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房建现浇预应力空心板施工技术

2020-06-17

江西建材 2020年5期
关键词:方木模架立杆

中铁二十五局集团有限公司西北分公司,陕西 西安 710048

1 概况

银川大学滨河校区位于银川市滨河新区,7 号高端培训楼的报告厅建筑面积1520m2,其中地下室760m2,地上一层面积也为760m2,室内净高7.65m,短向跨度25m,长向跨度30.4m。在该建筑工程项目的设计施工过程中主要就是采取现浇预应力空心板结构,其最为基本的施工工艺部分就是屋面梁板模板及支撑体系的高支模体系的构建。

2 设计原则

针对该报告厅设计过程中所采用的预应力现浇空心板来说,其在基本的设计和计算中可以参照普通现浇预应力混凝土实心板进行,而在具体的施工所用材料上可以选择最为基本的空心结构板材进行,具体来说,当前空心板比较常用的材料主要有薄壁水泥管、铁皮波纹管以及防水纸管,这些空心管材在具体的施工中都能够发挥较好的效果,在设计过程中采用的最为基本的计算模式就是单向板体系,进而根据计算的结果设置最为合适的支座结构,确保其抗扭能力以及其它约束力能够满足相应的结构需求,并且在计算过程中还应该格外关注构件的截面积和截面刚度大小问题[1-3]。

3 工程实例

3.1 施工准备

3.1.1 技术准备

施工前的技术准备主要就是针对前期设计过程中所出现的一些基本施工过程进行详细的分析,充分的研究施工图纸,了解其需要施工的一些基本尺寸和工艺要求,然后针对这些分析的结果来进行具体施工之前的准备工作,其主要就是技术交底过程的实施,也是从设计阶段到施工阶段的过渡环节[4]。

3.1.2 材料、机械以及人员的准备

对于具体的现浇预应力空心板的施工过程来说,其所需要的材料和机械设备是极为关键的组成部分,并且对于该施工工艺来说,其所需要的施工材料和施工机械设备要求都是比较严格的,这也更加需要相关人员必须在事前进行充分的准备,力求为后续的现浇预应力空心板操作打下良好的基础。当然,和这些施工材料以及机械设备的准备工作类似,具体的施工人员也需要进行事前安置,尤其是对于在施工团队中进行现浇预应力空心板施工人员的资质审查要充分,确保其具备应有的技术能力,保障施工的顺利进行[5]。

3.1.3 模板的处理

对于整个的现浇预应力空心板施工准备过程来说,最为关键的一点是应该做好相应的模板处理工作。这是因为在施工过程中,其模板的作用是极为关键的,可以说是最为核心的部分之一,而对于模板的前期处理来说,最为重要的就是应该做好涂刷脱模剂的操作,为后续的使用做好充足的准备。其中,在这些模板在使用之前应该对于其具体的储存和安置做好相应的规划,保障其自身的质量,使模板能够满足现浇预应力空心板施工的基本要求[6-9]。

3.2 满堂支模架搭设参数

对于具体的现浇预应力空心板施工过程来说,最为核心的是做好相应的参数设置,参数的设置主要包括了针对模板支架参数、荷载参数、材料参数、楼板参数以及梁的模架搭设参数必须进行恰当的设置。在该项目中,模架高度按照室内净高度7.65m 设计、支撑空心板厚800mm 进行设计的。

(1)支架搭设参数:水平方向间距0.6×0.6m;步距1.5m;纵向支撑延伸至底模支撑点距离为0.15m;模架的高度设置为7.65m;采用D48×3.0mm 钢管搭设;模板底采用木方固定、垂直立杆托撑受力的连接形式为:可以调节螺纹顶托。

(2)荷载参数:所用模板与枋木每平米重量为0.35kN;钢筋混凝土每平米重量为25.000kN;本工程楼板施工荷载每平米重量标准值为3.000kN。

(3)材料参数:楼板的底板厚为15mm 的胶合板,胶合面板用方木进行承托;胶合板的弹性模量为9.5kN/mm2;胶合板的抗弯强度为13N/mm2;方木的抗剪能力为1.4N/mm2;木方之间的距离设定150mm;木方的弹性模量为9.0kN/mm2,木方的抗弯强度为13N/mm2;木方的截面尺寸为50mm;木方的截面高度为70mm;梁用双排钢管托撑,钢管型号:D48×3.0mm。

