周云武

摘要：針對定型弧形木模板結(jié)構(gòu)性能及施工技術(shù)采用理論分析及現(xiàn)場實(shí)施驗證等研究方法，對定型弧形木模板各組件及整體力學(xué)性能、定型弧形木模板柱體施工技術(shù)等關(guān)鍵問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究。推導(dǎo)出圓柱模板受力計算公式，供技術(shù)人員進(jìn)行圓柱木模的設(shè)計及受力驗算提供參考。

Abstract： Based on the theoretical analysis and field implementation verification methods for the performance and construction technology of the shaped curved wood formwork， the key problems of the various components of the shaped curved wood formwork and the overall mechanical properties and the construction technology of the shaped curved wooden formwork cylinders are systematically studied. The formula for calculating the force of the cylindrical template is derived， which provides a reference for the technician to design the cylindrical wooden mold and check the force.

關(guān)鍵詞：圓柱;木模板;應(yīng)力分析;實(shí)施驗證

Key words： cylinder;wood formwork;stress analysis;implementation verification

中圖分類號：TU755.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）27-0159-04

0 ?引言

傳統(tǒng)圓柱模板采用鋼模板和玻璃鋼模板、PVC模板、條子拼模板等樣式。鋼模板和玻璃鋼模板尺寸是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，定制時間久且重量大，需大型吊裝設(shè)備方可完成組裝，工作效率低、周期長。PVC模板圓弧誤差大、混凝土澆筑后有蜂窩，且不可以切割;條子拼模板混凝土澆筑時容易爆模，混凝土澆筑后不圓，且有麻面。這些問題不但浪費(fèi)大量的人力、物力和財力，而且影響工程的進(jìn)度計劃和質(zhì)量觀感。

圓柱定型化木模板能夠解決上述各類型模板存在的不足，目前已大量使用于圓柱施工。由于圓弧木模板在各施工工況作用下應(yīng)力復(fù)雜，且圓弧模板在荷載作用下各組件的力學(xué)性能分析無相關(guān)參考規(guī)范，故許多施工技術(shù)人員在對圓弧模板進(jìn)行設(shè)計時，不知如何對圓弧模板各組件的承載力、剛度等進(jìn)行驗算。針對該情況，本文對用于圓柱施工的定型弧形木模板在荷載作用下的應(yīng)力進(jìn)行分析，推導(dǎo)出弧形木模板在最不利工況狀態(tài)下的應(yīng)力計算公式，并用于項目實(shí)施驗證，供各位同仁參考研究。

1 ?圓柱木模板受力分析

1.1 圓柱木模板組成

圓柱木模板通常采用兩片半圓弧形模板組合拼裝而成。在拼裝后的模板外側(cè)每間隔一定的距離布置一道圓形鋼帶柱箍對模板進(jìn)行約束，柱箍接頭采用螺栓連接。如圖1所示。

1.2 模板荷載及邊界條件分析

1.2.1 荷載分析

豎向方向荷載：模板自重。

水平方向荷載：圓柱木模主要承受新澆筑混凝土的側(cè)壓力與傾倒或振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的水平載荷組合。圓柱模板在豎向承受的混凝土側(cè)壓力分布圖如圖2所示。

F為新澆筑混凝土對模板最大側(cè)壓力的標(biāo)準(zhǔn)值

（kN/m2），可利用JGJ162-2008《建筑施工模板安裝技術(shù)規(guī)范》的第4.1.1條公式計算求得。

H為混凝土側(cè)壓力計算位置處于新澆筑混凝土頂面的總高度（m）。

h為有效壓力高度（m），由F除以混凝土重力密度求得。

1.2.2 邊界條件分析

豎向約束：樓地板對柱模底部豎向向上的約束。

水平約束：柱箍對模板圓形徑向向內(nèi)的約束。

1.3 圓柱木模應(yīng)力分析

模板應(yīng)力分析主要為了驗算材料強(qiáng)度是否滿足要求。在進(jìn)行應(yīng)力分析時，主要分析模板在受力最大部位的應(yīng)力狀態(tài)。由于模板在豎向荷載只是模板自重，荷載相比承受的混凝土側(cè)壓力很小，可忽略該方向的荷載作用，且引起的誤差是極小的。

通過圖1混凝土側(cè)壓力分布圖可知，在有效壓力高度h以下范圍的模板側(cè)壓力處于最大狀態(tài)，故在對模板受力分析時取砼側(cè)壓力最大范圍進(jìn)行分析計算，圓柱木模板受力情況如圖3、圖4。

圓柱直徑為D，木模厚度為t，柱箍間距為L，傳遞至模板的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值為q。

應(yīng)力分析：半圓弧形木模在荷載q作用下，在與混凝土接觸的內(nèi)壁上存在垂直于內(nèi)壁徑向應(yīng)力？滓r=-q;在橫截面上將產(chǎn)生沿軸線方向的彎曲應(yīng)力？滓x;在縱斷面上將產(chǎn)生沿圓周切線方向的環(huán)向應(yīng)力？滓？茲。

①當(dāng)D/t？垌1時，弧形模板可看作薄壁結(jié)構(gòu)，可認(rèn)為？滓？茲沿厚度均勻分布。在半圓弧形模板m-m截面位置處的環(huán)向應(yīng)力？滓？茲為最大值。取L段，沿m-m縱斷面截開，如圖5。

3.4 實(shí)施效果

根據(jù)柱模的各項設(shè)計參數(shù)，按照柱模各組件應(yīng)力分析推導(dǎo)的公式對各組件的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行驗算。柱模各組件的驗算結(jié)果均滿足要求的前提下，按照柱模施工技術(shù)方案進(jìn)行了實(shí)施。施工中嚴(yán)格控制混凝土的各項性能參數(shù)，嚴(yán)格控制澆筑速度，實(shí)施中，對模板的接縫位置進(jìn)行了觀測，對模板的最大撓度進(jìn)行檢測。柱模的接縫部分無漏漿，各組件變形微小，模板最大撓度滿足規(guī)范要求，定型圓弧木模板的整體實(shí)施效果很好（圖11）。

4 ?結(jié)論

本文對用于圓柱施工的定型圓弧模板的應(yīng)力情況進(jìn)行了分析，并對各組件的材料強(qiáng)度計算公式進(jìn)行了推導(dǎo)。同時根據(jù)推導(dǎo)出來的計算公式，對用于現(xiàn)場施工的圓柱模板進(jìn)行了設(shè)計驗算，并進(jìn)行了實(shí)施，效果很好。后續(xù)其它項目在圓柱木模板的設(shè)計中，通過參考利用本文的推導(dǎo)公式進(jìn)行模板組件受力驗算，可提高工作效率;也可根據(jù)公式對木模板及組件的結(jié)構(gòu)尺寸、各項參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到降本增效。

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