高层建筑转换梁模板结构简易计算方法及其施工技术

高层建筑转换梁模板结构简易计算方法及施工技术摘要：本文介绍高层建筑转换梁模板结构简易计算方法及其施工技术，并以×××高层商住楼转换大梁为例说明梁模板结构方案的设计。关键词：高层建筑；转换梁模板；简易计算方法；施工技术1引言高层建筑转换层作为承受标准层荷载的技术转换措施，它将两种不同类型的结构进行转换，在整个建筑物结构体系中起着连结纽带的关键作用。转换层混凝土结构工程施工对确保整个结构工程的质量至关重要，而转换层的模板工程是转换层结构工程量大而复杂，且易导致质量和安全事故的临时性结构工程。确保转换层模板工程的施工质量和安全，关键是保证转换层大梁模板及支撑体系的承载力和刚度满足结构施工的需要。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》和《建筑工程安全生产管理条例》的要求，在模板支模前应对模板结构进行承载力和刚度验算，以保证建筑工程质量和安全，但精确计算较为繁琐和费时。本文尝试介绍梁模板结构简易计算方法以及施工技术问题，并以××高层商住楼转换大梁为例说明梁模板结构方案的设计，以供同行借鉴。2转换梁模板结构方案设计转换梁施工技术首先要解决的问题是梁模板结构的方案设计。模板结构方案设计通常的方法是先提出初步方案，然后对各项技术数据进行计算校核，但模板结构的计算是较为繁琐和费时的，本文尝试介绍以下简易的模板结构计算方法。2.1梁模板厚度的计算梁模板一般支承在木楞上，可按三跨连续梁受均布荷载考虑，则梁模板的计算公式：按强度要求：⑴按刚度要求：⑵由此可推导出梁模板需要厚度的简易公式：按强度要求：⑶按刚度要求：⑷式中：—模板计算跨度，即支撑模板的内楞间距（mm）；b—梁模板宽度（㎜）；q—作用在模板上的均布荷载（KN/m）；q1—作用在模板上的均布荷载但不考虑施工荷载（KN/m）。木材取E=9500MPa，[f]=13.0MPa。模板设计时，先假定梁模板内楞的间距，就可以利用上两式求出梁模板所需的厚度h。2.2梁模板内外楞间距的计算进行模板结构方案设计时，一般情况下是先设定模板的厚度，这时，可利用下列两式再计算模板支撑系统的间距。⑴梁模板内楞的间距（即模板的计算跨度）由梁模板厚度的计算公式可推导得梁模板内楞的间距计算公式：按强度要求：⑸按刚度要求：⑹式中：h为模板的厚度（㎜），b、q、q1同⑶、⑷式。⑵梁模板外楞的间距（即内楞的计算跨度）梁模板外楞承受内楞传来的集中荷载，由于内楞布置通常较密，可近似地按均布荷载作用下三跨连续梁考虑计算。当梁模板内楞采用木楞时，梁模板外楞的间距可采用上述⑸、⑹式计算。此时，b、h为内楞截面尺寸，q、q1为作用在内楞上的线荷载。当梁模板内楞采用钢楞时，钢管常用φ48×3.5，E=2.1×105MPa，W=5.08×cm3，I=12.18cm4，[f]=205MPa。此时，梁模板外楞的间距由⑴、⑵式推导得：按强度要求：⑺按刚度要求：⑻式中q、q1为作用在内楞上的线荷载。⑶梁侧模板钢管外楞对拉螺栓水平间距和梁底模钢管外楞（支承梁底模木楞托梁）的计算跨度（也即是立杆纵向间距）的计算也可用⑺、⑻式求得。3×××商住楼转换大梁模板结构方案设计×××商住楼转换层最大梁的截面800×1800，模板自重0.35kN/m2，钢筋自重1.50kN/m3，施工均布荷载标准值2.5kN/m2，振捣混凝土荷载标准值2.0kN/m2。梁混凝土浇筑时，作用于模板最大侧压力，按F1=0.22γtβ1β2v1/2和F2=γH分别计算新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F得41.74kN/m2、43.20kN/m2，取小值41.74kN/m2作为本工程计算荷载。