(4)楼板参数:砼楼板的空心板厚为800mm,计算时取等效实心厚度:340mm。

图1 模板支架立面图

图2 模板支撑荷载计算单元

(5)梁支模架搭设参数:按500×800,搭设净高7.65m 进行支模架设计。

图3 梁支模支架立面图

①梁支撑架体及梁几何尺寸参数。梁截面宽度B 为0.5m;梁截面高度D 为0.85m;砼板厚330mm,立杆顺梁的跨度方向间隔距离La 为0.6m;立杆顶端延伸至模板支撑点高度a 为0.15m;立杆的步距为1.50;板底承重立杆横距Lb 为0.6m;梁底模架高度H 为7.65m;梁两侧的立杆间隔距离为1m;梁底采用小方木顺梁延伸方向进行垫衬支撑;沿梁的方向增设两根支撑钢管;钢管型号不变为D48×3.0。垂直立杆托撑受力的连接形式为:可以调节螺纹顶托;

②荷载参数。现浇混凝土的荷载分布为24kN/m2;钢管自重为1.5kN/m2;模板自重为为0.3kN/m2;现浇混凝土的侧向压力为26.8kN/m2;浇筑时施工荷载的平均标准值为2kN/m2;振捣是梁两侧模板受到的侧向压力为4kN/m2;振捣对梁底部模板受到的向下压力为2kN/m2。

3.3 高支模的安装

对于现浇预应力空心板的施工过程来说,高支模的安装是极为重要的一个环节,并且也是整个施工过程最为需要注意的一个关键点和难点所在,针对高支模的安装而言,其最为需要关注的要点主要有以下几个方面:

(1)支撑架搭体设,对于支撑架体的搭设来说,其最为核心的内容就是对于支撑架体的大小进行严格的控制,而对于这一过程的控制最为核心的内容就是对于技术交底工作要尽可能地保障其全面性和准确性,力求具体的搭设操作人员能够准确的理解设计人员的根本意图,进而就可以根据施工设计图纸进行具体的搭设工作。当然,在这一搭设的过程中,其最为基本的钢管以及其他配件的选择和检验也是必不可少的,必须确保这些基本的施工材料满足施工的需求,同时保障其支撑架体搭设的质量,此外,具体到支撑架体的搭设过程中来说,还应该重点关注其搭设的尺寸以及其他一些参数的设置问题,确保其搭设的准确度能够在许可的范围内,杜绝较大误差的出现,避免这些误差影响到后续的施工质量,甚至导致一些安全事故的发生。

(2)模板的安装,对于具体的模板安装来说,其需要注意的问题依然是比较多的,这些问题中任何一点出现故障都会导致整个高支模失去其应用的价值。具体来说,首先是对于模板的选择必须恰当,尤其是要针对不同位置的模板选择不同的材料进行安装。当前主要是采用胶合板进行相应的模板安装工作,并必须确保其能够在极大程度上符合模板安装的基本要求。其中本工程楼板模选择胶合板进行安装,而对于其它的一些结构根据实际情况可以采用枋木进行必要的支撑。另外,对于模板的安装顺序也应该进行严格的控制和把关,尤其是对于主梁和次梁之间的模板安装更是应该进行严格的控制。同时对于模板安装的位置同样需要施工人员进行严格的把握,避免安装位置出现偏差影响其模板的效果。

(3)验收,在模板的安装工作完成之后,还应该进行严格的验收操作,该验收操作的执行必须交由专业的监理单位进行,此外,相应的质量检查站也应该进行严格的质量验收,重点确保其质量的稳定性。

3.4 钢筋的绑扎以及混凝土的浇筑

在验收合格无误后,进入下一步工作,模板上层钢筋绑扎的操作,必须加强其临边施工架体的稳定性程度,确保其具备一定的施工强度,使现场混凝土浇筑时的安全、质量得到保证;对于具体的混凝土浇筑过程来说,其必须严格遵循国家相关混凝土浇筑规范进行,尤其是对于浇筑的可持续性以及浇筑过程中需要做好的振捣操作进行严格的控制和管理,确保混凝土浇筑的效果和质量。

3.5 高支模的拆除

对于高支模的拆除来说,首先必须在获得相应的批准前提下才能够进行具体的拆除操作,而对于具体的拆除过程而言,其最为基本的就是要对于拆除的基本顺序进行严格的控制,确保模板拆除的准确性及安全性,并且还应该注意在拆除的过程中做好对成品混凝土的保护,避免混凝土受到一定的损伤。

对于高支模的拆除应该重点做好以下几点的计算:

