硬架支模設(shè)計(jì)與應(yīng)用

硬架支模設(shè)計(jì)與應(yīng)用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（樓板為預(yù)制樓板）工程施工中，經(jīng)常是先施工梁體，待梁混凝土達(dá)到足夠強(qiáng)度后，方可吊裝樓板進(jìn)行下道工序。這樣經(jīng)常造成怠工甚至停工現(xiàn)象。并且安裝樓板時(shí)，支承梁的砼強(qiáng)度需要通過(guò)對(duì)同條件和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的砼試塊進(jìn)行試驗(yàn)，才能確保強(qiáng)度的準(zhǔn)確性。這不僅增加了試塊的制作量，加大了技術(shù)員的工作量，增加了試驗(yàn)費(fèi)用，而且還嚴(yán)重制約著施工進(jìn)度。對(duì)于梁體為花籃梁工程，在混凝土施工時(shí)極容易造成側(cè)模脹模、跑?，F(xiàn)象，嚴(yán)重影響樓板的找平和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及觀感。福利樓為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)85.72米，寬為51米，共兩層，建筑面積6800血。一層為洗衣間、礦燈、自救器房、井口等待室、男女浴室、男女更衣室等；二層為存衣間、客浴、男更衣室、男浴室、安全展覽室、安全教育室等。除浴室和礦燈房為鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)外，其余多為花籃梁（250寬，600高）加預(yù)制樓板，層高多為4.2米。該工程工期緊，任務(wù)重，施工場(chǎng)地狹小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量要求高。必須選用比較合理的施工方法才能確保工程如期完成，在工程中我們采用了硬架支模方案。通過(guò)硬架支模不僅使工程質(zhì)量有了大幅度提高，使進(jìn)場(chǎng)的樓板及時(shí)安裝，解決了場(chǎng)地狹窄難題，并且大大縮短工期，使主體施工工期提前1個(gè)多月，總體工期提前4個(gè)多月。采用硬架支模可以使樓板與梁砼現(xiàn)澆在一起，增加結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，可以減少板底座漿、板頂頭縫的澆灌及花籃梁梁背側(cè)模的制作與安裝，縮短技術(shù)間歇，簡(jiǎn)化工序，降低造價(jià)，加快工程的施工進(jìn)度。而且硬架支模所用模板均為定型模板可以減少資金投入，采用硬架支?？梢蕴岣吣０逦恢?、標(biāo)高的準(zhǔn)確性，便于校核，同時(shí)又能保證模板的剛度、強(qiáng)度、及穩(wěn)定性，減少脹模、跑模和軸線位移的發(fā)生。采用硬架支模還可以消除短期試驗(yàn)，減少砼試塊的制作量，大大降低了試驗(yàn)費(fèi)、材料費(fèi)及人工費(fèi)用。缺點(diǎn)是采用硬架支模模板和腳手架周轉(zhuǎn)速度較慢，硬架支模施工必須進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。其優(yōu)點(diǎn)明顯，易于保證工程質(zhì)量且投資少，縮短工期。一、硬架支模施工工藝：模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)一模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)一定位放線一支撐系統(tǒng)（腳手架）的支設(shè)一校核尺寸一梁底模安裝一綁扎鋼筋一梁側(cè)模的安裝一尺寸二次校核一預(yù)制板吊裝一澆筑砼一模板和支撐系統(tǒng)拆除二、主要施工方法：㈠、模板系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工：1、模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要原則：⑴實(shí)用性：模板設(shè)計(jì)應(yīng)保證混凝土的施工質(zhì)量，確保接縫嚴(yán)密，接縫平整，不漏漿，不錯(cuò)臺(tái)；確保混凝土結(jié)構(gòu)外觀尺寸和位置的準(zhǔn)確；確保模板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆支方便。⑵安全性：模板設(shè)計(jì)必須確保施工過(guò)程中，不變形，不破壞，不倒塌，安全可靠。⑶經(jīng)濟(jì)性：模板設(shè)計(jì)必須結(jié)合工程實(shí)際，因地制宜，就地取材，在保證工期、安全、質(zhì)量的前提下，盡量減少資金投入，增加模板周轉(zhuǎn)，減少制作和拆支用工，實(shí)現(xiàn)文明施工。2、模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：模板設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括選型、選材、荷載計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和繪制模板施工圖等。