模板对拉螺栓的完整计算

沈平华 （中电投电力工程有限公司，上海 200233）

在土建的混凝土结构施工中，以对拉螺栓方式安装模板非常普遍，对拉螺栓广泛应用于混凝土柱、梁、墙、小型基础的模板施工中，有效地保证了两侧模板的相对位置，简化了模板支撑并节约了人力物力。但在实际施工中，如果对拉螺栓布置间距过大、选用规格偏小，也会造成模板起鼓、螺栓被混凝土侧压力拉断导致模板破坏、螺栓滑丝引起涨模等问题，最终影响到混凝土浇筑的成品质量。而在模板体系中，模板通过背部的木方保守加固，螺栓的布局根据施工经验保守确定，避免了模板和木方的变形。所以，对拉螺栓的选择也就成了模板体系的关键一环，最好是能通过定量定性的计算过程，选用恰当的螺栓，既能防止质量事故又避免浪费材料。由于实际施工中凭经验的多、施工方案应付，施工方案中对拉螺栓计算过程不完整或不完善的较多。下面举例叙述一下模板对拉螺栓的完整计算过程，供同行技术人员一起探讨。

某工程主框架柱截面尺寸为3.18m×2.32m，柱模板采用胶合板组装，50mm×100mm木方竖向安装作为内楞，间距150mm，［18a槽钢横向安装作为外楞，用Ф16圆钢对拉螺栓加固，横向竖向间距600mm布置，所有螺栓外加双螺母，以此来抑制水平槽钢中部的挠度。模板加固体系验算如下。

①首先计算螺杆的强度是否足够，避免被拉断。

浇筑混凝土对模板的侧压力标准值由下式计算：

F1=0.22ΥCt0β1β2V1/2

F2=ΥCH

根据现场环境，式中：

F1——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN／m2）

ΥC——混凝土的重力密度，取24kN／m3

t0——新浇筑混凝土的初凝时间，取t0＝4h

V——混凝土的浇筑速度，按V=3m／h

H——混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶端的总高度（m）

β1——外压力影响修正系数，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2

β2——混凝土坍落度影响修正系数，取1.15

取较小值为标准值，则侧压力设计值F＝50.48×1.2＝60.58kN／m2

柱箍所承受的均布荷载设计值（q）：

挠度验算：w=5qL4/384EI≤[w]

式中：[w]——柱箍杆件允许挠度（mm）

E——柱箍杆件弹性模量，E＝2.05×105N/mm2

I——弯矩作用平面内柱箍杆件惯性矩，［18a的惯性矩I＝1672.4×104mm4

由以上计算结果可知，柱箍的挠度远小于允许挠度，所以在柱子截面中部设置横向竖向间距600对拉螺栓，挠度上能够满足要求。

对拉螺杆强度验算（钢筋屈服强度设计值fy=210N/mm2）。

柱底部中间螺栓受拉力最大，拉力N=F×a×b=60.58×0.6×0.6=21.81kN。

φ16对拉丝杆截面面积：S=3.14×162/4=200.96mm2

侧压力在对拉丝杆中产生的拉应力：

δ=N/S=21810/200.96=108.53N/mm2＜fy=210N/mm2

应力小于钢筋屈服强度，拉杆不会变形，满足要求。

②计算螺杆两端的螺纹抗滑移能力，避免螺纹破坏滑丝。

查C级普通螺栓规格表，M16螺栓有效截面积Ae=157mm2,螺栓抗拉强度设计值，则：=0.8×157×210=26376N=26.376kN>N=21.81kN

即螺栓轴向螺纹抗滑移力设计值大于实际受拉应力，满足要求，可以使用。

通过以上对拉螺栓的受力验算，我们可以得出结论，M16的C级普通螺栓头对拉螺栓适用于本案例，螺栓既不会拉断，也不会滑丝脱扣。

实际施工中，就可以以此计算过程做参考，并结合施工规范的构造要求，选用合适的对拉螺栓，达到既满足施工需要又节约材料的目标。

[1]江正荣.建筑施工计算手册（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社,2007.

[2]戴国欣.钢结构（第3版）[M].武汉：武汉理工大学出版社,2007.