硬架支模设计与应用.pdf

筑龙网 www.zhulong.com - 1 - 硬架支模设计与应用硬架支模设计与应用 钢筋混凝土框架结构（楼板为预制楼板）工程施工中，经常是先 施工梁体， 待梁混凝土达到足够强度后， 方可吊装楼板进行下道工序。 这样经常造成怠工甚至停工现象。并且安装楼板时，支承梁的砼强度 需要通过对同条件和标准养护的砼试块进行试验， 才能确保强度的准 确性。这不仅增加了试块的制作量，加大了技术员的工作量，增加了 试验费用，而且还严重制约着施工进度。对于梁体为花篮梁工程，在 混凝土施工时极容易造成侧模胀模、跑模现象，严重影响楼板的找平 和结构的强度及观感。 福利楼为钢筋混凝土框架结构， 全长 85.72 米， 宽为 51 米，共两层，建筑面积 6800 。一层为洗衣间、矿灯、自救 器房、井口等待室、男女浴室、男女更衣室等；二层为存衣间、客浴、 男更衣室、男浴室、安全展览室、安全教育室等。除浴室和矿灯房为 钢筋混凝土现浇结构外， 其余多为花篮梁(250 宽， 600 高)加预制楼板， 层高多为 4.2 米。该工程工期紧，任务重，施工场地狭小，结构复杂， 质量要求高。必须选用比较合理的施工方法才能确保工程如期完成， 在工程中我们采用了硬架支模方案。 通过硬架支模不仅使工程质量有 了大幅度提高，使进场的楼板及时安装，解决了场地狭窄难题，并且 大大缩短工期，使主体施工工期提前 1 个多月，总体工期提前 4 个多 月。 采用硬架支模可以使楼板与梁砼现浇在一起， 增加结构的整体性 和稳定性，可以减少板底座浆、板顶头缝的浇灌及花篮梁梁背侧模的 制作与安装，缩短技术间歇，简化工序，降低造价，加快工程的施工 进度。而且硬架支模所用模板均为定型模板可以减少资金投入，采用 筑龙网 www.zhulong.com - 2 - 硬架支模可以提高模板位置、标高的准确性，便于校核，同时又能保 证模板的刚度、 强度、 及稳定性， 减少胀模、 跑模和轴线位移的发生。 采用硬架支模还可以消除短期试验，减少砼试块的制作量，大大降低 了试验费、材料费及人工费用。缺点是采用硬架支模模板和脚手架周 转速度较慢，硬架支模施工必须进行设计计算。其优点明显，易于保 证工程质量且投资少，缩短工期。 一、硬架支模施工工艺：模板系统设计 模板支撑系统设计 定 位放线 支撑系统（脚手架）的支设校核尺寸 梁底模安装绑 扎钢筋梁侧模的安装尺寸二次校核 预制板吊装浇筑砼 模板和支撑系统拆除 二、主要施工方法： 、模板系统的设计与施工： 1、模板系统设计的主要原则： 实用性：模板设计应保证混凝土的施工质量，确保接缝严密，接 缝平整，不漏浆，不错台；确保混凝土结构外观尺寸和位置的准确； 确保模板结构简单，拆支方便。 安全性：模板设计必须确保施工过程中，不变形，不破坏，不倒 塌，安全可靠。 经济性：模板设计必须结合工程实际，因地制宜，就地取材，在 保证工期、 安全、 质量的前提下， 尽量减少资金投入， 增加模板周转， 减少制作和拆支用工，实现文明施工。 2、模板系统设计的主要内容： 模板设计内容主要包括选型、选材、荷载计算、结构设计和绘制模 筑龙网 www.zhulong.com - 3 - 板施工图等。各项设计内容和详尽程度，可结合工程实际和施工条件 确定。 1 荷载及荷载组合 荷载 计算模板及其支架的荷载，分为荷载标准值和设计值，后者应以 荷载标准值乘以相应的荷载分项系数。 荷载标准值 1）模板及支架自重标准值要根据设计图纸确定。 2） 新浇筑混凝土自重标准值， 对于普通混凝土， 可以取 24kn/m3 ； ； 对于特种混凝土可根据实际重力密度计算确定。 3）钢筋自重标准值，按设计图纸计算确定，一般可按每立方混凝 土含量计算，(框架梁 1.5kn/m3;楼板 1.1kn/m3) 4)预制构件自重分配到梁上的恒载标准值，按设计图纸计算确定。 5）新浇筑混凝土对模板侧面的压力标准值 采用振动棒振捣时取值可根据下式计算，并取其小值：f=0.22c 12t0v 和 f=ch，式中 f为新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kn/） ； c混凝土的重力密度（kn/m 3） ； t0新浇混凝土的初凝时间（h）可实测，也可采用 t0=200/(t+15) 计算，t 为混凝土的温度。 1外加剂影响修正系数， 不掺外加剂时为 1.0； 产缓凝剂为 1.2。 