限制塑性发展下早拆模施工梁板正截面承载力分析

刘凤翰

（南京交通职业技术学院建筑工程学院，南京211188）

限制塑性发展下早拆模施工梁板正截面承载力分析

刘凤翰*

（南京交通职业技术学院建筑工程学院，南京211188）

工程中早拆模施工主要依据混凝土强度发展达到设计强度的比率来确定拆模方案，较少对结构承载力分析。混凝土强度增长与梁板结构截面承载力发展非线性关系，早拆模施工应关注结构承载力的发展情况。基于限制混凝土应力塑性发展情况下，对早拆模梁板结构正截面承载力进行研究，分析计算相关的系数α1，β1等值，计算不同混凝土强度达设计值比率下，梁板结构正截面承载力及承载力达设计承载力的比率值。研究阐述的计算方法，可供施工人员分析早拆模施工时梁板结构正截面承载力参考。

限制塑性发展，早拆模，梁板，正截面，承载力

1 引 言

早拆模施工对工程提高模板利用率、加快工程进度、节省施工成本具有很好效果［1］。早拆模主要应用于梁板工程中［2］。早拆模施工阶段，由于梁板混凝土强度未达到设计强度，拆模时梁板的实际强度是决定拆模时的结构安全及后期结构质量的关键因素。国内早拆模施工，采用相应的早拆模模板系统，在拆模时对结构强度的控制，主要依据对混凝土早期强度的推定或测定来确定拆模方案［3］。国内相应的规范对拆模的时间，提出了相应的要求，其要求主要是通过对混凝土强度及梁板跨度等参数进行相关的规定［4］。

早拆模施工混凝土不同拆模时间、不同龄期强度时，在不同的结构情况下，如截面尺寸、配筋情况等，对结构强度的影响情况差异较大，仅依据混凝土强度、结构跨度等参数进行简单的判断，确定早拆模施工方案是不合理的，在此基础对结构安全及结构质量影响的评定是不准确的。

早拆模施工情况下，应当从梁板截面强度情况进行分析作为早拆模方案的确定依据。本文对梁板早拆模正截面承截力发展进行分析，提出早拆模情况下，不同混凝土强度达设计强度比率下，拆模时梁板正截面承载力达设计承载力的比率。

2 限制塑性发展的正截面计算系数分析

早拆模工况下，宜考虑限制截面混凝土应力塑性发展，对规范给定的应力应变情况可仅考虑0－e0阶段，此情况下，α1，β1，ξb取值与《规范》给定的数值不同。下面进行其系数的研究计算。

《规范》给出的理想化的应力应变关系分曲线段与直线段［5］，直线段是考虑混凝土应力达到fc后的塑性发展，限制混凝土塑性发展情况下的计算，可以不考虑混凝土应力应变关系的直线段。仅考虑其曲线段，即不考虑塑性发展阶段的发生，如图1所示。根据规范提出的α1，β1，对混凝土应力曲线段进行矩形等效分布，等效前后应力合力形心位置与总合力值保持不变，采用α1，β1系数对应力值及受压区高度进行调整，由此，推出矩形截面α1，β1系数的计算公式，如式（1）和式（2）所示（推导过程从略）［6］。施工阶段混凝土早拆模龄期下的系数分别用α1t，β1t，ξbt表示。根据公式采用MATLAB进行计算，初次计算结果如表1所示。

《规范》规定：ε0＜0.002时取0.002，n＞2.0时取2.0，调整后对α1，β1进行计算，计算结果如表2所示。

图1 考虑塑性发展和不考虑塑性发展时的应力分布情形Fig.1 Stress distribution：（a）plasticity development、（b）without plasticity development

表1 α1、β1系数的初次计算结果Table 1 Initial calculation resulfs ofα1、β1

表2 α1，β1系数调整后的计算结果Table 2 Calculation ofα1、β1after adjustment

以下均以混凝土强度等级小于等于C50进行研究，α1t取0.89，β1t取0.75，则限制塑性发展情形时的ξbt经计算如表3所示，表中同时列出正常正截面设计时的ξb。

表3 ξbt的计算结果（对比列出ξb）Table 3Calculation results ofξbt（comparison listξb）

3 限制受压区塑性发展下混凝土强度达设计强度不同比率的正截面强度研究

混梁板结构正截面承载力在已确定配筋情况下的Mu值，其值可按下式计算（不考虑超筋情形）：

早拆模龄期t时，混凝土强度达到设计强度的的比率γt（百分率γt×100%），正截面承截力Mt，计算时按限制塑性发展考虑，各系数按前述计算方法确定值取用。

式中，令

令

鼻内镜射频能够在鼻内镜应用下，找到准确的鼻出血位置，对鼻出血患者的治疗效果非常明显，对鼻腔内反复出血的患者，以及不能应用鼻内镜进行检查的患者有非常好的效果。对出血非常严重的动脉性出血患者来首，堵塞压迫方式如果没有较好的止血效果，可以增加栓塞的颈外动脉分支方法进行止血。

混凝土强度等级不超过C50时各项系数值，在混凝土达设计强度值的比率分别为30%，50%，70%等情形时的取值如表4所示。

表4 混凝土强度比率30%，50%，70%时各系数取值Table 4 Value of each coefficient for concrete strength ratio 30%，50%，70%

