限制塑性發展下早拆模施工梁板正截面承載力分析

劉鳳翰

（南京交通職業技術學院建筑工程學院，南京211188）

限制塑性發展下早拆模施工梁板正截面承載力分析

劉鳳翰*

（南京交通職業技術學院建筑工程學院，南京211188）

工程中早拆模施工主要依據混凝土強度發展達到設計強度的比率來確定拆模方案，較少對結構承載力分析。混凝土強度增長與梁板結構截面承載力發展非線性關系，早拆模施工應關注結構承載力的發展情況。基于限制混凝土應力塑性發展情況下，對早拆模梁板結構正截面承載力進行研究，分析計算相關的系數α1，β1等值，計算不同混凝土強度達設計值比率下，梁板結構正截面承載力及承載力達設計承載力的比率值。研究闡述的計算方法，可供施工人員分析早拆模施工時梁板結構正截面承載力參考。

限制塑性發展，早拆模，梁板，正截面，承載力

1 引 言

早拆模施工對工程提高模板利用率、加快工程進度、節省施工成本具有很好效果［1］。早拆模主要應用于梁板工程中［2］。早拆模施工階段，由于梁板混凝土強度未達到設計強度，拆模時梁板的實際強度是決定拆模時的結構安全及后期結構質量的關鍵因素。國內早拆模施工，采用相應的早拆模模板系統，在拆模時對結構強度的控制，主要依據對混凝土早期強度的推定或測定來確定拆模方案［3］。國內相應的規范對拆模的時間，提出了相應的要求，其要求主要是通過對混凝土強度及梁板跨度等參數進行相關的規定［4］。

早拆模施工混凝土不同拆模時間、不同齡期強度時，在不同的結構情況下，如截面尺寸、配筋情況等，對結構強度的影響情況差異較大，僅依據混凝土強度、結構跨度等參數進行簡單的判斷，確定早拆模施工方案是不合理的，在此基礎對結構安全及結構質量影響的評定是不準確的。

早拆模施工情況下，應當從梁板截面強度情況進行分析作為早拆模方案的確定依據。本文對梁板早拆模正截面承截力發展進行分析，提出早拆模情況下，不同混凝土強度達設計強度比率下，拆模時梁板正截面承載力達設計承載力的比率。

2 限制塑性發展的正截面計算系數分析

早拆模工況下，宜考慮限制截面混凝土應力塑性發展，對規范給定的應力應變情況可僅考慮0－e0階段，此情況下，α1，β1，ξb取值與《規范》給定的數值不同。下面進行其系數的研究計算。

《規范》給出的理想化的應力應變關系分曲線段與直線段［5］，直線段是考慮混凝土應力達到fc后的塑性發展，限制混凝土塑性發展情況下的計算，可以不考慮混凝土應力應變關系的直線段。僅考慮其曲線段，即不考慮塑性發展階段的發生，如圖1所示。根據規范提出的α1，β1，對混凝土應力曲線段進行矩形等效分布，等效前后應力合力形心位置與總合力值保持不變，采用α1，β1系數對應力值及受壓區高度進行調整，由此，推出矩形截面α1，β1系數的計算公式，如式（1）和式（2）所示（推導過程從略）［6］。施工階段混凝土早拆模齡期下的系數分別用α1t，β1t，ξbt表示。根據公式采用MATLAB進行計算，初次計算結果如表1所示。

《規范》規定：ε0＜0.002時取0.002，n＞2.0時取2.0，調整后對α1，β1進行計算，計算結果如表2所示。

圖1 考慮塑性發展和不考慮塑性發展時的應力分布情形Fig.1 Stress distribution：（a）plasticity development、（b）without plasticity development

表1 α1、β1系數的初次計算結果Table 1 Initial calculation resulfs ofα1、β1

表2 α1，β1系數調整后的計算結果Table 2 Calculation ofα1、β1after adjustment

以下均以混凝土強度等級小于等于C50進行研究，α1t取0.89，β1t取0.75，則限制塑性發展情形時的ξbt經計算如表3所示，表中同時列出正常正截面設計時的ξb。

表3 ξbt的計算結果（對比列出ξb）Table 3Calculation results ofξbt（comparison listξb）

3 限制受壓區塑性發展下混凝土強度達設計強度不同比率的正截面強度研究

混梁板結構正截面承載力在已確定配筋情況下的Mu值，其值可按下式計算（不考慮超筋情形）：

早拆模齡期t時，混凝土強度達到設計強度的的比率γt（百分率γt×100%），正截面承截力Mt，計算時按限制塑性發展考慮，各系數按前述計算方法確定值取用。

式中，令

令

鼻內鏡射頻能夠在鼻內鏡應用下，找到準確的鼻出血位置，對鼻出血患者的治療效果非常明顯，對鼻腔內反復出血的患者，以及不能應用鼻內鏡進行檢查的患者有非常好的效果。對出血非常嚴重的動脈性出血患者來首，堵塞壓迫方式如果沒有較好的止血效果，可以增加栓塞的頸外動脈分支方法進行止血。

混凝土強度等級不超過C50時各項系數值，在混凝土達設計強度值的比率分別為30%，50%，70%等情形時的取值如表4所示。

表4 混凝土強度比率30%，50%，70%時各系數取值Table 4 Value of each coefficient for concrete strength ratio 30%，50%，70%

