现浇钢筋混凝土结构板底模拆除的施工计算1Word文件下载.doc

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已拆模板结构达到设计强度后才允许承受全部计算荷载，当承受施工荷载大于计算荷载时，必须经过核算，加设临时支撑。

然而在实际施工过程中，很多施工技术人员只注重模板拆除时的构件强度要求，忽略了规范中关于施工荷载验算的要求，通常以保证构件拆模强度同时保证连续三层支顶的习惯做法替代了必要的验算（实际存在二层、三层连续支顶转换期），这种做法给工程施工质量带来了较大的隐患，最常见的后果就是造成梁板混凝土裂缝的出现，并由此引发相关各方对于结构安全性的争议，本文将结合新世界商业回迁楼工程负一层顶板开裂的工程实例，对这一问题进行探讨。

1．工程概况

新世界商业回迁楼工程建筑面积56351m2，地上14层，地下三层，平面呈“L”形，现浇框架剪力墙结构，地下负三层层高3.6m，地下负二层层高4.0m，负一层层高5.7m，首层至五层4.5m，六层以上层高3.4m，六层以下为梁板体系，六层以上为无梁楼盖体系，主要柱网尺寸为8m×

8m，在平面施工组织上划分为两个施工区域，每区3个流水段，顶板模板按三个楼层配置，地下室部分单层施工周期为25天，正负零以上每楼层施工周期为12天，工程于2000年5月12日完成正负零板面施工，六月中旬三层顶板浇筑结束，其后发现负一层第四流水段4块8m×

8m顶板板底出现水迹，板底开裂，裂缝发展方向沿板对角线及其平行方向，最大裂宽0.25mm，经查，结构用钢筋及混凝土均符合设计要求，该段顶板模板拆除时间为浇筑后24天，龄期为7天的混凝土同条件试块强度为26.7Mpa，达到设计强度的89％，施工前未做施工荷载下结构承载力及正常使用极限状态验算，只作了保证连续三层支顶的要求，负一层顶板模板拆除是在二层顶板混凝土浇筑两天后进行的，拆除后未做二次支顶。

根据以上情况和板底裂缝形态，初步判定为施工期间荷载引起的裂缝，根据现场实际施工状况，作以下分析验算。

2．计算模型的建立

2．1不利承载状态的确定

我们将负一层顶板标定标定为FO层，考虑其随结构施工的实际承载过程，确定了三个承载状态阶段，如图1至图3所示。

F2τ=0

F1τ=12

F0τ=24

图1

F3τ=0

F2τ=12

F1τ=τ=24

F0τ=24τ=36

图3

注：

τ为结构楼板龄期

F2τ=2

F1τ=14

F0τ=26

图2

图1所示为FO层板底模未拆除，且二层顶板浇筑完毕后三层连续支顶均保留的阶段，在不考虑模架系统变形，即假定模架系统刚度无限大的情况下，除F2层荷载的一部分传递至FO层外，其他大部分荷载均由负二层顶板承担，对于F0层顶板而言，图1所示状态并非不利荷载状态。

图2为F2层板混凝土浇筑后两天FO层板底模拆除，期间FO层板承受F1层荷载及F2层传递的部分荷载，虽然该阶段FO层板承受荷载并非最大，但混凝土龄期较短，强度较图3阶段低，应作验算。

图3阶段显示F3层顶板混凝土浇筑完毕且F1层支撑系统尚未拆除时的状态，该阶段FO层板承受荷载最大，应作验算。

2．2计算参数的确定

板厚h＝180mm，混凝土保护层为15mm，截面有效高度ho＝159mm，板内下铁为Ⅱ级钢，双向φ12@200，每米板宽钢筋截面面积As＝565m2，钢筋弹性模量Es＝2.0×