3.1梁侧模板厚度计算：取b=1m板带为计算单元，=300㎜，由⑶式求得h=14.08㎜，由⑷式求得h=16.08㎜,取模板厚18㎜。3.2梁侧模内楞间距计算：已知h=300㎜，b=1m，利用⑸、⑹式分别求得383.64㎜、335.88㎜，取梁侧模内楞间距300㎜。3.3梁侧模外楞竖向间距计算：已知内木楞为80×80，间距为300㎜，则q=47.6×0.3=14.28kN/m，q2=45.06×0.3=13.52kN/m，利用⑸、⑹式分别求得外楞间距为880.49㎜、960.84㎜。考虑梁侧模外楞竖向间距也即是设置对拉螺栓的竖向间距，沿梁高方向实际布置三道对拉螺栓，完全满足了外楞竖向间距的要求。3.4梁侧模外楞对拉螺栓水平间距计算：侧模外楞采用2根钢管φ48×3.5，竖向间距400㎜，近似计算得q=19.04kN/m，q2=18.02kN/m，利用⑺、⑻式分别求得外楞计算跨度（对拉螺栓水平间距）为1045.70㎜、1016.50㎜，实际取梁侧模板外楞竖向间距900㎜。3.5梁底模板及其支撑计算经计算梁底模板荷载设计值q=52.46kN/m2，q1=49.94kN/m2。同样，采用以上的方法可求得梁底模板需要的最小厚度16.64㎜，支承梁底模内楞需要的最小间距324.56㎜,支承梁底内楞的钢管托梁需要的最小间距838.65㎜,钢管托梁需要的最小计算跨度982.20㎜。根据以上的计算结果及结合实际情况，亨利华府商住楼转换大梁模板结构方案的设计参数实际取值：梁模板采用18㎜厚木胶合板；梁侧模内楞间距取300㎜，外楞竖向间距取400㎜，对拉螺栓水平间距取900㎜；梁底模内楞间距取300㎜，托梁间距（也即立杆横向间距）取400㎜，立杆纵向间距取900㎜。具体设置见如下梁模板结构方案设计图：4转换梁模板安装施工技术为确保支撑系统的整体稳定，在立杆搭设成排架以后，应在梁两侧模板支撑系统加设斜撑，并加设二道纵横水平向连结杆和在立杆下端设一道水平扫地杆，以保证支撑系统的稳定。横向水平连结杆并与邻近的梁板支撑系统连成一个整体，以增加整个转换层模板支撑体系的稳定性。为保证立杆处于轴心受压状态下受力，在立杆顶端与底部配有顶托和底座。顶托为可调U型托架，通过对托架支撑部分长度调节保证立杆体系全部采用对接连接，确保轴心受压，保证立杆承载能力。在立杆根部安装底座，能使立杆较好地将上层荷载传递给下层楼面，底座可采用150×150×8㎜的钢板制作。梁模板安装需注意的几点技术措施：⑴按梁模板支撑设计方案及脚手架施工规范要求支搭钢管脚手架。先安第一排立杆，上好连接杆，再安第二排立杆，二者之间用横杆连接好，依次逐排安装。⑵按梁底设计标高调整立杆支撑头的标高，然后安装梁底模板，并要拉线找直，此时，应进行梁底模板起拱，注意起拱应在支模开始时进行，而后将侧模和底模连成整体。梁模板安装采取梁侧模包底模，板模压梁侧模方法。⑶注意梁模与柱模的接口处理，主梁模板与次梁模板的接口处理，以及梁模板与楼板模板接口处的处理，谨防在这些部位发生漏浆或构件尺寸偏差等现象。⑷梁模板安装完毕，按模板支撑方案侧模内楞的位置及间距用木楞夹紧梁侧模板，然后安装水平向钢管外楞，之后再安装螺栓拉杆。⑸梁模板标高经校正无误后，支撑系统加二道纵、横水平向连结杆，并加设剪刀撑以保证支撑系统的稳定。5结束语⑴转换层是高层建筑中极其重要的结构，制定转换层大梁模板支撑体系合理优化的施工方案及采取可靠的施工技术措施和质量控制要点，才能确保转换层结构的施工质量。⑵利用本文介绍的梁模板结构简易计算方法，可快捷、简易地计算出模板结构的