現(xiàn)澆混凝土墻體模板設(shè)計(jì)及驗(yàn)算

摘 要:以實(shí)際工程為例，對U型槽側(cè)墻模板的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞:U型槽側(cè)墻模板設(shè)計(jì)驗(yàn)算

中圖分類號:TU755文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(c)-0030-01

模板結(jié)構(gòu)是現(xiàn)澆混凝土施工中必不可少的施工工藝，它的設(shè)計(jì)不但影響著混凝土的外觀質(zhì)量及施工安全，還直接影響混凝土施工過程的經(jīng)濟(jì)投入。因此，模板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)即要考慮便于安拆、周轉(zhuǎn)，還要滿足混凝土的澆注、養(yǎng)護(hù)需求，同時(shí)還要在滿足安全、質(zhì)量的前提下盡可能降低投入，這時(shí)通過對其強(qiáng)度、剛度等方面的驗(yàn)算進(jìn)行模板體系的優(yōu)化顯得非常重要。現(xiàn)以成府路工程的U型槽側(cè)墻模板為例，對墻模的設(shè)計(jì)及驗(yàn)算進(jìn)行簡要的闡述。

1 工程概況

成府路是貫穿奧林匹克公園東西向的一條重要道路，向西連接中關(guān)村核心區(qū)，向東與京承高速公路相接。我項(xiàng)目部施工標(biāo)段共有9倉U型槽結(jié)構(gòu)，各倉側(cè)墻的高度和厚度不等，其中墻體最大高度為12180mm，墻厚1731～500mm，側(cè)墻模板一次支搭高度為9.7m。

2 墻模設(shè)計(jì)

為了滿足業(yè)主方對混凝土外觀質(zhì)量的要求，墻模需要采用單板面積較大的模板。目前施工現(xiàn)場常用的主要是鋼模、木模、鋼木組合模板。考慮到鋼模的前期投入大、使用中易生銹且安拆不方便、后期維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較高，而完全用木模施工過程中損耗較大、且不利用生態(tài)環(huán)境，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比選確定使用鋼木組合模板體系。

墻模面板采用酚醛覆膜膠合板，它主要具有單板面積大，支搭方便、板面平整光滑、防水、易脫模、可兩面用等特點(diǎn)，內(nèi)楞采用方木，外楞采用鋼管并置、內(nèi)外楞相交處設(shè)穿墻螺栓。為了防止模板過高容易傾覆，外楞外側(cè)設(shè)鋼管支撐和鋼絲繩拉纖，模板外搭設(shè)腳手架工作平臺。

模板結(jié)構(gòu)的主要技術(shù)指標(biāo)為:面板厚18mm;內(nèi)楞木方50x100mm，間距250mm;外楞鋼管Φ48，t=3mm，間距600mm;穿墻螺栓采用圓鋼Φ16mm@750mm×600mm;面板接縫處內(nèi)楞加密。

3 模板驗(yàn)算

根據(jù)上面墻模驗(yàn)算簡圖，參照相關(guān)規(guī)范及計(jì)算手冊，對模板體系中的面板、內(nèi)楞、外楞的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行計(jì)算，穿墻螺栓需計(jì)算所受拉力。其中計(jì)算強(qiáng)度時(shí)最大彎矩及撓度按三跨連續(xù)梁計(jì)算，外楞根據(jù)支撐內(nèi)楞需要而設(shè)置，主要作用是加強(qiáng)各部分的連接和模板的整體剛度。所用材料力學(xué)參數(shù)如下:

酚醛覆膜膠合板:強(qiáng)度設(shè)計(jì)值［σ］＝24N/mm2彈性模量E=3500N/mm2

木方:強(qiáng)度設(shè)計(jì)值［σ］＝13N/mm2 彈性模量E=9000N/mm2

鋼管:強(qiáng)度設(shè)計(jì)值［σ］＝215N/mm2 彈性模量E=2.06×105N/mm2

3.1 混凝土側(cè)壓力計(jì)算

＝0.22×25×5×1.2×1.15×11/2

＝37.95kN/m2

＝25×9.4＝235kN/m2

取兩者較小值，＝37.95kN/m2作為模板側(cè)壓力的標(biāo)準(zhǔn)值，并考慮傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的水平荷載取4kN/m2，分別取荷載分項(xiàng)系數(shù)1.2和1.4，則作用在模板上的總荷載設(shè)計(jì)值為:

q＝(×1.2+4×1.4)＝(37.95×1.2+4×1.4) ＝51.14kN/m2

3.2 面板計(jì)算

(1)強(qiáng)度驗(yàn)算

取1.0m寬面板進(jìn)行計(jì)算，則:

I＝bh3/12＝(1000×183)/12＝4.86×105mm4

W＝bh2/6＝(1000×182)/6＝5.4×104mm3

q1＝51.14kN/m2×1.0m ＝51.14N/mm

模板的最大彎矩為:

Mmax＝ｑ1l2/10＝51.14×2502/10＝3.20×105N·mm

模板截面強(qiáng)度為:

σ＝M/W＝3.20×105/(5.4×104)

＝5.93N/mm2＜［σ］＝24N/mm2

強(qiáng)度滿足要求。

(2)剛度驗(yàn)算:剛度驗(yàn)算采用標(biāo)準(zhǔn)荷載，同時(shí)不考慮振動(dòng)荷載作用。則:

q2＝F·a＝37.95kN/m2×1m＝37.95N/mm

ω＝ｑ2l4/(150×E×I)

＝37.95×2504/(150×3.5×103×4.86×105)

＝0.58mm＜[ω] ＝250/400＝0.63mm

剛度滿足要求。

3.3 內(nèi)楞驗(yàn)算分為強(qiáng)度驗(yàn)算和剛度驗(yàn)算

3.4 外楞驗(yàn)算也分為強(qiáng)度驗(yàn)算和剛度驗(yàn)算，剛度亦滿足要求

3.5 對拉螺栓驗(yàn)算

Ф16對拉螺栓凈面積A=143mm2，容許拉力[N]＝24.5kN。對拉螺栓所承受的拉力為:

N＝F×A

＝51.14×0.75×0.6

＝23.0kN＜[N]＝24.5kN

N＜[N]對拉螺栓滿足要求。

4 結(jié)語

成府路道路工程中的U型槽施工通過對模板支撐體系強(qiáng)度和剛度的驗(yàn)算，使模板支撐體系中的面板厚度、內(nèi)外楞間距、對拉螺栓的直徑等無論從技術(shù)上還是從經(jīng)濟(jì)上都得到了優(yōu)化。同時(shí)，通過在施工前試驗(yàn)嚴(yán)格控制混凝土初凝時(shí)間、施工中嚴(yán)格控制混凝土的澆注速度，加強(qiáng)模板體系看護(hù)等手段，即保證了隧道U型槽模板體系的施工安全，同時(shí)也保證了側(cè)墻混凝土外觀及內(nèi)在質(zhì)量。本工程在2009年順利的通過了國家優(yōu)質(zhì)工程的評審。

參考文獻(xiàn)

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