高大模板施工技术摘要:本文主要介绍了中冶·滨江国际城一期工程36#、37#楼首层层高为6m空间中高大模板、支撑的施工技术。
关键词:高大模板支撑计算施工技术1 项目概况中冶·滨江国际城一期工程位于齐齐哈尔市长青路和民族大街交汇处,我公司承建的任务中36#楼为24+1层、37#楼为22+1层为钢筋混凝土剪力墙结构(现浇混凝土抗震墙结构),首层层高为6m(-0.120～5.880m)。
在支撑部位的梁板截面尺寸梁400×400mm,楼板120mm,支撑计算高度按6m计算,剪力墙厚为300mm,计算高度6m。
那么在施工中对高大模板及支撑应采取特殊的措施,由此高大模板及支撑结构的施工对本工程的安全、质量尤为重要。
2 主要工序施工技术2.1 模板体系①本工程所有梁模板采用18mm厚木胶合板(2135×915×18mm、2440×1220×18mm)作面板,梁底设方木作围檩,梁侧模设方木(100mm×50mm)作内围檩和外围檩,并且两侧设置钢管背楞间距沿梁跨度方向@500布置,梁中设一道Φ14@500对拉螺栓进行加固。
②现浇板模板采用18mm厚木胶合板木胶合板(2135×915×18mm、2440×1220×18mm)作面板,板底设方木(50×100mm)@300mm支撑,方木支撑搁置在钢管小横杆上。
③剪力墙模板采用18mm厚木胶合板木胶合板(2135×915×18mm、2440×1220×18mm),墙模的内楞为100×50木方,间距为250mm,外楞用二根Φ48×3.5钢管,用在中间焊有方形止水板(60×60×3)的M14对拉螺栓加固,对拉螺栓至少戴双扣件和双螺帽。
2.2 支撑体系①本工程局部的梁板模板支撑高度较高,最大部位达到6m以上,钢管立杆纵横向间距为800mm,梁底两侧立杆间距 1.2m,横杆步距为1.5m。
在梁底按照计算结构还需设置1根承重立杆剪力墙支模具体做法如图1所示。
②每层结构模板支撑均采用钢管搭设,钢管连接均用铸铁扣件连接。
③因模板支撑高度较高,面积较大,必须设置竖向剪刀撑、水平剪刀撑,支撑立杆底部设置纵横向扫地杆。
3 模板支架的构造要求3.1 立杆设置①立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保足够刚度;3.2 立杆步距的设计①当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,采用下小上大的变步距设置;②高支撑架步距采用1.5m。
3.3 整体性构造层的设计①单水平加强层在3.60m标高沿水平结构层设置水平斜杆及剪刀撑,且须与立杆连接,设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3;②靠近柱边脚手架立杆与已浇筑下部结构柱形成抱箍连接,使其成为一个整体,提高架体稳定性。
3.4 剪刀撑的设计①沿支架四周外立面满设剪刀撑;②中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔10～15m设置。
3.5 顶部支撑点的设计①最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm;②顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm;③支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载N≤12kN时,可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。
4 模板、支架计算因本工程模板支架高度大于4米,为此计算中参考了《施工技术》2002(3):《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。
4.1 参数信息①模板支架参数横向间距或排距(m):0.80;纵距(m):0.80;步距(m):1.50;立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.10;模板支架搭设高度(m):6.00;采用的钢管(mm):Φ48×3.5;板底支撑连接方式:方木支撑;立杆承重连接方式:双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:0.80;②荷载参数模板与木板自重(kN/m2):0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.000;施工均布荷载标准值(kN/m2):2.500;③材料参数面板采用胶合面板,厚度为18mm;板底支撑采用方木;面板弹性模量E(N/mm2):9500;面板抗弯强度设计值(N/mm2):13;木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400;木方的间隔距离(mm):250.000;木方弹性模量E(N/mm2):9000.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000;木方的截面宽度(mm):50.00;木方的截面高度(mm):100.00;④楼板参数楼板的计算厚度(mm):120.00(图2);4.2 梁底模板计算按支撑在底撑上的简支梁计算,强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
