楼面模板施工工艺技术分析

　　摘要：本文主要模板施工工艺方式进行探讨，通过工程实践，论述了六层楼面模板承重架搭设,高度21.400m，采用泵送商品混凝土。此部分模板支撑架跨度及高度均较大，在确保模板支撑架的整体强度及稳定性的前提下，综合考虑支撑架搭设的方便情况，决定采用钢管扣件与型钢格构柱组合式支撑架，并讨论了模板支撑架的设计与计算满足地基承载力要求。
　　关键词：模板支撑设计，地基承载力
　　1工程概况
　　宏华数码印花研发基地工程建筑面积25549平方米。其中地下3883平方米，地上21666平方米。本工程±0.00相当于绝对标高+7.400m，自然地坪相对标高-1.200m。±0.00以下为一层整体地下室。主楼总高度59.7m。
　　2模板支撑方案的分析
　　六层8～10轴楼面面层标高为21.570m，一至五层均中空；在B、C、D轴线上为三根预应力主梁，截面为450×1000，跨度为16.800m；南北两根边梁截面为300×1170；8轴9轴两根梁截面为400×650，10轴梁截面为250×850；其余梁截面为250×450。楼板厚150mm，混凝土强度C40。六层楼面模板承重架搭设高度21.400m，采用泵送砼。此部分模板支撑架跨度及高度均较大，在确保模板支撑架的整体强度及稳定性的前提下，综合考虑支撑架搭设的方便情况，决定采用钢管扣件与型钢格构柱组合式支撑架。
　　3模板支撑架的设计与计算
　　1、模板及其支架设计
　　模板采用18厚的胶合板，采用Φ48×3.0钢管脚手架满堂搭设并与型钢格构柱组合为支撑架。
　　钢管满堂脚手架的立杆初步设定为：中部井字梁及板下立杆间距为700×900mm，主梁及其它截面较大梁下立杆间距为650×700mm，步距均为1.5m。在9轴上B、C、D轴处设置三个型钢格构柱，竖向按1.5m间距与钢管满堂脚手架连接。钢管满堂脚手架按1.5m步距与8轴、10轴混凝土柱抱牢。参照JGJ130-2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范进行计算。不考虑型钢格构柱的受力（型钢格构柱做为安全储备）。钢管满堂脚手架主要计算立杆的稳定性,按照两端铰接轴心受压构件进行计算。模板由方木条支撑顶端横杆上,横杆承受集中荷载,横杆的受力按照简支梁计算；横杆将荷载传给纵杆；立杆作为纵杆的支撑件，纵杆将荷载传给立杆作为轴向力。
　　2、验算21.400m高度承重架：
　　8～10轴地下室顶板承重架不拆除，承重架支承在地下室顶板上，立杆地基承载力不作验算，但需验算顶板下部支撑架的强度；承重架支承在回填土上的部分，需做立杆地基承载力验算。
　　1)．承受荷载取值：
　　模板自重:0.750kN/m2钢筋自重:1.500kN/m3(按混凝土体积)
　　混凝土自重:24.000kN/m3施工荷载标准值:1.000kN/m2
　　振捣荷载标准值：2.000kN/m2
　　2).荷载计算：
　　a、主梁下立杆间距为650mm×700mm部分
　　钢筋砼自重：梁:P=0.45×0.85×0.7×25.5＝6.83kN板:P1=2.2×0.15×0.7×25.5＝5.89kN
　　模板自重：P2=(2.2+0.85×2)×0.7×0.75=2.05kN
　　钢管、扣件自重：P3=n3[q3(h+L+b)+Q]×3
　　=15×[0.033(1.5+0.73+0.7)+0.034]×3=5.88kN
　　式中q3——钢管自重，q3=0.033kN/m2
　　Q——扣件自重，按每步二个直角扣件、四步一个旋转扣件、四步一个对接扣件计算，Q=0.0132×2+(0.0146+0.0184)×0.25=0.034kN
　　n3——立杆步数，n3＝15
　　施工荷载：P4=2.2×0.7×1.0=1.54kN
　　振捣荷载：P5=2.2×0.7×2.0=3.08kN
　　底层3根立杆所承担的轴心压力N=YG(P1+P2+P3)+YQ(P4+P5)
　　＝1.2×(5.89+2.05+5.88)+1.4(1.54+3.08)＝23.05kN
　　化为均布荷载：q=N/L=23.05/1.3=17.73kN/m
　　按二跨等跨连续梁计算：
　　N1=58qL＋P=58×17.73×1.3＋6.83＝21.24kN
　　N2=38qL=38×17.73×1.3＝8.64kN
　　钢管顶端横杆的计算跨度(立杆的水平间距):700mm
　　钢管立杆的步距:L=1500mm
　　计算公式:f1=N/φA≤f
　　其中N——轴心压力的计算值：N=21240NA——钢管净截面面积：A=424.00mm2
　　φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=L0/i=1500/15.9=94
　　查表得到:φ=0.634
　　H——钢管立杆的步距：L=1500mm
　　a——模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑的长度
　　L0——立杆计算长度:LO=H+2a=1500+2×0=1500mm