105N/mm2，混凝土设计强度等级为C30，混凝土抗拉强度标准值ftk＝2.0N/mm2，混凝土弹性模量Ec＝3.0×

104N/mm2，根据所确定的结构不利荷载状态，相关各龄期混凝土弹性模量按下式计算：

E（τ）＝E0（1－e-0.09τ）

其中τ为龄期（d），E0＝3.0×

104N/mm2，由此可计算得出个龄期混凝土弹性模量值：

E（12）＝1.98×

104N/mm2，E（14）＝2.15×

104N/mm2，E（24）＝2.65×

104N/mm2，E（26）＝2.71×

104N/mm2，E（36）＝E0=3.0×

104N/mm2。

不利荷载状态下相应龄期的混凝土抗拉强度值可按下式计算：

f（τ）＝0.8ftk（lgτ）2/3

f（26）＝2.01N/mm2，计算值大于ftk，所以f（26）、f（36）均取值为2.0N/mm2。

2．3计算荷载的确定

楼层荷载由三部分组成，即结构板自重、模架系统自重、作业面施工活荷载，分别计算如下：

结构板自重：

g＝24×

0.18＝4.32KN/m2

模架系统自重：

现场施工采用碗扣式模板支架，主要材质为Φ48钢管，立杆间距1.4m，配可调托，主龙骨为200高工字木梁，次龙骨采用50×

100木方，模板采用15mm厚竹胶板，施工中模架系统自重为g＝0.9KN/m2

顶层作业层施工活荷载：

q＝2.5KN/m2

根据以上计算，得到相关楼层施工荷载的计算结果如下：

顶层作业层计算荷载：

g＝4.32＋2.5＝6.82KN/m2

作业层以下楼层计算荷载：

g＝4.32＋0.9＝5.22KN/m2

以上计算荷载为施工实际荷载，由于为验算过程，所以实际计算中，荷载不再乘分项系数，如为施工前控制计算，则应考虑恒载和活载的分项系数。

2．4计算模型的确立

F3E（0）

g=6.82KN/m

F2E（12）

g=5.22KN/m

F1E（24）

F0E（36）

图5

根据图2、图3所示不利荷载状态，取1m宽板带为计算单元，得到不利荷载状态下荷载布置图，如图4、图5所示。

F2E

（2）

g=6.82KN/m

F1E（14）

g=5.22KN/m

F0E（26）

图4

由于施工荷载是分阶段叠加的，各楼层板除承担本层计算荷载外，还应承担其以上楼层通过支撑系统传递来的部分荷载，为简化计算，验算过程中对结构采用线弹性分析方法，假定模板支撑系统刚度无限大，则荷载可按楼板结构刚度分配。

由于钢筋混凝土受弯构件刚度B与混凝土弹性模量E和截面惯性矩I成线性关系，同时各楼层构件截面特征及宽度均相同，所以荷载可按楼层混凝土弹性模量加权值进行分配，其中顶层施工层荷载因混凝土龄期较短，可以认为其楼层荷载全部由其下层混凝土承担，由此可得到FO层板在图2（两层连续支顶）和图3（三层连续支顶）状态下的计算荷载值：

两层连续支顶状态下FO层板计算线荷载：

g1＝5.42＋（5.22＋6.82）×

E26/（E14＋E26）＝11.93KN/m

三层连续支顶FO层板计算线荷载：

g2＝5.22＋5.22×

E36/（E24＋E36）＋（5.22＋6.82）×

E36/（E12＋E24＋E36）

＝5.22＋2.77＋4.73＝12.72KN/m

考虑实际结构板为连续板，验算中按三跨连续板考虑，得到FO层板施工验算计算简图，如图6、图7所示。

g1=11.93KN/m（g2=12.72KN/m）

800080008000

图6（图7）

由此查结构计算手册相应表格可得相应中跨跨中最不利弯矩值：

两层连续支顶状态下FO层板最不利荷载下跨中弯矩值：

M1＝0.025×

11.93×

82＝19.10KN.m

三层连续支顶状态下FO层板最不利荷载下跨中弯矩值：

M2＝0.025×

12.72×

82＝20.35KN.m

3．施工验算

施工验算按图6、图7两荷载状态，每种状态分别进行正截面承载能力和正常使用极限状态下的裂缝控制验算，计算按GBJ10－89《混凝土结构设计规范》所确定的相关公式进行，计算中不考虑剪力的影响。

3．1两层连续支顶状态下验算

3．1．1正截面承载能力验算：

受弯构件荷载短期效应组合下受拉钢筋应力按下式计算，将2.4节中最不利荷载下弯矩值及2.2节中相应计算参数代入其中，并换算量纲则得到：

两层连续支顶状态下FO层板受拉钢筋应力值：

σss＝M1/0.87hoAs＝19.10×

106/（0.87×

159×

565）

＝244.38N/mm2

以上正截面受拉钢筋应力计算结果小于受拉钢筋设计强度值，即fy＝310N/mm2，由此可知FO层板在两层连续支顶不利荷载作用下，其正截面承载力满足要求。

3．1．2正常使用极限状态下裂宽验算

最大裂缝宽度采用下式计算：

Wmax＝αcrcσss（2.7c＋0.1d/ρet）n/Es

c＝1.1－0.65ftk/（ρet