本算例中,面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为(图3):W=800×20×20/6=5.33×104mm3;I=800×20×20×20/12=5.33×105mm4;①抗弯强度验算按以下公式进行面板抗弯强度验算:σ=M/W<[f]钢筋混凝土梁和模板自重设计值(kN/m):q1=1.2×[(24.00+1.50)×0.40+0.30]×0.80×0.90=9.072kN/m;施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值(kN/m):q2=1.4×(2.00+2.50)×0.80×0.90=4.536kN/m;q=9.072+4.536=13.608kN/m;最大弯矩及支座反力计算公式如下:Mmax=ql2/8 = 1/8×13.608×4002=2.72×105N·mm;RA=RB=0.5ql=0.5×13.608×0.4=2.722kNσ=Mmax/W=2.72×105/5.33×104=5.1N/mm2;梁底模面板计算应力σ=5.1N/mm2小于梁底模面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2,满足要求！②挠度验算最大挠度计算公式如下:ν=5ql4/(384EI)≤[ν]=l/250其中q=q1/1.2=7.560kN/m;l——计算跨度(梁底支撑间距):l=400.00mm;E——面板的弹性模量:E=6000.0N/mm2;面板的最大允许挠度值:[ν]=400.00/250=1.600mm;面板的最大挠度计算值:ν=5×9.072×4004/(384×6000×5.33×105)=0.945mm;面板的最大挠度计算值:ν=0.945mm小于面板的最大允许挠度值:[ν]=1.6mm,满足要求！4.3 模板支撑方木的计算方木按照三跨连续梁计算,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为(图4):W=b×h2/6=5×10×10/6=83.33 cm3;I=b×h3/12=5×10×10×10/12=416.67cm4;①荷载的计算(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):q1=25×0.25×0.12+0.35×0.25=0.838kN/m;(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m):q2=2.5×0.25=0.625kN/m;②强度验算计算公式如下:M=0.1ql2均布荷载q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×0.838+1.4×0.625=1.88 kN/m;最大弯矩M=0.1ql2=0.1×1.88×0.82=0.12kN·m;方木最大应力计算值σ=M/W=0.12×106/83333.33=1.444N/mm2;方木的抗弯强度设计值[f]=13.000 N/mm2;方木的最大应力计算值为1.444N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!③抗剪验算截面抗剪强度必须满足:τ=3V/2bhn<[τ]其中最大剪力:V=0.6×1.88×0.8= 0.902kN;方木受剪应力计算值τ=3×0.902×103/(2×50×100)=0.271N/mm2;方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2;方木的受剪应力计算值0.271N/mm2 小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2,满足要求!④挠度验算ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250均布荷载q=q1=0.838kN/m;最大挠度计算值ν=0.677×0.838×8004/(100×9000×4166666.667)=0.062 mm;最大允许挠度[ν]=800/250=3.2mm;方木的最大挠度计算值0.062mm小于方木的最大允许挠度3.2mm,满足要求!5 经济技术分析在此项工序开始施工前,对存在的难点进行了周密策划,根据《施工技术》2002(3):《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的内容进行详细计算,确保了高大模板的顺利施工,满足了规范和各方的要求,就此高大模板施工缩短工期16天,并为后续工序施工创造了条件,节约成本60万。
6 结语随着我国高层民用建筑的增多,大跨度、高空间的结构施工将越来越普遍。
采用此项高大模板施工技术,事前策划周密,事中科学布局,过程合理安排,能有效解决此类工程的施工难题,并得到业主和监理等各方的好评,为今后类似工程施工积累了经验,其科学的施工技术具有广泛的推广和应用价值。
参考文献[1] 建筑工程施工质量验收统一标准,GB50300-2001.[2] 混凝土结构工程施工质量验收规范,GB50204-2002.[3] 建筑施工安全检查标准,JGJ59-99.[4] 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范,JGJ130-2001.[5] 钢结构工程施工质量验收规范,GB 50205-2001.[6] 混凝土结构设计规范,GB50010-2002.[7] 建筑结构荷载规范,(GB 50009-2001).。