核心筒墻體鋼模板的設(shè)計(jì)與施工

鄭邦全

摘 要:本文介紹核心筒墻體鋼模板的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)

關(guān)鍵詞:模板的設(shè)計(jì)概況;模板計(jì)算;施工技術(shù);質(zhì)量保證措施

1 工程概況

北京雍和大廈工程位于北京東城區(qū),總建筑面積11.3萬(wàn)m2。地下三層,地上十二層。工程共有4個(gè)核心筒墻體,經(jīng)對(duì)工程綜合研究比較,核心筒墻體采用全鋼模板的設(shè)計(jì)及施工。

2 模板設(shè)計(jì)概況

模板設(shè)計(jì)依據(jù)工程施工圖及現(xiàn)行國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范做到角模統(tǒng)一,大板優(yōu)先為原則。跨越丁字墻,墻垛配置堵板,四邊形角模配置為一體。墻體混凝土澆筑最大側(cè)壓力按F=60KN/M2設(shè)計(jì)。模板高度為2.950m,模板上設(shè)操作平臺(tái)架及支腿。模板結(jié)構(gòu):面板為6mm熱軋平板,橫邊框及橫肋為[8#槽鋼,豎邊框?yàn)長(zhǎng)80X8角鋼,構(gòu)造豎肋為-60X6扁鋼,模肋的大縱肋為雙[10#槽鋼,相鄰模板間及陰陽(yáng)角模用M16螺栓連接,按高度方向1m一道。

3 模板計(jì)算

3.1 已知條件:模板面板為6mm熱軋平板,橫肋為[8#槽鋼,水平間距為0.3m,大縱肋為雙[10#槽鋼,最大間距為1.2m,穿墻螺栓最大間距為1.35m,吊鉤為Ф20圓鋼。

3.2 面板計(jì)算:新澆筑砼側(cè)壓力值取F=60KN/m2,面板按單向受力計(jì)算,按三跨連續(xù)計(jì)算,取10mm寬板帶為單元,故q=0.6N/mm。

強(qiáng)度計(jì)算:按靜荷載最大查得彎距系數(shù)Km=-0.100

Mmax=Kmql2=0.100×0.6×3002=5400N·mm

Wx=bh2/6=10×62/6=60mm2,故面板最大內(nèi)力值為:

σ=Mmax(rxwx)=5400/(1×60)=90N/mm2

撓度驗(yàn)算:查表得撓度系數(shù)Kt=0.677

fmax=Kfql4/(100EI)其中:E=2.06×105N/mm2,I=bh3/I2=10×63/I2=180mm4

故fmax=0.667×0.6×3004/(100×2.06×105×180)=0.874mm<2mm

3.3 橫肋計(jì)算:橫肋的支承點(diǎn)為大縱肋,近似按兩跨連續(xù)梁計(jì)算,q=0.6×300=18N/mm

強(qiáng)度計(jì)算:查表得彎距系數(shù)Km=-0.125

故Mmax=Kmql2=0.125×18×12002=3.24×106N·mm

查表得[8#槽鋼截面特征系數(shù)為:W=25.4×103mm3

I=101×104mm4,故橫肋最大內(nèi)力值

σmax=Mmax/W=3.24×106/(25.4×103)=128N/mm2

撓度驗(yàn)算:查表得撓度系數(shù)Kt=0.912

fmax=Ktql4/(100EI)=0.912×18×12004/(100×2.06×105×101×104)=1.636mm<2mm

3.4 大縱肋計(jì)算:大縱肋的支承點(diǎn)為穿墻螺栓,計(jì)算近似按兩跨連續(xù)梁承受均布荷載q=0.06×1200=72N/mm,驗(yàn)算大縱肋下端懸臂支座強(qiáng)度:MA=qL12/2=72×2002/2=1.44×106N·mm,2根[10#槽鋼截面特征:W=79.4×103,I=396×104mm4

σa=MA/W=1.44×106/(79.4×103)=18.14N/mm2

驗(yàn)算大縱肋中部支座強(qiáng)度:MB按不等跨連續(xù)梁在均布荷載作用下的最大內(nèi)力系數(shù)查表得:MB=-0.173qL22=0.173×72×10502=1.37×107N·mm

σb=MB/W=1.37×107(79.4×103)=173N/mm2

驗(yàn)算大縱肋懸臂部分的撓度:根據(jù)fmax= qL14/8EI=72×2504/(8×2.06×105×396×104)=0.042mm<2mm

驗(yàn)算大縱肋跨中部分的撓度:根據(jù)fmax=(5-24λ2)qL4/384EI=(5-24(250/1050)2)×72×10504)/ (384×2.06×105×396×104)=1mm<2mm

