超高层商务大厦工程清水砼模板设计施工及优化措施Word下载.docx

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掺外加剂影响修正系数β1=1.2；

坍落度影响修正系数β2取1.15

γC为砼的重量密度，取24KN/m³

F=0.22×

24×

4.44×

1.2×

1.15×

51/2

=72.34（KN/m²

）

F=γCH=24×

5.4=129.6（KN/m²

按施工规范规定取最小值，则侧压力荷载标准值F=72.34（KN/m²

作承载力验算时，设计荷载值既应考虑永久荷载，即新浇筑砼的侧压力，其荷载分项系数γ=1.2；

还应考虑可变荷载，即倾倒砼时的荷载，其荷载分项系数γ=1.4。

又因面板为多层板，内楞为木楞，模板设计荷载值可乘以0.9予以折减，则

F1=72.34×

0.9=78.13（KN/m²

有效压头h=78.13/24=3.25（m）

倾倒砼时产生的荷载标准值取2KN/m²

，即设计值为

F2=1.4×

2×

0.9=2.52KN/m²

2.1.2计算内竖楞间距L1

混凝土侧向压力均匀作用在胶合面板上，单位宽度的面板可以视为“梁”，内竖楞即为梁的支点。

按三跨连续梁考虑。

q=78.13+2.52=80.65（KN/m）=80.65N/mm

按面板的抗弯承载力要求：

L1=（1.67fwbh2/q）0.5=（1.67×

30×

1000×

182/80.65）0.5

=449mm

按面板的刚度要求，最大变形值取为内楞间距的1/250，

q=72.34×

0.9=65.11N/m

L1=（0.59El/q）1/3=[0.59×

4000×

18³

/（12×

65.11）]1/3=260mm

对比取小值，又考虑楞木的宽度，可取L1=250mm，净距为200mm。

2.1.3计算外竖楞间距L2

内楞计算简图按三跨连续梁考虑，梁上受荷宽度即为内楞间距，作用在连续梁上的线荷载：

q=80.65×

0.3=24.2（KN/m）

q`=65.11×

0.3=19.5（KN/m）

按内楞的抗弯承载力要求：

L2=（1.67fwbh2/q）0.5=（1.67×

16.7×

50×

1002/24.2）0.5=759mm

按内楞的抗剪承载力要求：

L2=1.11bh/fV=1.11×

1.5/24.2=344mm

按内楞的刚度要求：

L2=（0.59El/qˊ）1/3=[（0.59×

9000×

1003/（12×

19.5））1/3=1043mm

对比取小值，考虑外楞用双钢管，可取外楞间距L2=400mm

2.1.4计算对拉螺检间距L3

外楞为ø

48×

3.5双钢管，仅计荷载值不予折减。

1.2=86.81（KN/m²

2=2.8（KN/m²

作用在外楞上的线荷载：

q=（86.81+2.8）=35.844（KN/m）

q`=72.34×

0.4=28.936（KN/m）

按外楞的抗弯承载力要求：

L3=（10fw/q）0.5=（10×

205×

5078×

2/35.844）0.5

=762mm

按外楞的刚度要求：

L3=（0.59El/q`）1/3=（0.59×

2.06×

105×

121900×

2/28.936）1/3=1008mm

对比可取对拉螺栓间距L3=700mm，考虑安全系数可取L3=450mm。

2.1.5选对拉螺栓规格

每个对拉螺栓承台砼侧压力的等效面积为0.4×

0.45=0.18m²

N=（86.81+2.8）×

0.4×

0.45=16.13（KN）

选用由Q235钢制作的M12对拉螺栓，其净面积A=77mm²

，

则

σ=N/A=16130/77=209N/mm²

<

215N/mm²

满足要求。

2.2地下室外墙单面支模部分

底板砼浇筑时底板上预埋2Ф25钢筋，出底板长度为200mm，埋入砼内250mm，为两倍立杆间距布置，最外边距剪力墙170mm。

对拉螺栓的外侧端植入支护桩内，其余的施工方法与双面支模板部分相同。

2.3柱模板

采用18厚多层板，内竖楞50×

100@250，柱箍采用2Φ48钢管@450，对拉螺栓M12，对于方柱水平间距600mm，竖向间距450mm。

2.4梁板模板

该工程地下室顶板的梁均为500宽，最大的梁为0.85m高，模板工程必须具有足够的强度、刚度及稳定性，以保证新浇砼几何尺寸的准确性。

梁板模板施工顺序：

模板设计→放大样→模板制作→定位→立梁板支架→立梁底模→绑扎钢筋→立梁侧模→对拉螺栓固定→铺现浇板底模→预留孔洞→检查验收。

梁板模采用胶合板木楞骨架满堂钢管支撑，支撑立杆间距700～800mm，梁侧立杆间距500～800mm。

模板的质量要求应符合《GB50204-2002》的规定。

2.5地下室顶板模板支撑的验算

（负一层楼板300厚，层高4.60高，净高：

4.6-0.3+0.6=4.90m，一层楼板300厚，层高5.1m，净高5.1-0.3+0.3=5.1m）

施工采用ø

3.5mm钢管搭设满堂脚手架，做多层板支承架，楼板底立杆纵距横距相等，即la=lb=0.7m，步距≤1.6m；

梁底立杆间距最小为la1=0.25m，立杆横距lb1≤0.7m，模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线到模板支撑点的长度a=150mm，现进行计算：

