模板侧压力计算公式

新浇混凝土模板侧压力的计算研究

一、实验数据

表1.实验测的浇筑速度与最大压力

编号

浇筑速度V(m/h)

实测值P(kN/m) 编号 浇筑速度V(m/h) 实测值P(kN/m) 1 0.22 11.68 23 2.92 46.73 2 0.25 14.60 24 2.92 57.46 3 0.17 28.84 25 3.11 53.89 4 0.38 18.98 26 3.24 58.78 5 0.47 20.08 27 3.43 45.63 6 0.43 38.33 28 3.73 44.54 7 0.63 44.98 29 3.99 44.54 8 0.78 25.19 31 4.65 57.68 9 0.87 30.30 32 4.67 61.33 10 0.83 37.75 33 4.79 62.57 11 1.05 41.62 34 4.97 72.29 12 1.24 47.83 35 5.62 65.57 13 1.51 34.32 36 5.95 75.06 14 1.78 49.87 37 14.10 79.14 15 1.95 45.27 38 10.00 71.14 16 2.00 40.30 39 15.70 74.79 17 2.10 45.85 40 3.29 38.00 18 2.12 52.21 41 15.81 80.80 19 2.24 57.32 42 4.13 52.00

数据编号1至36为之前规范给出的图中已测的的数据，其中考虑到如今泵送混凝土的坍落度普遍偏高，按照规范中坍落度的修正我们在实测值上乘以了1.15。温度与混凝土侧压力的关系，采用线性比例关系图。

通过以上修正，表中的实测值实际上是经过修正，换算成温度200C ，坍落度12~16cm 下的模板侧压力值。

二、实验数据分析

依旧采用幂函数的关系即n

P KV 来描述侧压力同浇筑速度的关系，对表中的测试数

据采用最小二乘法进行回归分析可以得到：

0.3309

=(1) P V

34.707

图1.浇筑速度对最大侧压力的影响

R=说明该方程能较好的反映混凝土的浇筑速度和最大侧压力之复相关系数20.7461

间的关系。对两变量取对数，线性拟合后进行统计检验，即得到：

y = 0.3309x + 1.5404 （2）

图2.取对数后浇筑速度对最大侧压力的影响

R=，F统计值为118.18远大于显著水平分析显示，线性方程的复相关系数为20.7461

为0.05（即保证率95%）的F临界值4.06，说明侧压力与浇筑速度取对数方程后的线性关系显著，同时t统计量为10.871大于显著水平为0.05的t临界值2.02，即反映lg（V）与lg （P）的增加值影响显著。考虑最大偏差，对方程（2）进行修正，即

y = 0.3309x + 1.5404 + 0.256 =0.3309x + 1.7964 此时则有0.3309

62.575P V

=

三、最大侧压力公式推导

当浇筑高度比较高时，浇筑时间比较长，施工时可能需要分层，虽然混凝土未达到初凝，但是由于模板尺寸，配筋，混凝土本身的物理性质施工方法等都有可能影响有效压头，所以引入α来考虑各种因素的影响即：0()h t V x α=

0()P t V x γα=⋅ （3）

取混凝土重度为243

/kN m ，实验数据的混凝土温度均以规格化到0

20C ,按现行规范公式0200200

5.714152015

t T =

==++，联合方程（1）和方程（3）即可得：

0.3309()0.456V x V α=

0.330900.456P t V γ=

为了计算方便和安全可靠，同时考虑坍落度影响系数β将上式简化为：

1/400.43P t V γβ= （4）

坍落度在6~9cm 时β取0.85，坍落度在14~18cm 时β取1.0

同时计算得到的P 值不能超过H γ。该公式与其他规范公式进行比较，见表2：

四、结论

通过对比分析，得出以下结论：

（1） 美国ACI 公式适用于浇筑速度较慢（浇筑速度约在2m/h 以下）的模板侧压力计算，

当超过时公式计算值极具增长，超过rH 。同时ACI 中规定模板侧压力最小值不能小于30kN/m 。

（2） 苏联模板侧压力计算值普遍偏小。德国公式在浇筑速度较慢时偏小，在浇筑速度达

到4~6m/h 时能够较好的吻合并且有一定的安全储备。

（3） 冶金院的公式计算值虽能较好的吻合并涵盖住实验测的值，但是误差普遍偏大，本

文推荐公式在整个曲线段上能够较好的拟合实验值，并且有一定的安全储备。

表2.各国规范侧压力计算值对比

编号 浇筑速

度

实测值

推荐公式

我国

GB50204-92 美国ACI(kN/m2) 苏联

德国DIN18218

冶金院 V(m/h) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) 柱子 墙体 (kN/m2) (kN/m2)