2坍落度影响修正系数，坍落度小于 30 为 0.85；50-90 时 为 1.0；110150 时为 1.15。 筑龙网 www.zhulong.com - 4 - v混凝土浇灌速度（m/h） h混凝土侧压力计算位置至新浇筑混凝土顶面总高度（米） 。 6）振捣混凝土产生的荷载，对水平模板如底模取 2.0 kn/；对 侧模取 4.0 kn/。 7）施工人员及设备荷载标准值 因硬架支模通常将预制板作为卸料和操作平台，故需考虑施工 人员及设备荷载。 计算模板及直接支承模板的小楞时，对均布活荷载取 2.5kn/ ，另应以集中荷载 2.5kn 在验算去较大值. 计算直接支承小楞结构构件时,均布活荷载取 1.5kn/. 计算支架立柱及其它支承结构时,均布活荷载取 1.0kn/。 荷载设计值 计算模板及支撑体系的荷载设计值， 应为荷载标准值乘以相应的荷 载分项系数。对于恒载分项系数为 1.2；活荷载分项系数一般为 1.4， 但是当活荷载值大于 4kn/时，分项系数取值为 1.3。 荷载调整系数 模板工程为临时性工程。 目前我国还没有关于临时性工程的设计 规范，所以只能按照知识结构设计规范执行。 1）对钢模板及其支架的设计，其荷载设计值可乘以 0.85 系数进 行折减,但是截面塑性发展系数取值应为 1.0。 2)对木模板及其支架的设计，当木材含水率小于 25%时，荷载设 计值可乘以 0.9 系数进行折减。 3）在风荷载作用下，验算模板及支架稳定性时，其基本风压值 筑龙网 www.zhulong.com - 5 - 可乘以 0.8 系数予以折减。 荷载组合 荷载类别及编号 名 称 类 别 编 号 模板及支架结构自重 恒载 新浇混凝土自重 恒载 钢筋自重 恒载 预制构件自重分配值 恒载 振捣混凝土产生的荷载 活载 新浇筑混凝土对模板侧面的压力 恒载 施工人员及设备荷载 活载 荷载组合 荷 载 组 合 项次 项 目 计算承载力 验算刚度 1 梁底模及支架 + + + 2 梁侧面模板 + 模板的结构设计 梁底模验算 1）抗弯强度验算：根据梁底模下支撑间距及所用材料长度，通常 按等跨连续梁计算。公式如下：=m/wfm 2）抗剪强度验算：fv 3)挠度验算：=kql 4/100ei 梁侧板验算 1）抗弯强度验算：通常也按等跨连续梁计算。 公式如下：=m/wfm 2）抗剪强度验算：fv 筑龙网 www.zhulong.com - 6 - 3)挠度验算：=kql 4/100ei 4）对拉螺栓验算：当侧模尺寸较大时，为防止侧模出现位移、胀 模现象，根据需要可加设对拉螺栓，对拉螺栓型号和间距要通过验算 确定，具体公式如下： 对拉螺栓的拉力：n=f内楞间距外楞间距 =n/a 然后查表选择对拉螺栓型号、数量等。 模板挠度要求 模板结构除必须保证足够承载力外，还应保证有足够的刚度。 因此，应验算模板及支架的挠度，其最大变形值不得超过下列要求： 1） 对结构表面外露 （不作装饰） 的模板， 为模板构件计算跨度的 1/400； 2） 对结构表面隐蔽 （作装饰） 的模板， 为模板构件计算跨度的 1/250； 3）支架的压缩变形值或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的 1/1000。 因福利楼工程梁体尺寸变化不大，故选用周转次数多，易于裁 割、钉钉和钻孔的双面覆膜木胶合板作为底模，定型钢模板作为花篮 梁侧模。 经计算梁底模边框、 中撑及背楞采用截面 50 80 方木， 松木或云杉均可。模板横向布置的背楞一般间距为 1500 ，背楞与 面板用钢钉连接，再用油漆腻子将钉眼找平。为保证梁阴阳角顺直和 观感效果，板缝表面粘贴胶带，以确保模板拼缝要严密，高低差不大 于 2 。侧模采用定型钢模板，当梁高大于 700 时，要加设对拉螺 栓。梁底模安装时，为考虑因支撑体系水平横杆的挠度影响，对于梁 底模安装时中间按 13起拱。 梁侧模采用现场拼组， 并拉线找直， 确保其牢固可靠，位置准确。 模板支撑系统设计与施工： 筑龙网 www.zhulong.com - 7 - 模板支撑系统设计是硬架支模施工的关键环节， 其安全性直接影 响施工的进行。在目前施工中，扣件式钢管脚手架经常作为模板支撑 体系，但因盲目施工造成模板坍塌事故也频频发生，为确保扣件式钢 管模板支撑架的使用安全， 必须做到先设计后施工。 设计内容应包括： 1、支撑系统强度计算，主要包括立杆的稳定性、大小楞的强度、挠 度及扣件连接点抗滑力进行验算（单扣件抗滑力小于 8kn，双扣件 抗滑力小于 12kn） 。