距取0.7,为多跨连续梁,近似单跨计算。

M=q1=3.29×0.7=0.202×10N.mm

=M/W0.202×10/5.08×10=39.76N/mm2<205N/mm2 (可)

c.挠度验算

p=5ql4/384EI=5×3.29×700/384×2.06×105×12.9×104=0.39mm<[ p] =I/250=700/250=

2.8mm (可)

小楞验算：

a. 抗弯强度验算

小楞间距700 mm，小楞上的荷载为集中荷载。

取p=q1=3.66KN/m

M=1/8p1(2-b/t)=1/8×3660×700×(2-300/700)=0.511×106N.mm

δ=M/W=0.511×106/5.08×103=101N/mm2<205N/mm2 (可)

若取间距900，则δ=130N/mm2<205N/mm2（可）

b. 挠度验算

P=Pl/48EI=3660×103×700/48×2.06×105

×12.9×104=0.2mm<1/250=2.8mm （可）

3、大楞验算

M=1/10ql2=1/10 ×3.66 ×7002=1.8× 105N.mm (可)

ó=M/W=1.8 ×105/5.08× 103=35.46M/mm2<205N/mm2

Р=3.66×7002/150EI=1.79×106/150×2.06×105

×12.9×104=0.45mm<1/250=2.8 （可）

4、钢管立柱验算

横杆步距1000mm，立杆允许荷载11.6Kn

每根立柱荷载N=19.74/16=1.23KN

立柱稳定验算: ψ =N/ψA ≤ f

A=489mm2

λ=1/I=130/1.58=82 查(GBJ18-87) 附录三:

轴心受压稳定系数ψ =0.71

ó=N/ψA=1230/0.7× 489=4.75N/mm2<205N/mm2 （可）

若取@1000立杆,则

N=19.74/12=1.65KN

Ψ =N/ψA=1650/0.71× 489=4.75N/mm2<205N/mm2 (可)

取立杆@900

结论:

1. 剪力墙250mm厚时,选用方案二，内外纵横杆间距600 。拉杆选用Φ12，两端与钢模板

的U型卡卡牢