組合鋼模板施工設計內容及其計算方法
2011-12-31 00:00:00鐘玉新王海有李斌
中華建設科技 2011年11期
【摘 要】本文介紹了組合鋼模板施工設計的內容、程序和原則以及施工設計中荷載、容許應力和容許撓度、荷載組合、內愣和外愣間距、支柱間距、支柱承載力和對拉螺栓拉力的計算和確定方法。
【關鍵詞】組合鋼模板；荷載；間距；承載力；拉力
Combination of content and design of steel formwork construction method of calculating
Zhong Yu-xin 1，Wang Hai-you 2，Li Bin 3
(1.Pingdingshan smooth road maintenance Engineering Co.， Ltd Pingdingshan Henan 467000；
2.Highway Authority Pingdingshan Pingdingshan Henan 467000；
3.Project Management Consulting Co.， Ltd. Henan Hengtong Pingdingshan Henan 467000)
【Abstract】This article describes the design of composite steel formwork construction content， procedures and principles of design and construction loads， allowable stress and allow the deflection， load combinations， blank inside and outside the blank space， pillar spacing， pillar bearing capacity and the calculation of the bolt tension and determine the method.
【Key words】Combined steel formwork;Load;Spacing;Capacity;Rally
1. 前言
組合鋼模板由于使用方便靈活，成本低廉，在混凝土工程中被廣泛采用，雖然屬于臨時工程，但它是保證混凝土質量的先決條件，甚至影響到工程的安全、進度和效益。因此，認真搞好組合鋼模板的施工設計十分必要。
2. 組合鋼模板施工設計內容
組合鋼模板施工設計一般包括以下內容：
（1）繪制配板設計圖、支撐系統布置圖、細部結構和異形模板大樣圖。
（2）根據施工條件確定施工荷載，對模板和支撐系統進行驗算。
（3）制定技術和安全措施，包括：模板結構安裝及拆除的程序和方法；特殊部位、預埋件和預留孔的處理方法；必要的保溫、隔熱或散熱措施；混凝土坍落度和澆搗方法等。
（4）編制模板及配件的規格、數量匯總表和周轉使用計劃。
（5）編寫模板工程施工說明書。
3. 組合鋼模板配板設計程序和原則
先繪制簡明結構總圖，對各個配板單元編號，然后從面積較小的結構開始依次展開，選用模板規格的原則是先大后小，角模選擇要合理，接縫要錯開。
4. 組合鋼模板施工設計計算方法
4.1 荷載。
（1）模板和支架自重荷載。
（2）新澆混凝土自重荷載。
（3）鋼筋自重荷載。
（4）施工人員、澆筑設備及混凝土堆集荷載。
（5）振搗混凝土時產生的荷載。
（6）傾倒混凝土時產生的荷載（對垂直模板）。
（7）新澆筑混凝土對模板的側壓力。
其中（1）～（6）按有關規定查取或計算，當采用內部振搗器時（7）按下列兩式計算，并取其中的較小值。
ρm=4.0+1500 T+30 #8226;Ks #8226; Kω#8226; V 13（1）
Pm ＝2.5#8226;H （2）
4.2 容許應力和容許撓度。
容許應力和容許撓度按有關規定查取。
4.3 荷載的組合。
在實際施工中，七種荷載不會同時作用于模板上，對于不同的構件會產生不同的組合，組合方式如表1所示。
表1 模板、支架計算荷載組合表
模板構件名稱按七種荷載項目的序號
計算強度用計算剛度用
平板和薄殼的模板和支架（1）＋（2）＋（3）＋（4）（1）＋（2）＋（3）
梁和拱的底模板（1）＋（2）＋（3）＋（5）（1）＋（2）＋（3）
梁和拱及邊長＜300mm的柱，厚度≤100mm的墻的側模板（5）＋（7）（7）