计算时应考虑模板及支撑重量、混凝土及钢筋 自重、预制板分配到支架上的荷载、施工荷载、振捣产生的荷载、风 荷载，并按荷载的最不利组合计算。 硬架支模构造见下图：（略） 小楞验算 1）抗弯强度验算 小楞间距一般取 300 、400 、500 、600 ，按简支梁计算， 在计算挠度时，梁作用在小楞上的荷载可简化为一个集中荷载计算。 公式如下： m=p (2b/l)/8 =m/wfm 式中 p作用在小楞上的集中荷载（n） l 计算跨度（） b梁的短边长度（） 2）挠度验算 筑龙网 www.zhulong.com - 8 - =pl/48ei=l/250 式中 p作用在小楞上的集中荷载（n） e刚才弹性模量（n/ 2）e=2.06105 i截面惯性矩（ 4） 大楞验算 按连续梁计算，承受小楞传来的集中荷载，一般简化为均布荷载 进行计算。 1）抗弯强度验算：m=ql 2/10 =m/wf m 式中 q小楞作用在大楞上的均布荷载（n/） l计算跨度（） 2）挠度验算：=ql4/150ei=l/250 立杆的验算 一般按钢管立杆的稳定性控制，可按两端铰接受压构件来简化计算。 稳定性验算公式如下：=n/af 式中 n每根立杆承受荷载（n） ； a钢管截面积（ 2） ； 轴心受压稳定系数，根据钢管立杆的长细比求得， = l0/i l0为计算长度 l0=h2a(h 为支架立杆步距；a 为模板支架立 杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度)；i 为钢管回转 半径 i=（d 2 内d 2 外）/4 立杆地基承载力计算 1）立杆基础地面的平均压力应满足下式要求： pfg 筑龙网 www.zhulong.com - 9 - 式中 p立杆基础底面的平均压力，p=n/a； n上部结构传至基础顶面的轴向力设计值； a基础底面面积； fg地基承载力设计值，fg=kcfgk 式中 kc为脚手架地基承载力调 整系数，对于碎石土、砂土、回填土应取 0.4；对粘土应取 0.5；对岩 石、混凝土应取 1.0。fgk为地基承载力标准值。 2）对搭设在楼面上的脚手架，应对楼面承载力进行验算。为保证地 面承载力，通常做法为对支架基础除素土夯实外，底部还加设 200 宽50 厚的通长木板，以加强地基承载力。 2、支撑系统材料的选用、规格尺寸、接头方式、水平杆步距和剪刀 撑设置等构造措施和要求。 通过计算工程所需扣件式钢管支架宜选用483.5钢管,立 杆纵向间距宜为600,横向间距宜为800,水平杆步距为0.91.5米 为宜，且最大不能超过 1.8 米,当施工荷载较大时，适当缩小纵横向水 平杆的步距，以减小立杆长细比，则可充分发挥钢管的强度，使其更 为经济合理。根据测算，杆件的计算长度增大一倍则其极限承载力将 降低 50%70%。 又因考虑安装预制板时对模板支撑的冲击所造成的架体整体 失稳，故需加设剪刀撑。试验证明设置剪刀撑的支撑体系其极限承载 力可提高 17%。 模板支撑架必须设置纵横向扫地杆和梁下纵横向水平杆。 设置 时纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于 200 的立 杆上。 横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆 筑龙网 www.zhulong.com - 10 - 上。为保证立杆的整体稳定，还必须在安装立杆的同时设置总、横向 水平杆。 模板支架立杆优先采用对接接长的方式。 严格控制支撑架的变形，确保架体稳定性。除防止因架体承载 引起的变形外， 还应严格控制因地基的不均匀沉降导致立杆受力不均 发生局部失稳和因立杆下部支承体变形过大引起支撑架的变形。 3、绘制支撑系统布置图、细部构造详图。 施工前应根据设计制定出合理的施工程序， 选择最佳的楼板吊装和 混凝土浇筑方法。楼板吊装时应安排专人指挥轻起轻放，较少对架体 的冲击；混凝土浇筑时，可以在预制楼板上铺设钢板作为卸料平台， 但施工时也应减少因卸料产生的冲击荷载，并且最好对称放料，减少 施工荷载对支撑架的影响。 支撑系统安全和使用的验收。 砼施工前应组织安全员和技术设计人员对架体全面检查验收， 施 工过程中应派专人观测模板支撑体系的变形情况， 发现异常应立即停 工排查。 模板和支撑系统拆除时，应制定合理拆除方案，并且拆除时砼强度 应满足规范要求。 三、经济效