　　i——钢管立杆的回转半径:i=(Iy1/A)1/2=15.90mm
　　D——钢管外径：D=48mm
　　d——钢管内径：D=42mm
　　A——钢管横截面积：A=(D2-d2)3.14/4=424mm2
　　f1——钢管立杆受压强度计算值：
　　经计算得到f1=79N/mm2﹤f
　　f——钢管立杆抗压强度设计值：f=205N/mm2
　　因N1=21.24kN，保证立杆的轴心受力，搭设时采用双立杆，在梁底均采用顶托。
　　钢管顶端横杆的计算跨度(立杆的水平间距):700mm
　　钢管立杆的步距:L=1500mm
　　计算公式:f2=N/φA≤f
　　其中N——轴心压力的计算值：N=8640N
　　A——钢管净截面面积：A=424.00mm2
　　φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=L0/i=3200/15.9=201
　　查表得到:φ=0.179 
　　H——钢管立杆的步距：L=1500mm
　　a——模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑的长度
　　L0——立杆计算长度:LO=H+2a=1500+2×850=3200mm
　　i——钢管立杆的回转半径:i=(Iy1/A)1/2=15.90mm
　　D——钢管外径：D=48mm
　　d——钢管内径：D=42mm
　　A——钢管横截面积：A=(D2-d2)3.14/4=424mm2
　　f2——钢管立杆受压强度计算值：
　　经计算得到f1=114N/mm2﹤f
　　f——钢管立杆抗压强度设计值：f=205N/mm2
　　b、中部井字梁及楼板下立杆间距为700×900mm部分：
　　钢筋砼梁板自重：P1=(0.3×0.25+0.9×0.15)×0.7×25.5＝3.75kN
　　模板自重：P2=(0.9+0.3×2)×0.7×0.75=0.79kN
　　钢管、扣件自重：P3=n3[q3(h+L+b)+Q]
　　=15×[0.033(1.5+0.9+0.7)+0.034]=2.04kN
　　式中q3——钢管自重=0.033kN/m2
　　Q——扣件自重，按每步二个直角扣件、四步一个旋转扣件、四步一个对接扣件计算，Q=0.0132×2+(0.0146+0.0184)×0.25=0.034kN
　　n3——立杆步数＝15
　　施工荷载：P4=0.9×0.7×1.0=0.63kN
　　振捣荷载：P5=0.9×0.7×2.0=1.26kN
　　底层每根立杆所承担的轴心压力
　　N=YG(P1+P2+P3)+YQ(P4+P5)
　　＝1.2×(3.75+0.79+2.04)+1.4(0.63+1.26)
　　＝10.55kN
　　钢管顶端横杆的计算跨度(立杆的水平间距):700mm
　　钢管立杆的步距:L=1500mm
　　计算公式:f1=N/φA≤f
　　其中N——轴心压力的计算值：N=10550N
　　A——钢管净截面面积：A=424.00mm2
　　φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=L0/i=2100/15.9=132
　　查表得到：φ=0.386
　　H——钢管立杆的步距：L=1500mm
　　L0——立杆计算长度：LO=H＋2a=1500+2×300=2100mm
　　a——模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑的长度
　　i——钢管立杆的回转半径：i=(Iy1/A)1/2=15.90mm
　　D——钢管外径：D=48mm
　　d——钢管内径：D=42mm
　　A——钢管横截面积：A=(D2-d2)3.14/4=424mm2
　　f1——钢管立杆受压强度计算值：
　　经计算得到f1=64.5N/mm2﹤f
　　f——钢管立杆抗压强度设计值：f=205N/mm2
　　3)、地下室顶板承重架不拆除，轴主梁下立杆立于地下室顶板梁上，地下室顶板梁下部原立杆间距1000mm加密为500mm，此部分不作验算。其它部位需验算顶板下部原支撑架的承载力(不考虑地下室顶板承载力)。
　　模板自重：(1+0.6+0.6)×0.75×1.2＝1.98kN
　　钢管和扣件自重：0.2kN
　　上部立杆传来：10.550.9×0.7＝16.75kN
　　N＝1.98+0.2+16.75＝18.93kN
　　钢管顶端横杆的计算跨度（立杆的水平间距）:1000mm
　　钢管立杆的步距:L=1800mm
　　计算公式:f1=N/φA≤f
　　N——轴心压力的计算值(N):N=18930
　　A——钢管净截面面积(mm2):A=424.00
　　φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=L0/i=2400/15.9=151
　　查表得到:φ=0.305
　　H——钢管立杆的步距(mm):L=1800
　　a——模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑的长度