厚大結構及邊長＞300mm的柱，厚度＞100mm的墻的側模板（6）＋（7）（7）
5. 支撐系統的計算
5.1 內鋼楞間距的確定。內鋼楞直接支撐鋼模板，它的間距就是鋼模板的跨度，其取決于鋼模板的抗彎強度和撓度控制值，工程實踐中可依據有關規定查取。
5.2 外鋼愣間距的計算。外鋼愣支撐內鋼楞，承受內鋼楞傳來的集中荷載，它的間距就是內鋼楞的跨度，其由內鋼楞的抗彎強度和撓度控制值決定。
（1）單跨及兩跨內鋼楞跨度計算。
按抗彎強度計算。
b 8［σ］#8226;WPm #8226;a （3）
按撓度計算
b 4384［f］#8226;EI5Pm #8226;a（4）
外鋼愣間距取上兩式中b值的較小者。
（2）三跨及其以上連續內鋼楞跨度計算。
按抗彎強度計算
b 10［σ］#8226;WPm #8226;a（5）
按撓度計算
b 4150［f］#8226;EIPm #8226;a （6）
外鋼愣間距取上兩式中b值的較小者。
5.3 支柱間距的計算。
底模一般由內鋼楞支撐并將荷載傳給外鋼愣，再由外鋼愣傳給支柱。此時，外鋼愣成為支撐內鋼楞傳來的集中荷載的連續梁，支柱的間距也就是外鋼愣的跨度。支柱的容許最大間距可按以下近似公式計算：
（1）兩支柱間承受一點集中荷載。
按抗彎強度計算
l 4［σ］#8226;WP（7）
按容許撓度計算
l 348［f］#8226;EIP （8）
支柱間距取上兩式中l值的較小者。
（2）兩支柱間承受二點集中荷載。
按抗彎強度計算。
l 3.5［σ］#8226;WP（9）
按容許撓度計算
l 355［f］#8226;EIP （10）
支柱間距取上兩式中l值的較小者。
（3）均布荷載。
當不設外鋼愣，而是由內鋼楞直接把鋼模板的荷載傳給支柱，此時內鋼楞承受的是均布荷載，相當于均布荷載作用下的連續梁。其支柱的容許最大間距可按以下近似公式計算：
按容許應力計算
l 10［σ］#8226;Wq（11）
按容許撓度計算
l 4150［f］#8226;EIq （12）
支柱間距取上兩式中l值的較小者。
5.4 支柱承載力的計算。
支柱承載力可依據有關規定查取進行驗算。
5.5 對拉螺栓的計算。
每根對拉螺栓的拉力按下式計算：
F=Pm （α#8226;β ） （13）
公式（1）～（13）中：
Pm——新澆筑混凝土的最大側壓力（KPa）。
V——混凝土的澆筑速度（m/h）。
T——混凝土入模溫度（℃）。
H——混凝土側壓力計算位置處至新澆筑混凝土頂面的總高度（m）。
Ks——混凝土坍落度影響系數。坍落度小于30mm時，Ks＝0.85；坍落度
50～90mm時，Ks＝1.0；坍落度在110～150mm時，Ks＝1.15。
Kω——外加劑影響系數。不加時，Kω＝1；摻緩凝劑時，Kω＝1.2。
b——內鋼楞的跨度（cm）。
［σ］——容許應力（KPa）。
a——內鋼楞的間距（cm）。
W——雙根內鋼楞的截面最小抵抗矩（cm 3）。
EI——雙根內鋼楞的抗彎剛度（KPa#8226;cm 4）。
［f］——容許撓度（cm）。
l——支柱的最大容許間距（cm）。
P——集中荷載（KN）。
q——均布荷載（KN／cm）。
F——對拉螺栓承受的拉力（KN）。
α——對拉螺栓的橫向間距（cm）。
β——對拉螺栓縱向間距（cm）。
6. 結語
為了保證模板和支撐系統的正常使用，還要對地基的承載力和穩定性進行驗算。
施工實踐中由于模板和支撐系統的不合格導致嚴重的質量安全事故屢有發生，教訓慘痛，造成很大的生命財產損失，避免慘痛教訓再次發生的根本辦法是認真進行模板和支撐系統的設計，并保證施工質量。
參考文獻
［1］ 陳顯寰.組合鋼模板手冊［M］ .上?！蒙虾？茖W技術出版社，1992.
［2］ 方先和，等.建筑施工［M］.武漢∶武漢大學出版社，1991.
［3］ 寧仁岐，劉宗仁，等.建筑施工技術［M］.哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1995.
［4］ 趙志縉，等.建筑施工 ［M］.北京：中國建筑工業出版社，1985.
［5］ 建設部干部學院.建筑施工技術 ［M］.武漢：華中科技大學出版社，2009.
［文章編號］1619-2737（2011）11-07-323
［作者簡介］ 鐘玉新（1969-），男，籍貫：安徽池州人，學歷：本科，職稱：高級工程師，長期從事公路工程技術與管理工作。