早拆模梁板，不同混凝強度比率時，正截面承載力Mt，達到正截面設計承載力的比率η，正截面設計承載力Mu，則：

考慮早拆模階段限制塑性發展時，以上計算加入ξt≤ξbt的條件限制：

則rt≥rtb。可按式（2）－式（3）計算混凝土強度所達百分比時，梁板正截面承載力Mt、承截力達設計值的比率η。

當rt＜rtb時，則：

因此，當rt≤rtb時，按式（18）、式（19）計算混凝土強度所達百分比時，梁板正截面承載力Mt達設計值的比率η。

根據以上推導，Mt與設計承載力Mu關系隨早期強度比率rt變化情況如圖2所示。

圖2 Mt值隨混凝土早期強度達設計值比率rt變化情況Fig.2 Mtvalue for the strength of concrete at early with the change of design value ratio rt

4 算 例

某梁板工程，混凝土C25，梁板鋼筋均采用HRB400鋼筋。板厚100 mm，配筋φ8＠150；梁尺寸b＝250 mm，h＝400 mm，縱向受力筋3Ф20，按本文方法確定混凝土強度分別達30%，50%，70%時的承載力達設計承載力的比率。

4.1 板

則混凝土強度30%時，rt＜rtb；混凝土強度50%、70%時，rt≥rtb。分別按式（6）和（3）式計算：

同法可求得η0.7＝0.96（96%）。

4.2 梁

同法可算得ξ＝0.312，rtb＝0.798（79.8%）。

混凝土強度30%，50%，70%時，rt＜rtb，則應按式（19）計算，同板的計算方法一樣可得：η0.3＝0.35（35%），η0.5＝0.60（60%），η0.7＝0.81（81%）。

本例梁板結構承載力達設計值的比率，結果匯總如表5所示。

表5 算例梁板混凝土強度比率30%，50%，70%時承載力達設計值比率Table 5 Load capacity to-design value ratio for beam slalb w ith concrete strength ratio 30%，50%，70%

從本例計算結果可見，因板的相對受壓區高度ξ較小，受壓區混凝土承壓能力未被充分利用，故當混凝土強度達設計強度比率小對正截面承載力達設計值的比率影響小。梁的相對受壓區高度ξ較大，混凝土強度達設計強度比率對正截面承載力達設計值比率影響較大。

5 結 語

早拆模施工，通常根據混凝土強度達到設計強度的比率來確定拆模方案。混凝土強度的發展情況與結構承載力非線性關系，混凝強度發展的比率并不等于結構承載力發展的比率。

本文對早拆模情況下，基于限制混凝土應力塑性發展進行分析，計算早拆模情況下相關的系數α1，β1等值，分析計算混凝土強度達不同設計值比率時，梁板結構正截面承載力及承載力達設計承載力的比率值。本文研究闡述的計算方法，可供施工人員早拆模施工時分析梁板結構正載面承載力參考。

［1］ 張良杰.建筑業10項新技術（2010版）之模板及腳手架技術［J］.施工技術，2011，40（3）：23-25.Zhang Liangjie.Formwork and scaffold technology in 2010 editionten new technology of buildings［J］.Construction Technology，2011，40（3）：23-25.（in Chi-nese）

［2］ 吳書義，王勝，劉漢進，等.現澆雙向密肋樓蓋早拆模板支撐體系設計與施工［J］.施工技術，2012，361（41）：105-107：91-93.Wu Shuyi，Wang Sheng，Liu Hanjin，etal.Design and construction of early-dismantling formwork support system for cast-in-situ bidirectional ribbed slab floor［J］.Construction Technology，2012，361（41）：105-107：91-93.（in Chinese）

［3］ 李俠，孫世東，崔榮強，等.多種模板主梁樓板早拆模板施工技術［J］.施工技術，2012，375（41）：105-107.Li xia，Sun Shidong，Cui Rongqiang，et al.Construction of early-dismantling floor formwork with mutiple main beam［J］.Construction Technology，2012，375（41）：105-107.（in Chinese）

［4］ 中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB 50204—2002混凝土結構工程施工質量驗收規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2011.Ministry of Housing and Urban-Rural Department of the People’s Republic of China.GB 50204—2002 Code for acceptance of construction quality of concrete structure［S］.Beijing：China Architecture and Building Press，2011.（in Chinese）

［5］ 中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB 50010—2010混凝土結構設計規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2011.Ministry of Housing and Urban-Rural Department of the People’s Republic of China.GB 50010—2010 Code for design of concrete structure［S］.Beijing：China Architecture and Building Press，2011（in Chinese）

［6］ 劉鳳翰.混凝土結構正截面設計α1和β1系數研究與應用［J］.四川建筑科學研究，2012，38（4）：55-57.Liu Fenghan.The concrete structureα1，β1 and the coefficients of cross-section design and application［J］.Sichuan Building Science，2012，38（4）：55-57.（in Chinese）

Analysis on Normal Section Bearing Capacity Beam Slab w ith Early Form Removal under Restricting the Plastic Development

LIU Fenghan*
（College of Cioil Engineering and Architecture，Nanjing Communications Institute of Technology，Nanjing 211188，China）

In construction works，determining form removal programsmainly bae on the ratio of concrete design strength，and less on the structural capacity analysis.Growth of concrete strengh is non-linear relationship with normal section bearing capacity development of beam slab.Early form removal construction should focus on the developmentof structural capacity.Based on limiting plastic stress development of the concrete，the article stndies bearing capacity of beam slab with early form removal through research，analysis，calculation of the correlation coefficientsα1，β1 equivalent，the design values of different concrete strength ratio，the slab structure normal section capacity and capacity up to design capacity ratio values.The calculation method of this artile also provides a reference for the construction workers to analyse the capacity during the early form removal.

restrict plasticity development，early form removal，beam slab，normal section bearing capacity

2013－07－11

*聯系作者，Email：kx99＠qq.com