王巨瀾

摘 要：現(xiàn)澆混凝土模板支撐體系的優(yōu)化是當(dāng)前建筑工程施工至為關(guān)鍵的一項(xiàng)內(nèi)容。筆者將不同模板支撐體系予以對(duì)比分析，綜合提出一種較為新穎的框式盤(pán)口梁板模板支撐體系，它能夠滿(mǎn)足不同模板跨度的實(shí)際需求，針對(duì)塔柱位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)梁構(gòu)件下部自由變跨，而板構(gòu)件則通過(guò)調(diào)節(jié)桁架位置達(dá)到各類(lèi)水平支撐跨度要求。

關(guān)鍵詞：框式盤(pán)扣梁板模板；模板支撐體系；有限元分析；桁架試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU731 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.新型框式盤(pán)扣梁板模板支模體系的總體構(gòu)想與基本組成

1.1 總體構(gòu)想

筆者根據(jù)實(shí)際工程專(zhuān)門(mén)提出一種新型的框式盤(pán)扣梁板模板支撐體系，主要作為承載主體結(jié)構(gòu)自重，且形成一種可充分利用V型支撐體系的空間塔柱結(jié)構(gòu)。該類(lèi)模板支撐體系可調(diào)節(jié)塔柱位置實(shí)現(xiàn)梁構(gòu)件下部自由變跨，以此滿(mǎn)足各類(lèi)模板跨度要求。同時(shí)，又可按照建筑結(jié)構(gòu)層標(biāo)高選用與之匹配的V形模板支架組合，模板支架頂?shù)變啥司稍O(shè)置調(diào)托部件，用作梁板模板支架的微調(diào)，板構(gòu)件則通過(guò)調(diào)節(jié)桁架位置達(dá)到各類(lèi)水平支撐跨度要求。因梁板模板支撐體系是多個(gè)獨(dú)塔扣件的組合單元，板構(gòu)件以下可專(zhuān)門(mén)配置若干桁架完成整個(gè)支模過(guò)程，自始至終可增大橫向的支撐跨度，并能很好地利用豎向的支持構(gòu)建實(shí)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)自重承載，這將優(yōu)化梁板模板支撐體系。

1.2 基本組成

框式盤(pán)扣梁板模板支撐體系的基本組成包括4組單橫桿H型盤(pán)扣架和4組雙橫桿H形盤(pán)扣架，將其于盤(pán)扣節(jié)點(diǎn)位置相互套插。另外，為了保證塔柱具有足夠的穩(wěn)定性能，可在高支模中增大架體單元，增設(shè)一定數(shù)量的斜桿，且于支架頂?shù)變啥藢?zhuān)門(mén)增設(shè)調(diào)托（主要由螺紋桿和調(diào)節(jié)螺母構(gòu)成），螺紋桿被套設(shè)于V形支架頂、底端，可通過(guò)調(diào)節(jié)螺母予以緊固，如圖1所示。

2.某項(xiàng)目框式盤(pán)扣梁板模板支撐的應(yīng)用

2.1 相關(guān)計(jì)算參數(shù)

盤(pán)扣式腳手架立桿鋼管強(qiáng)度為3N/mm2，水平桿鋼管強(qiáng)度為205.0N/mm2，鋼管強(qiáng)度折減系數(shù)取1?？蚴奖P(pán)扣梁板模板支撐構(gòu)件的總體高度約為10.0m，梁構(gòu)件的橫向截面積約為3×6cm，而立桿縱向距離約為0.8m，腳手架的平均步距同為1.8m。

