复杂大钢模板拼装及施工过程控制

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2009年度

科技成果资料

复杂大钢模板拼装及施工过程控制

技术研究与应用

中铁十七局集团建筑工程有限公司第八项目部

2008年11月30日

复杂大钢模板拼装及施工过程控制

技术研究与应用

[摘要]近几年来随着施工水平的提高，施工质量标准也在不断提高，全大钢模板在高层框剪结构中应用越来越广泛，其特点构造简单，结构合理，装拆方便，周转次数多，节约成本，浇筑的混凝土边角方正、尺寸正确，达到清水混凝土的效果，本文就水岸雅居底商住宅楼工程，介绍了大钢模板设计和计算，重点对复杂大钢模板的拼装及施工过程控制措施进行研究和应用。

［关键词］复杂大钢模板  角模  清水混凝土

一、工程概况

水岸雅居底商住宅楼工程位于滨河西路滨河体育中心北侧，总建筑面积138000m²，分为A、B、C三个楼座，总建筑标高99.95m，地上为三十三层标准层，标准层墙体结构为现浇砼剪力结构，层高3000mm，根据本工程特点剪力墙模板选用全大钢模板，A、B座分别划分4个流水段，模板配置1个流水段，C座划分2个流水段，模板配置1个流水段。墙体流水段划分界处模板配置断开成搭接形式。由于本工程标准层造型复杂，模板流水不能满足使用，需增配部分角模、洞口模板。

二、复杂大钢模板设计

本工程墙模板选用LD－86系列主龙骨模板，面板采用6mm厚钢板，加强背楞采用双向10＃槽钢，此模板整体性强、刚度大、拼缝少，墙体表面效果好。

1、墙体模板

本工程按标准层层高3000mm设计，内墙模板高度为2920mm，外墙模板高度为3050mm，相邻模板间使用专用的模板连接器进行拉结，使相邻两块模板的板面在同一平面，以保证墙体平整度。同时对各模板进行编号，施工时对号入位，避免给施工带来不便。

2、角模设计

阴角角模采用搭接形式，与大面模板企口方式连接，并留2mm缝隙，便于拆除。阳角模是由两块模板焊接成整体，使之成为一个刚性角，角的边长以墙厚加上阴角模边长。

3、穿墙螺栓

穿墙螺栓采用T32锥形螺栓，大头T32，小头Φ28，设钢楔孔，该螺栓砼内无需用PVC套管，拆除时只需将钢楔先拆除，即可拆除螺栓，操作简单方便。

4、门窗洞口

门窗洞口模板设计成专用的模板，窗洞口模板与洞口模板基本相同，结构施工完后窗台用加气砼砌块补砌。洞口模板采用中央调节机构，转动中心调节丝杆进行支模，达到规定尺寸后，将角模顶丝拧紧即可，详见附图。

三、复杂大钢模板计算

    模板面板为6mm厚钢板，肋为[8#,水平间距为300mm，背楞为双根[10#，最大间距为1200mm，穿墙螺栓最大间距为1200mm，吊钩为φ20圆钢。

1、面板计算：

（1）计算简图：

    新浇注砼侧压力值取F=60KN/m²，面板按单向受力计算，按三跨连续计算，取10mm宽板带为计算单元，故q=0.6N/mm，计算简图如图所示：   

（2）强度计算：                             

按静荷载最大查得弯矩系数K_m= -0.100

Mmax=K_mql²=0.100×0.6×300²=5400N·mm

W_x=bh²/6=10×6²/6=60mm²

故面板最大内力值为：

σ=Mmax/(r_xW_x)=5400/(1×60)=90N/mm²<f=215N/mm²满足要求。

（3）挠度验算：

查表得挠度系数K_f=0.677

f_max=K_fql⁴/(100EI)

其中钢材弹性模量E=2.06×10⁵N/mm²,I=bh³/12=10×6³/12=180mm⁴

故f_max=0.667×0.6×300⁴/(100×2.06×10⁵×180)=0.874mm

2、肋计算：

（1）计算简图：

肋的支承点为槽钢背楞，近似按两跨连续梁计算，计算简图如图所示：

q=0.6×300=18N/mm                    

（2）强度验算：                           

查表得弯矩系数K_m= -0.125

故M_max=K_mql²=0.125×18×1200²=3.24×10⁶N·mm

查表得[8槽钢截面特征系数为：W=25.4×10³mm³，I=101×10⁴mm⁴

故肋最大内力值σ_max=M_max/W=3.24×10⁶/(25.4×10³)=128N/mm²<f=215N/mm²满足要求。

（3）挠度验算：

查表得挠度系数K_f=0.912

f_max=K_fql⁴/(100EI)

故f_max=0.912×18×1200⁴/(100×2.06×10⁵×101×10⁴)=1.636mm

3、背楞计算：

（1）计算简图：

背楞的支承点为穿墙螺栓，按承受均布荷载q=0.06×1200=72N/mm,计算简图如下图所示：

（2）强度验算：                           

a、  背楞下端为悬臂结构，验算下端支座A处强度：

M_A=qL₁²/2=72×200²/2=1.44×10⁶N·mm

2根[10槽钢截面特征：W=79.4×10³mm³,I=396×10³mm⁴。

σ_A=M_A/W=1.44×10⁶/(79.4×10³)=18.14N/mm²<f=215N/mm²

b、  验算支座B处强度：

    M_B按不等跨连续梁在均布荷载作用下的最大内力系数查表得：

M_B= -0.245qL₂²=0.245×72×900²=1.43×10⁷N·mm

σ_B=M_B/W=1.43×10⁷/(79.4×10³)=180.1N/mm²<f=215N/mm²均满足要求。

（3）挠度验算：

    如上图为一不等跨连续梁，BC=1200mm，跨度最大，故主要验算ＢＣ跨的挠度。根据《建筑结构静力计算手册》，梁在均布荷载作用下的最大挠度f_max=系数×qL⁴/24EI,而系数与Ｋ₁=4Mc/qL₃²及K₂=4M_B/q L₃²有关。

M_C= qL₁²/2=72×200²/2=1.44×10⁶N·mm

M_B=由以上计算所得结果，即Ｍ_Ｂ＝1.43×10⁷ N·mm

故Ｋ₁=4Mc/qL₃²=4×1.44×10⁶/(72×1200²)=0.06

  K₂=4M_B/q L₃² =4×1.43×10⁶/(72×1200²)=0.55

  根据Ｋ₁ 、K₂查表得系数为：0.115

故f_max=0.115×qL⁴/24EI=0.115×72×1200⁴/(24×2.06×10⁵×396×10⁴)=0.88mm

4、穿墙螺栓计算：

穿墙螺栓水平间距1200mm，垂直间距：以中间一个穿墙螺栓为例，距上端螺栓1200mm，距下端螺栓900mm，此螺栓承受的拉力为： 

Ｎ=PA=0.06×1200×(1200+900)/2=75600N

穿墙螺栓为带锥度螺栓，大头φ32、小头φ２８，小头面积Ａ_n＝615.44mm^２

σ=N/Ａ_n =75600/615.44=122.84N/mm²<f=215N/mm²均满足要求。

5、焊缝计算：

主要计算面板与槽钢肋之间的焊缝计算：

q=0.06×300=18 N/mm,按两跨连续梁计算，计算简图如下图所示：