3.5.1 模架稳定性计算

图4 模板支架立面图

图5 楼板支架荷载计算单元

3.5.2 模板面板计算

因为模板采用的胶合板为易弯构件,所以要对其的抗弯刚度进行计算,并计算其强度。胶合板的截面抵抗弯曲能力W 和截面对主轴的惯性矩I 分别为:

W=37.5cm3;

I=28.125cm4;

3.5.3 荷载计算

(1)静止载荷包括楼板底胶合板和现浇砼的重量(kN/m):

q1=8.85KN/m;

(2)施工载荷为振捣工具和人员施工时的重量(kN/m):

q2=2.5KN/m;

3.5.4 强度计算

最大弯矩以静止载荷与施工时载荷的最大弯矩来计算。

最大弯矩 M=0.032kN·m;

模板应力最大值 σ=0.847N/mm2;

模板的抗弯强度 [f]=13N/mm2;

模板所受应力最大值小于其抗弯强度,达到施工需求。

3.5.5 挠度计算

其中q=8.85kN/m

模板最大允许挠度 [V]=0.6mm;

模板受到的最大挠度值 v=0.011mm;

模板受到的最大挠度小于模板的最大允许挠度,达到施工需求。

3.5.6 衬托方木受力计算

方木以两跨连续梁为准计算,截面抵抗弯曲能力W 和截面对主轴的惯性矩I 分别为:

W=40.83 cm3;

I=142.92 cm4;

图6 方木受力示意图

3.5.7 强度验算

弯矩最大值的计算如下:

均布荷载 q=2.118kN/m;

最大弯矩 M=0.095kN·m;

方木的设计抗弯强度 [f]=13.000N/mm2;

方木所受应力最大值 σ=2.334N/mm2;

方木所受应力最大值小于方木的设计抗弯强度,达到施工需求。

3.5.8 抗剪验算

截面抗剪能力计算:

剪力最大值:v=0.794kN;

方木设计的抗剪强度值 [τ]=1.4N/mm2;

方木所受剪力最大值 τ=0.34N/mm2;

方木所受剪力最大值小于其设计的抗剪强度值,达到施工需求。

3.5.9 挠度验算

挠度最大值的计算:

平均载荷 q=q1+q2=1.328kN/m2;

挠度最大设计值 [V]=2.4mm;

挠度最大计算值 V=0.066mm;

方木的挠度最大计算值小于其的挠度最大设计值,达到施工要求。

3.5.10 托梁材料计算

托梁以集中荷载施加下的三跨连续梁进行计算;

托梁材料:钢管(双钢管)型号:Φ48×3.5;

W=10.16cm3;

I=24.38cm4;

集中载荷P 为板底方木所传递的力,P=1.589kN;

支座最大受力 Qmax=6.95kN ;

变形量最大值 Vmax=0.18 mm ;

弯矩最大值 Mmax=0.358kN·m ;

托梁的设计的抗压强度值 [f]=205N/mm2;

应力最大值 σ=35.188 N/mm2;

托梁的所受应力最大值小于托梁的设计值,达到施工需求。

托梁的挠度最大值小于设计值10 mm,达到施工需求。

表1 模板支架计算长度附加系数 k1

表2 模板支架计算长度附加系数 k2

上表参照杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

3.5.11 模架结构

(1)梁板的高支撑模架可根据设计要求荷载荷使用单排立杆或双排立杆;

(2)立杆的设置须以步距设计为准,平面横向纵向均布置连接杆,确保水平平面均达到足够的设计刚度;

(3)楼板与梁的自重差值过大时,可以采用不同的立杆间距,可改变一个方向的步距、而另一个方向不宜改变。

3.5.12 立杆步距的设计

(1)当模架结构载荷在立杆的轴力在不同的高度变化值不大时,可以将步距值设为固定值;

(2)当模架中间有其他载荷或模架立杆高度过大,轴力沿立杆高度分布值有较大变化,以上部步距小于下部步距的方式进行布置,但要控制变化,不宜过多;

(3)高模架的立杆设置以0.9~1.5m为宜,且不宜大于1.5m。

3.5.13 剪刀撑的设计

架体外围立面的剪刀撑必须无缝隙要求全布置。架体中间部分需根据架体尺寸及设计要求,10~15m 进行布置。

4 结束语

综上所述,本文结合实例对现浇预应力空心板进行了论述,运用此方法既能给布局提供了空间,又可以减轻结构自重,因此,在房建工程中可以进行大量的推广使用。

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