立桿鋼管類(lèi)型選擇：

A-LG-30（Φ60× 3.2×30）

橫向水平桿鋼管類(lèi)型選擇：

A-SG-9（Φ48× 2.5×840）

縱向水平桿鋼管類(lèi)型選擇：

A-SG-9（Φ48× 2.5×840）

橫向跨間水平桿鋼管類(lèi)型選擇：

A-SG-9（Φ48× 2.5×840）

梁構(gòu)件底部增設(shè)立兩只立桿用于結(jié)構(gòu)承重。面板構(gòu)件的厚度則設(shè)計(jì)為1.8cm，相關(guān)力學(xué)性能則包括1.4N/mm2的剪切強(qiáng)度、15N/mm2的抗彎強(qiáng)度、 60N/mm2的彈性模量等。方木墊塊的外觀尺寸為6×8cm，其相關(guān)力學(xué)性能則包括1.3N/mm2、13N/mm2的抗彎強(qiáng)度、 90N/mm2的彈性模量等。梁構(gòu)件底部支撐方木的外觀長(zhǎng)度約為80cm。梁構(gòu)件頂部托物同樣選用方木，其外觀尺寸約為10×10cm，一般于梁構(gòu)件底部以均勻分布的形式安置兩根承重桿。通常，模板的自重參數(shù)約為0.2kN/mm2，鋼筋砼的自重則為25.5kN/m3。傾倒混凝土荷載標(biāo)準(zhǔn)值1kN/m2，而施工過(guò)程中的平均分布荷載約為2kN/m2。另外，地基承載起初值約為1702kN/m2，基礎(chǔ)的地面外延值約為0.252m2，而地基的承載能力的調(diào)整參數(shù)則為0.4?？蚴奖P(pán)扣梁板模板支撐體系的扣件在計(jì)算過(guò)程中的折減系數(shù)取值為1.0。

鋼管慣性矩計(jì)算采用：

I=π（D4-d4）/64

抵抗距計(jì)算采用：

W=π（D4-d4）/32D

2.2 梁底支撐木方的計(jì)算

鋼筋砼梁構(gòu)件的自重計(jì)算（kN/m）：

q1=25.5×0.6×0.4=6.120kN/m

模板構(gòu)件的自重線(xiàn)荷載計(jì)算（kN/m）：

q2=0.2×0.4×（2×0.6+0.3）/0.3= 0.4kN/m

活動(dòng)荷載（kN）通常是指施工過(guò)程產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)荷載值和混凝土振搗過(guò)程產(chǎn)生活動(dòng)荷載的總和，其計(jì)算如下：

活動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

P1=（2+1）×0.3×0.4=0.36kN

平均分布荷載值：

q=1.2×6.12+1.2×0.4=7.824kN/m

集中性荷載值：P=1.4×0.36=0.504kN（如圖2所示）。

經(jīng)計(jì)算得到從左到右各支座力分別為：N1=1.426kN，N2=1.426kN（如圖3所示），最大支座F=1.426kN。

經(jīng)計(jì)算得到最大彎矩：

M=0.339kN·m（如圖4所示）

由本案例情況及圖5可知，梁構(gòu)件的橫向截面自身慣性彎矩I與抵抗彎矩W經(jīng)計(jì)算可得：

自身慣性彎矩：

I=6×8×8×8/12=256cm4

抵抗彎矩：W=6×8×8/6=64cm4

由此可見(jiàn)，該體系可滿(mǎn)足基本的穩(wěn)定要求。

2.3 梁構(gòu)件頂、底部托物的力學(xué)計(jì)算

梁構(gòu)件托物可根據(jù)集中性荷載值和平均分布荷載值的計(jì)算公式獲知多跨連續(xù)梁構(gòu)件的相關(guān)力學(xué)參數(shù)值。平均分布荷載值設(shè)計(jì)取托物自重q=0.096kN/m。

由如圖6、圖7和圖8所示，變形過(guò)程中托物力學(xué)參數(shù)的技術(shù)可根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求利用靜荷載標(biāo)準(zhǔn)予以確定，與之相應(yīng)的荷載圖和運(yùn)算結(jié)果如圖9、圖10所示。