　　L0——立杆计算长度(mm):LO=H+2a=2400
　　i——钢管立杆的回转半径(mm):i=（Iy1/A）1/2=15.90
　　D——钢管外径(mm)：D=48
　　d——钢管内径(mm)：D=42
　　A——钢管横截面积(mm2)A=(D2-d2)3.14/4=424
　　f1——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2):
　　经计算得到f1=146﹤f
　　f——钢管立杆抗压强度设计值(N/mm2):f=205.00
　　3、型钢格构柱验算
　　1)、格构柱截面验算
　　a、格构柱平面布置如图：
　　b、格构柱截面特征参数
　　立柱为L63×5，Ix＝23.17cm4，ix＝1.94cm，A＝6.143cm2；[f]＝215N/mm2,fv＝115N/mm2.缀条截面为L50×5，A1=4.803cm2；
　　c、整体稳定性验算：
　　整个截面对虚轴（X轴）惯性矩：
　　I＝4×（Ix+A×a2）
　　=4×（23.17+6.143×23.262）＝13387cm4
　　其中a=b/2-z0=50/2-1.74=23.26（z0=1.74查表可得）
　　回转半径i＝(I/A)1/2＝(133874×6.143)1/2＝23.4cm
　　整个构件长细比λ＝L/i＝2000/234＝8.55
　　（L根据现场实际情况取一标准节长2米计算。）
　　换算长细比λ0＝(λ2＋27A÷A1)
　　＝8.552＋27×4×6.143÷（2×4.803）
　　＝11.92
　　根据λ0＝11.92，查表得稳定系数＝0.989.
　　承载力N＝fA＝215×0.989×4×614.3＝522kN
　　实际可承受施工荷载5221.4×1.2=310kN
　　1.4为动载系数，1.2为分项系数。
　　计算单元荷载为19.53kN，格构柱稳定性满足要求。
　　d、刚度验算λmax＝2100/23.4=89.74<[λ]=150,
　　刚度满足要求。
　　2)、单肢验算
　　1、单肢计算长度L=50cm，单肢回转半径I=1.53。
　　2、单肢长细比λ=L/I=50/1.94=25.77<0.7λmax=62.8.
　　4、搭设在回填土上时地基承载力的验算：
　　支撑架搭设在回填土上时，基础必须经过处理，拟采用素土夯实，铺100mm碎石，面上浇捣150mmC10砼，为保证砼垫层承载力及控制沉降，在砼中配置Φ10＠200钢筋网片一层，钢管立杆直接立在硬化地坪上，不再设垫木或砼预制块，立杆传至基础处轴心力按最大活荷载计算，N=14.92kN，立杆传至基础受力面积按45度考虑，A=0.5×0.5=0.25m2
　　地基承载力设计值f=kc×fgk=1.0×150=150kN/m2
　　P=N/A=21.24/0.25=85kN/m2＜f
　　满足地基承载力要求 
　　4模板支撑架搭设要求
　　1、模板支架立杆必须设置纵、横向扫地杆。
　　2、立杆接长必须采用对接扣件连接。
　　3、设在支架立杆根部的可调底座，当其伸出长度超过300mm时，应采取可靠措施固定。
　　4、模板支架四边与中间每隔四排立杆应设置一道纵向剪刀撑，由底至顶连续设置。
　　5、两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。
　　6、每道剪刀撑跨越立杆的根数宜按规定确定。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，倾角宜在45～60度之间。
　　7、剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接。
　　8、剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。
　　9、三个型钢格构柱竖向按1.5m间距与钢管满堂脚手架连接。
　　11、型钢格构柱顶部不够长采用同规格角钢焊接接长至梁底，拆除时加长部分割除。
　　12、钢管满堂脚手架按1.5m步距与混凝土柱抱牢。
　　13、地下室顶板承重架不拆除，梁下原立杆间距1000mm加密为500mm。
　　14、南北两边两根梁截面较大，并与B、D轴预应力大梁距离较小，在此梁下加设为双立杆。
　　15、为保证立杆的轴心受力，立杆在梁底均采用顶托。
　　16、邻立杆接头错开，距离不小于500mm。梁板底立杆与横杆交接处均采用双扣件。
　　17、钢管、扣件均须进行挑选，钢管壁厚大于3.0mm。十字、转角、对接扣件的重量须分别在0.9、1.2、1.3千克以上。
　　18、支撑架中全部扣件均须用扭力扳手测试力矩，且符合要求。

《楼面模板施工工艺技术分析》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 楼面模板施工工艺技术分析

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-14035