各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容和詳盡程度，可結(jié)合工程實(shí)際和施工條件確定。2.1荷載及荷載組合2.1.1.荷載計(jì)算模板及其支架的荷載，分為荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值，后者應(yīng)以荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)。⑴荷載標(biāo)準(zhǔn)值1） 模板及支架自重標(biāo)準(zhǔn)值要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定。2） 新澆筑混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)于普通混凝土，可以取24KN/M3；;對(duì)于特種混凝土可根據(jù)實(shí)際重力密度計(jì)算確定。3） 鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值，按設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算確定，一般可按每立方混凝土含量計(jì)算，（框架梁1.5KN/M3;樓板1.1KN/M3）4） 預(yù)制構(gòu)件自重分配到梁上的恒載標(biāo)準(zhǔn)值，按設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算確定。5） 新澆筑混凝土對(duì)模板側(cè)面的壓力標(biāo)準(zhǔn)值采用振動(dòng)棒振搗時(shí)取值可根據(jù)下式計(jì)算，并取其小值：F=0.22yCP1。2t0W和F=yCH，式中F——為新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力（KN/tf）；YC——混凝土的重力密度（KN/M3）；t0——新澆混凝土的初凝時(shí)間（h）可實(shí)測(cè)，也可采用t0=200/（T+15）計(jì)算，T為混凝土的溫度。。1——外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時(shí)為1.0；產(chǎn)緩凝劑為1.2。82——坍落度影響修正系數(shù)，坍落度小于30啞為0.85；50-90啞時(shí)為1.0；110—150時(shí)為1.15。V——混凝土澆灌速度（m/h）H 混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置至新澆筑混凝土頂面總高度（米）。6） 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，對(duì)水平模板如底模取2.0KN/血；對(duì)側(cè)模取4.0KN/tfo7） 施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值因硬架支模通常將預(yù)制板作為卸料和操作平臺(tái)，故需考慮施工人員及設(shè)備荷載。計(jì)算模板及直接支承模板的小楞時(shí)，對(duì)均布活荷載取2.5KN/W,另應(yīng)以集中荷載2.5KN在驗(yàn)算去較大值.計(jì)算直接支承小楞結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),均布活荷載取1.5KN/W.計(jì)算支架立柱及其它支承結(jié)構(gòu)時(shí),均布活荷載取1.0KN/W。⑵荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算模板及支撐體系的荷載設(shè)計(jì)值，應(yīng)為荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)。對(duì)于恒載分項(xiàng)系數(shù)為1.2；活荷載分項(xiàng)系數(shù)一般為1.4，但是當(dāng)活荷載值大于4KN/W時(shí)，分項(xiàng)系數(shù)取值為1.3o⑶荷載調(diào)整系數(shù)模板工程為臨時(shí)性工程。目前我國(guó)還沒(méi)有關(guān)于臨時(shí)性工程的設(shè)計(jì)規(guī)范，所以只能按照知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行。1） 對(duì)鋼模板及其支架的設(shè)計(jì)，其荷載設(shè)計(jì)值可乘以0.85系數(shù)進(jìn)行折減，但是截面塑性發(fā)展系數(shù)取值應(yīng)為1.0o2） 對(duì)木模板及其支架的設(shè)計(jì)，當(dāng)木材含水率小于25%時(shí)，荷載設(shè)計(jì)值可乘以0.9系數(shù)進(jìn)行折減。3）在風(fēng)荷載作用下，驗(yàn)算模板及支架穩(wěn)定性時(shí)，其基本風(fēng)壓值可乘以0.8系數(shù)予以折減。2.1.2.