早拆模梁板，不同混凝强度比率时，正截面承载力Mt，达到正截面设计承载力的比率η，正截面设计承载力Mu，则：

考虑早拆模阶段限制塑性发展时，以上计算加入ξt≤ξbt的条件限制：

则rt≥rtb。可按式（2）－式（3）计算混凝土强度所达百分比时，梁板正截面承载力Mt、承截力达设计值的比率η。

当rt＜rtb时，则：

因此，当rt≤rtb时，按式（18）、式（19）计算混凝土强度所达百分比时，梁板正截面承载力Mt达设计值的比率η。

根据以上推导，Mt与设计承载力Mu关系随早期强度比率rt变化情况如图2所示。

图2 Mt值随混凝土早期强度达设计值比率rt变化情况Fig.2 Mtvalue for the strength of concrete at early with the change of design value ratio rt

4 算 例

某梁板工程，混凝土C25，梁板钢筋均采用HRB400钢筋。板厚100 mm，配筋φ8＠150；梁尺寸b＝250 mm，h＝400 mm，纵向受力筋3Ф20，按本文方法确定混凝土强度分别达30%，50%，70%时的承载力达设计承载力的比率。

4.1 板

则混凝土强度30%时，rt＜rtb；混凝土强度50%、70%时，rt≥rtb。分别按式（6）和（3）式计算：

同法可求得η0.7＝0.96（96%）。

4.2 梁

同法可算得ξ＝0.312，rtb＝0.798（79.8%）。

混凝土强度30%，50%，70%时，rt＜rtb，则应按式（19）计算，同板的计算方法一样可得：η0.3＝0.35（35%），η0.5＝0.60（60%），η0.7＝0.81（81%）。

本例梁板结构承载力达设计值的比率，结果汇总如表5所示。

表5 算例梁板混凝土强度比率30%，50%，70%时承载力达设计值比率Table 5 Load capacity to-design value ratio for beam slalb w ith concrete strength ratio 30%，50%，70%

从本例计算结果可见，因板的相对受压区高度ξ较小，受压区混凝土承压能力未被充分利用，故当混凝土强度达设计强度比率小对正截面承载力达设计值的比率影响小。梁的相对受压区高度ξ较大，混凝土强度达设计强度比率对正截面承载力达设计值比率影响较大。

5 结 语

早拆模施工，通常根据混凝土强度达到设计强度的比率来确定拆模方案。混凝土强度的发展情况与结构承载力非线性关系，混凝强度发展的比率并不等于结构承载力发展的比率。

本文对早拆模情况下，基于限制混凝土应力塑性发展进行分析，计算早拆模情况下相关的系数α1，β1等值，分析计算混凝土强度达不同设计值比率时，梁板结构正截面承载力及承载力达设计承载力的比率值。本文研究阐述的计算方法，可供施工人员早拆模施工时分析梁板结构正载面承载力参考。

［1］ 张良杰.建筑业10项新技术（2010版）之模板及脚手架技术［J］.施工技术，2011，40（3）：23-25.Zhang Liangjie.Formwork and scaffold technology in 2010 editionten new technology of buildings［J］.Construction Technology，2011，40（3）：23-25.（in Chi-nese）

［2］ 吴书义，王胜，刘汉进，等.现浇双向密肋楼盖早拆模板支撑体系设计与施工［J］.施工技术，2012，361（41）：105-107：91-93.Wu Shuyi，Wang Sheng，Liu Hanjin，etal.Design and construction of early-dismantling formwork support system for cast-in-situ bidirectional ribbed slab floor［J］.Construction Technology，2012，361（41）：105-107：91-93.（in Chinese）

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［4］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2011.Ministry of Housing and Urban-Rural Department of the People’s Republic of China.GB 50204—2002 Code for acceptance of construction quality of concrete structure［S］.Beijing：China Architecture and Building Press，2011.（in Chinese）

［5］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50010—2010混凝土结构设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2011.Ministry of Housing and Urban-Rural Department of the People’s Republic of China.GB 50010—2010 Code for design of concrete structure［S］.Beijing：China Architecture and Building Press，2011（in Chinese）

［6］ 刘凤翰.混凝土结构正截面设计α1和β1系数研究与应用［J］.四川建筑科学研究，2012，38（4）：55-57.Liu Fenghan.The concrete structureα1，β1 and the coefficients of cross-section design and application［J］.Sichuan Building Science，2012，38（4）：55-57.（in Chinese）

Analysis on Normal Section Bearing Capacity Beam Slab w ith Early Form Removal under Restricting the Plastic Development

LIU Fenghan*
（College of Cioil Engineering and Architecture，Nanjing Communications Institute of Technology，Nanjing 211188，China）

In construction works，determining form removal programsmainly bae on the ratio of concrete design strength，and less on the structural capacity analysis.Growth of concrete strengh is non-linear relationship with normal section bearing capacity development of beam slab.Early form removal construction should focus on the developmentof structural capacity.Based on limiting plastic stress development of the concrete，the article stndies bearing capacity of beam slab with early form removal through research，analysis，calculation of the correlation coefficientsα1，β1 equivalent，the design values of different concrete strength ratio，the slab structure normal section capacity and capacity up to design capacity ratio values.The calculation method of this artile also provides a reference for the construction workers to analyse the capacity during the early form removal.

restrict plasticity development，early form removal，beam slab，normal section bearing capacity

2013－07－11

*联系作者，Email：kx99＠qq.com