3.5 穿墻螺栓計(jì)算:穿墻螺栓水平間距1.2m,垂直間距以中間一個(gè)穿墻螺栓為例,距上端螺栓1.35m,距下端螺栓1.05m,此螺栓承受的拉力為:N=PA=0.06×1200×(1350+1050)/2=86400N,穿墻螺栓為Ф25,面積An=494.39mm2

σ=N/An=86400/494.39=174.76N/mm2

3.6 焊縫計(jì)算:板與槽鋼肋之間的焊縫計(jì)算:q=0.6×300=18N/mm, 按兩跨連續(xù)梁計(jì)算:V=0.625qL=0.625×18×1200=13500N 焊縫長(zhǎng)度lW=V×a /(0.7Hhffw)焊縫間距a取300mm,肋高H=80mm,焊縫高度ht=4mm,fW=160N/mm2故最小焊縫長(zhǎng)度:lW=V×a/(0.7HhffW)=13500×300/(0.7×80×4×160)=113mm

實(shí)際加工時(shí)焊縫為焊150mm,間距300mm,故滿足要求。

3.7 吊鉤計(jì)算:吊鉤采用Ф20圓鋼,截面面積A=314.22mm2,每塊的模板上設(shè)兩個(gè)吊鉤,按吊鉤裝6.6m寬模板自重2.4T計(jì)算,模板自重荷載設(shè)計(jì)取值系數(shù)1.3,即PX=1.3×204=3.12T。

σ=PX/A=31200/(2×314.2)=49.6N/mm2 <[σ]=215N/mm2均滿足要求。

吊鉤與模板間用M16×90螺栓連接,M16×90截面面積A=201mm2螺栓主要受剪。PX=3.12T=31200N,τ=Px/A=31200/(2×201)=77.61N/mm2<[τ]=125N/mm2故滿足要求。

4 模板施工技術(shù)

4.1 施工準(zhǔn)備

現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備搬手、鐵錘、鏟刀、角磨機(jī)、海綿條、單面膠條、PVC管、滾刷、脫模劑等工具材料。模板及配件按規(guī)格、品種編號(hào)分類的整齊傾斜750立放于模板支架上,支腿和平臺(tái)架連接在模板槽鋼大縱肋上,模板涂上脫模劑,試吊裝及檢查模板與吊具的整體牢固、穩(wěn)定性。模板安裝處的內(nèi)、外側(cè)控制線及通過(guò)隱蔽驗(yàn)收。

4.2 模板安裝

先安裝門窗洞口模板→吊入角模→吊入一側(cè)墻模、就位、調(diào)垂直→穿拉桿、放PVC套管→就位另一側(cè)模→穿擰對(duì)拉螺栓螺目→調(diào)整垂直度→緊固處理節(jié)點(diǎn)連接器→驗(yàn)收→分層對(duì)稱澆筑混凝土→拆模清理。

模板施工過(guò)程應(yīng)檢查連接螺栓有無(wú)松動(dòng)、吊裝用繩索卡具及吊鉤是否完整有效,焊縫有無(wú)開裂、漏焊等。吊裝時(shí)設(shè)專人指揮、統(tǒng)一信號(hào)。起吊時(shí)落鉤應(yīng)緩慢,模板面向外傾斜50～100 之間,禁止一次起吊兩塊大模板。風(fēng)力超過(guò)五級(jí)時(shí)應(yīng)停吊裝作業(yè)。

4.3 模板拆除

拆除模板時(shí)的砼強(qiáng)度需大于1.2N/mm2,冬施強(qiáng)度需達(dá)到4.0N/mm2。拆模順序?yàn)橄戎Ш蟛?后支先拆。先拆模板連接器、拉結(jié)風(fēng)纜→拆模板→拆陽(yáng)角→拆陰角,嚴(yán)禁用大錘敲擊模板,復(fù)查穿墻螺栓桿拆凈后方可起吊。

5 質(zhì)量保證措施

模板安裝必須保證軸線和截面尺寸準(zhǔn)確,垂直度、平整度和預(yù)埋件、預(yù)留孔洞允許偏差符合規(guī)定要求;保證整體的穩(wěn)定性、不變形、不錯(cuò)位、不漲模;拼縫要平整,堵縫整齊牢固,不得漏漿。鋼筋的綁扎不得超出墻線及避穿墻桿的水平位,限位鋼筋下料要準(zhǔn)確到位。砼澆注應(yīng)按0.4～0.6m高度分層澆注振搗。

6 結(jié)束語(yǔ)

模板工程在高層建筑的剪力墻墻體采用鋼模板,能確保模板拼縫嚴(yán)密、接縫平正,陰陽(yáng)角線平順,墻面平整,一次成活的高質(zhì)量結(jié)構(gòu)工程,可節(jié)省材料及施工成本,加快施工進(jìn)度,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。