荷載組合⑴荷載類別及編號(hào)名稱類別編號(hào)模板及支架結(jié)構(gòu)自重恒載㈠新澆混凝土自重恒載㈡鋼筋自重恒載㈢預(yù)制構(gòu)件自重分配值恒載㈣振搗混凝土產(chǎn)生的荷載活載㈤新澆筑混凝土對(duì)模板側(cè)面的壓力恒載㈥施工人員及設(shè)備荷載活載（七）⑵荷載組合荷載組合項(xiàng)次項(xiàng)目計(jì)算承載力驗(yàn)算剛度1梁底模及支架㈠+㈡+㈢+㈣+㈤+七2梁側(cè)面模板㈤+（㈥㈥模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴梁底模驗(yàn)算1） 抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算：根據(jù)梁底模下支撐間距及所用材料長(zhǎng)度，通常按等跨連續(xù)梁計(jì)算。公式如下：O=M/W<fm2） 抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：T<fv3） 撓度驗(yàn)算：3=K3ql4/100EI<[3]⑵梁側(cè)板驗(yàn)算1） 抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算：通常也按等跨連續(xù)梁計(jì)算公式如下：O=M/W<fm2） 抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：T<fv3） 撓度驗(yàn)算：3=K3ql/100EI<[3]4） 對(duì)拉螺栓驗(yàn)算：當(dāng)側(cè)模尺寸較大時(shí)，為防止側(cè)模出現(xiàn)位移、脹?，F(xiàn)象，根據(jù)需要可加設(shè)對(duì)拉螺栓，對(duì)拉螺栓型號(hào)和間距要通過(guò)驗(yàn)算確定，具體公式如下：對(duì)拉螺栓的拉力：N=FX內(nèi)楞間距X外楞間距O=N/A然后查表選擇對(duì)拉螺栓型號(hào)、數(shù)量等。模板撓度要求模板結(jié)構(gòu)除必須保證足夠承載力外，還應(yīng)保證有足夠的剛度。因此，應(yīng)驗(yàn)算模板及支架的撓度，其最大變形值不得超過(guò)下列要求：）對(duì)結(jié)構(gòu)表面外露（不作裝飾）的模板，為模板構(gòu)件計(jì)算跨度的1/400；）對(duì)結(jié)構(gòu)表面隱蔽（作裝飾）的模板，為模板構(gòu)件計(jì)算跨度的1/250；3）支架的壓縮變形值或彈性撓度，為相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度的1/1000。因福利樓工程梁體尺寸變化不大，故選用周轉(zhuǎn)次數(shù)多，易于裁割、釘釘和鉆孔的雙面覆膜木膠合板作為底模，定型鋼模板作為花籃梁側(cè)模。經(jīng)計(jì)算梁底模邊框、中撐及背楞采用截面50啞X80啞方木，松木或云杉均可。模板橫向布置的背楞一般間距為1500啞，背楞與面板用鋼釘連接，再用油漆膩?zhàn)訉⑨斞壅移健楸ＷC梁陰陽(yáng)角順直和觀感效果，板縫表面粘貼膠帶，以確保模板拼縫要嚴(yán)密，高低差不大于2啞。側(cè)模采用定型鋼模板，當(dāng)梁高大于700啞時(shí)，要加設(shè)對(duì)拉螺栓。梁底模安裝時(shí)，為考慮因支撐體系水平橫桿的撓度影響，對(duì)于梁底模安裝時(shí)中間按1%。?3%。起拱。梁側(cè)模采用現(xiàn)場(chǎng)拼組，并拉線找直，確保其牢固可靠，位置準(zhǔn)確。㈡模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工：模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)是硬架支模施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其安全性直接影響施工的進(jìn)行。在目前施工中，扣件式鋼管腳手架經(jīng)常作為模板支撐體系，但因盲目施工造成模板坍塌事故也頻頻發(fā)生，為確?？奂戒摴苣０逯渭艿氖褂冒踩?，必須做到先設(shè)計(jì)后施工。設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：1、支撐系統(tǒng)強(qiáng)度計(jì)算，主要包括立桿的穩(wěn)定性、大小楞的強(qiáng)度、撓度及扣件連接點(diǎn)抗滑力進(jìn)行驗(yàn)算（單扣件抗滑力小于8KN，雙扣件抗滑力小于12KN）。計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮模板及支撐重量、混凝土及鋼筋自重、預(yù)制板分配到支架上的荷載、施工荷載、振搗產(chǎn)生的荷載、風(fēng)荷載，并按荷載的最不利組合計(jì)算。硬架支模構(gòu)造見(jiàn)下圖：（略）小楞驗(yàn)算1） 抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算小楞間距一般取300啞、400啞、500啞、600啞，按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，在計(jì)算撓度時(shí)，梁作用在小楞上的荷載可簡(jiǎn)化為一個(gè)集中荷載計(jì)算。公式如下：M=P（2—b/l）/8 a=M/W<fm式中P——作用在小楞上的集中荷載（N）l 計(jì)算跨度（mm）b——梁的短邊長(zhǎng)度（?。?） 撓度驗(yàn)算3=p’1/48EI<[w]=l/250式中P’一一作用在小楞上的集中荷載（N）E 剛才彈性模量（N/m2）E=2.06X105I 截面慣性矩（m4）大楞驗(yàn)算按連續(xù)梁計(jì)算，承受小楞傳來(lái)的集中荷載，一般簡(jiǎn)化為均布荷載進(jìn)行計(jì)算。