根據(jù)如上計(jì)算原理獲得其最大的彎矩值約為0.199kN·m，最大的支座反應(yīng)力約為3.065kN·m，最大的變形量約為0.077mm。

由本案例的情況來(lái)看，梁構(gòu)件頂、底部托物的慣性矩I與抵抗彎矩W分別為：

I=10×10×10×10/12=833.33cm4

W=10×10×10/6=166.67cm4

由此可見(jiàn)，該體系可滿(mǎn)足基本的穩(wěn)定要求。

2.4 梁模板支架整體穩(wěn)定性計(jì)算

依據(jù)盤(pán)扣式規(guī)范JGJ231-2010和混凝土施工規(guī)范GB50666-2011：盤(pán)扣式梁模板支架應(yīng)按混凝土澆筑前和混凝土澆筑時(shí)兩種工況進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算。

支架的抗傾覆驗(yàn)算應(yīng)滿(mǎn)足下式要求：MT

上式中：MT-支架的傾覆力矩設(shè)計(jì)值；MR-支架的抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值。

支架自重產(chǎn)生抗傾覆力矩：MG1=0.9×1.087/0.8×6.0×6.0/2=22.020kN·m；

模板自重產(chǎn)生抗傾覆力矩：MG2=0.9×0.2×0.3×0.8×6.0/2=0.130kN·m；

鋼筋混凝土自重產(chǎn)生抗傾覆力矩：MG3=0.9×25.5×0.3×0.6×0.8×6.0/2= 9.914kN·m；

風(fēng)荷載產(chǎn)生的傾覆力矩：

wk=0.3×0.6×0.6=0.108kN/m2

Mw=1.4×0.108×0.8×10.02/2= 6.048kN·m

附加水平荷載產(chǎn)生傾覆力矩（附加水平荷載取永久荷載的2%）：

永久荷載（包括支架、梁模板、鋼筋混凝土自重）為11.876kN；

附加水平荷載：

Fsp=11.876×2%=0.238kN

Msp=1.4×0.238×10.0= 3.325kN·m

工況一：混凝土澆筑前：傾覆力矩MT=1.0× 6.048=6.048 kN·m；抗傾覆力矩MR= 22.020+0.130=22.150kN·m；澆筑前抗傾覆驗(yàn)算MT

工況二：混凝土澆筑時(shí)：傾覆力矩MT=1.0× 3.325=3.325kN·m；抗傾覆力矩MR=22.020+0.130+ 9.914=32.064kN·m；澆筑時(shí)抗傾覆驗(yàn)算MT

由此可見(jiàn)，該體系可滿(mǎn)足基本的穩(wěn)定要求。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)新型框式盤(pán)扣式梁板模板支撐體系予以剖析，將利用一種較為新穎的框架式盤(pán)扣塔式基礎(chǔ)豎向單元，同時(shí)以可調(diào)式桁架作為水平方向的支撐基礎(chǔ)，二者共同構(gòu)成梁板模板支撐體系。新型框式盤(pán)扣架節(jié)點(diǎn)剛度相對(duì)于普通盤(pán)扣式模板支撐結(jié)構(gòu)更好，對(duì)于改進(jìn)整體結(jié)構(gòu)承載能力具有奇效。同時(shí)，本文所述新型框式盤(pán)扣式梁板模板支撐體系在一定程度上具有良好的通用性原則，此點(diǎn)也是它能夠在未來(lái)建筑施工行業(yè)大范圍推廣的一方面原因，主要在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程中較為常見(jiàn)。除此以外，為了能夠大幅提升可調(diào)式桁架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，多采用異形壓型薄鋼板作為主要原材料，同時(shí)又利用擴(kuò)大外桁架并將其套插于端部或底部，最終通過(guò)緊固螺栓的做法將水平方向的局部應(yīng)力予以降低，從而可以有效避免鋼板的屈曲問(wèn)題。新型模板支撐體系可作為專(zhuān)用梁板模板支撐結(jié)構(gòu)建設(shè)，其形式簡(jiǎn)單，適用范圍廣和裝拆便利都是其未來(lái)良好發(fā)展的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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