(kN/m2) 1 0.22 11.68 40.48 19.62 14.17 47.06 V<0.5m/h 时,P=rH 20.90 30.12 2 0.25 14.60 41.86 20.98 14.97 47.31 21.34

31.16 3 0.17 28.84 37.70 17.02 12.80 46.63 20.13 28.05 4 0.38 18.98 46.33 25.70 18.13 48.29 23.10

34.48 5 0.47 20.08 48.82 28.54 20.35 48.98 24.33 36.33 6 0.43 38.33 47.71 27.26 19.32 48.66 23.76

35.51 7 0.63 44.98 52.64 33.18 24.46 50.26 23.29 26.62 39.17 8 0.78 25.19 55.49 36.87 28.18 51.41 24.28 28.69 41.30 9 0.87 30.30 57.00 38.90 30.40 52.10 24.86 29.92 42.42 10 0.83 37.75 56.37 38.04 29.45 51.81 24.61 29.39 41.95 11 1.05 41.62 59.66 42.62 34.75 53.45 26.02 32.34 44.40 12 1.24 47.83 62.21 46.33 39.49 54.93 27.28 34.98 46.29 13 1.51 34.32 65.35 51.13 46.22 57.02 29.06 38.72 48.63 14 1.78 49.87 68.09 55.52 52.94 59.11 30.84 42.46 50.67 15 1.95 45.27 69.65 58.08 57.14 60.41 31.96 44.79 51.83 16 2.00 40.30 70.13 58.88 58.48 60.83 32.31 45.54 52.19 17 2.10 45.85 70.95 60.27 60.85 61.57 32.94 46.86 52.80 18 2.12 52.21 71.14 60.59 61.41 61.74 33.09 47.17 52.94 19 2.24 57.32 72.13 62.29 64.41 62.67 33.89 48.84 53.68 20 2.33 52.57 72.88 63.60 66.79 63.41 34.52 50.16 54.24 21 2.46 56.59 73.86 65.31 69.95 64.40 35.36 51.92 54.96 22 2.70 50.75 75.58 68.40 75.89 66.24 36.93 55.22 56.25 23 2.92 46.73 77.09 71.16 81.42 67.96 38.40 58.30 57.37 24 2.92 57.46 77.09 71.16 81.42 67.96 38.40 58.30 57.37 25 3.11 53.89 78.32 73.44 86.17 69.44 39.66 60.94 58.28 26 3.24 58.78 79.15 75.00 89.49 70.47 40.54 62.79 58.90 27 3.43 45.63 80.25 77.10 94.08 71.90 41.76 65.34 59.72 28 3.73 44.54 81.95 80.42 101.60 74.23 43.75 69.52 60.99 29 3.99 44.54 83.35 83.17 108.09 76.25 45.47 73.13 62.03 31 4.65 57.68 86.60 89.79 124.54 V>4.5m/h 规范中未给出 49.83 82.28 64.45 32 4.67 61.33 86.67 89.95 124.94 49.94 82.50 64.50 33 4.79 62.57 87.26 91.16 128.10 50.78 84.26 64.94 34 4.97 72.29 88.04 92.81 132.45 51.93 86.68 65.52 35 5.62 65.57 90.79 98.70 148.67

56.23 95.70 67.57 36 5.95 75.06 92.10 101.56 156.90 58.42 100.28 68.54 37 3.29 38.00 79.42 75.52 90.63 40.84 63.42 59.10 38 4.13 52.00 84.07 84.62

111.56 46.39 75.06 62.56 39 14.10 79.14 114.27 V>6m/h 规范

中未给出

360.02 112.29 213.25 85.04 40 10.00 71.14 104.87

257.85 85.19 156.42 78.04 41 15.70 74.79 117.39

399.89 122.87 235.42 87.36 42 15.81 80.80 117.59 402.64 123.59 236.95 87.51 43

15.00 62.50

116.06

382.45

118.24 225.72 86.37

注：超过浇筑速度15m/h 时，可按P H γ=直接计算模板侧压力值。