1）抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算：M=ql2/10a=M/W<fm式中q——小楞作用在大楞上的均布荷載（N/m）l 計(jì)算跨度（mm）2）撓度驗(yàn)算：3=q’l4/150EI<[3]=l/250立桿的驗(yàn)算一般按鋼管立桿的穩(wěn)定性控制，可按兩端鉸接受壓構(gòu)件來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算。穩(wěn)定性驗(yàn)算公式如下：。=N/wAWf式中N——每根立桿承受荷載（N）；A——鋼管截面積（啞2）;W——軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)鋼管立桿的長(zhǎng)細(xì)比入求得，入二10/i10為計(jì)算長(zhǎng)度l0=h+2a（h為支架立桿步距；a為模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度）；i為鋼管回轉(zhuǎn)半徑i=J（d2內(nèi)+d2外）/4立桿地基承載力計(jì)算1）立桿基礎(chǔ)地面的平均壓力應(yīng)滿足下式要求：pWfg式中p 立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力，p=N/A；上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值;A 基礎(chǔ)底面面積；fg地基承載力設(shè)計(jì)值，fg=kcXfgk式中kc為腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)，對(duì)于碎石土、砂土、回填土應(yīng)取0.4；對(duì)粘土應(yīng)取0.5；對(duì)巖石、混凝土應(yīng)取1.0。fgk為地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值。2）對(duì)搭設(shè)在樓面上的腳手架，應(yīng)對(duì)樓面承載力進(jìn)行驗(yàn)算。為保證地面承載力，通常做法為對(duì)支架基礎(chǔ)除素土夯實(shí)外，底部還加設(shè)200啞面承載力，通常做法為對(duì)支架基礎(chǔ)除素土夯實(shí)外，底部還加設(shè)200啞寬X50啞厚的通長(zhǎng)木板，以加強(qiáng)地基承載力。2、支撐系統(tǒng)材料的選用、規(guī)格尺寸、接頭方式、水平桿步距和剪刀撐設(shè)置等構(gòu)造措施和要求。通過(guò)計(jì)算工程所需扣件式鋼管支架宜選用①48X3.5啞鋼管，立桿縱向間距宜為600啞,橫向間距宜為800mm,水平桿步距為0.9?1.5米為宜，且最大不能超過(guò)1.8米，當(dāng)施工荷載較大時(shí)，適當(dāng)縮小縱橫向水平桿的步距，以減小立桿長(zhǎng)細(xì)比，則可充分發(fā)揮鋼管的強(qiáng)度，使其更為經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)測(cè)算，桿件的計(jì)算長(zhǎng)度增大一倍則其極限承載力將降低50%?70%。又因考慮安裝預(yù)制板時(shí)對(duì)模板支撐的沖擊所造成的架體整體失穩(wěn)，故需加設(shè)剪刀撐。試驗(yàn)證明設(shè)置剪刀撐的支撐體系其極限承載力可提高17%。模板支撐架必須設(shè)置縱橫向掃地桿和梁下縱橫向水平桿。設(shè)置時(shí)縱向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200啞的立桿上。橫向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。為保證立桿的整體穩(wěn)定，還必須在安裝立桿的同時(shí)設(shè)置總、橫向水平桿。模板支架立桿優(yōu)先采用對(duì)接接長(zhǎng)的方式。嚴(yán)格控制支撐架的變形，確保架體穩(wěn)定性。除防止因架體承載引起的變形外，還應(yīng)嚴(yán)格控制因地基的不均勻沉降導(dǎo)致立桿受力不均發(fā)生局部失穩(wěn)和因立桿下部支承體變形過(guò)大引起支撐架的變形。3、繪制支撐系統(tǒng)布置圖、細(xì)部構(gòu)造詳圖。㈢施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)制定出合理的施工程序，選擇最佳的樓板吊裝和混凝土澆筑方法。樓板吊裝時(shí)應(yīng)安排專人指揮輕起輕放，較少對(duì)架體的沖擊；混凝土澆筑時(shí)，可以在預(yù)制樓板上鋪設(shè)鋼板作為卸料平臺(tái)，但施工時(shí)也應(yīng)減少因卸料產(chǎn)生的沖擊荷載，并且最好對(duì)稱放料，減少施工荷載對(duì)支撐架的影響。㈣支撐系統(tǒng)安全和使用的驗(yàn)收。砼施工前應(yīng)組織安全員和技術(shù)設(shè)計(jì)人員對(duì)架體全面檢查驗(yàn)收，施工過(guò)程中應(yīng)派專人觀測(cè)模板支撐體系的變形情況，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停工排查。㈤模板和支撐系統(tǒng)拆除時(shí)，應(yīng)制定合理拆除方案