楼板底一纵、横距内（计算单元内）模板支架自重

（KN）

立杆（5.1-0.05-0.01）×

0.0384=

横杆（0.7×

4×

纵杆0.7×

直角扣件（支架主节点处按增加一扣件考虑）

9×

13.2×

10-3=

0.1935

0.1075

0.1188

对接扣件（18.4×

10-3/6.0）×

0.7×

8=

0.0172

剪刀撑（每隔四排垂直两个方向设剪刀撑，计算支架自重时，考虑含剪刀撑计算单元，剪刀撑斜杆与地面的倾角近似取为γ=60°

2×

0.0384/cos60°

×

ctg60°

4=

0.4301

旋转扣件（剪刀撑每步与立杆相交处或与水平杆相交处均有旋转扣件扣接）

12×

14.6×

10-3×

（0.7/2.52×

）×

2=

0.1686

合计

1.1432

梁底纵、横距内（内算单元内）模板支架自重

横杆0.8×

纵杆8×

0.25×

直角扣件（梁底主节点处按增加一扣件考虑）

对接扣件（18.4×

10-3/6）×

（0.8×

4+0.25×

8）=

剪刀撑（近似值）0.4301+0.1686=

0.1229

0.0768

0.1584

0.0159

0.5987

合计

1.1662

永久荷载标准值：

楼板底模支架自重标准值：

1.1432KN

梁底模板支架自重标准值：

1.1994KN

楼板多层板自重标准值：

0.3KN/m2

楼板钢筋自重标准值每立方钢筋砼1.1KN

梁钢筋自重标准值每立方钢筋砼1.5KN

新浇筑砼自重标准值24KN/m³

可变荷载标准值：

施工人员及设备荷载标准值1.0KN/m²

振捣砼时产生的荷载标准值2.0KN/m²

2.5.1验算混凝土楼板模板支架

2.5.1.1大横向水平杆验算

砼楼板模板下大横向水平杆按二跨连续梁计算（计算变形宜按三跨连续梁计算）二跨连续梁计算简图如下：

作用大横向水平杆永久线荷载标准值：

qk1=0.3×

0.7+1.1×

0.3+24×

0.3=5.481KN/m

作用大横向水平杆永久线荷载设计值

q1=1.2qk1=1.2×

5.481=6.5772KN/m

作用大横向水平杆可变线荷载标准值：

qk2=1×

0.7+2×

0.7=2.1KN/m

作用大横向水平杆可变线荷载设计值：

q2=1.4qk2=1.4×

2.1=2.94KN/m

作用大横向水平杆线荷载设计值：

q=q1+q2=6.5772+2.94=9.5172KN/m

大横向水平杆受最大弯矩

M=0.125qLb2=0.125×

9.5172×

0.72=0.583KN·

m

抗弯强度

σ=M/W=0.583×

106/5.08×

103=114.76N/mm²

205N/mm²

=f，满足要求。

按二跨连续梁计算的挠度

υ=（lb4/100EI）×

（0.521qk1+0.912qk1）

=7004（0.521×

5.481+0.912×

2.1）/（100×

12.19×

104）

=0.4mm<

8000/1000=8mm及700/150=4.7mm

按三跨连续梁计算的挠度

（0.677qk1+0.99qk1）

=7004（0.677×

5.481+0.99×

=0.6mm<

8mm，满足要求。

说明：

a现浇钢筋混凝土梁板起拱高度为跨度的1/1000～3/1000。

支架的压缩变形值或弹性挠度，控制为相应的结构计算跨度的1/1000。

b按二跨梁计算的最大弯距与最大支反力，比按三、四、五跨连续梁计算的最大弯矩与最大支反力取值最大，计算偏安全，混凝土次梁、板通常留置施工缝到主梁距离与模板支架两跨长基本相符。

施工现场往往存在混凝土梁间距为模板支架二跨长现象。

c三跨连续梁计算的最大挠度取值比按二、四、五跨连续梁计算的最大挠度取值大。

2.5.1.2扣件的抗滑承载力计算

大横向水平杆传给立杆最大竖向力设计值：

R=1.25qlb=1.25×

0.7=8.33KN≈RC=8KN，满足要求，

在构造上，宜在楼板模板支架顶主节点处立杆上设双扣件。

2.5.1.3砼楼板模板支架立杆计算

支架立杆的轴向力设计值为大横向水平杆传给立杆最大竖向力与楼板底模板支架自重产生的轴向力设计值之和。

即N=R+1.1432×

1.2=8.33+1.143×

1.2=9.7KN

模板支架立杆的计算长度

l0=h+2a=1.6+2×

0.15=1.9m

长度系数μ=1.43λ=l0/i=kμh/i

取k=1λ=1.43×

190/1.58=172<

[λ]=210满足要求。

取k=1.155λ=1.155×

1.43×

190/1.58=199Ψ=0.182

N/ΨA=9.7×

103/0.182×

489=109N/mm²

在立杆稳定性验算公式中，对立杆偏心受荷（初偏心e=53mm）的实际工况已做考虑。

如果不考虑这一点，由初偏心产生的附力弯曲应力为：

σ=8.33×

103×

53/（5.08×

103）=86.9N/mm²

，计入偏心荷载产生的附加弯曲应力，立杆段稳定性能满足要求。

2.5.2验算砼梁模板支架

2.5.2.1小横向水平杆计算：

砼梁模板下小横向水平杆按简支梁计算，计算简图如下页图：

小横向水平杆受恒荷载作用产生的集中力标准值：

Pk1=0.25×

[（0.85-0.3）×

2+0.5]×

0.3+0.5×

0.85×

（24+1.5）

=3.909KN

小横向水平杆受活载作用产生集中力标准值：

Pk2=1×

0.5×

0.25+2×

0.25=0.375KN

传给小横向水平杆集中力标准值：

Pk=Pk1+Pk2=3.909+0.375=4.284KN

传给小横向水平杆集中力设计值：

P=1.2Pk1+1.4Pk2=1.2×

3.909+1.4×

0.375=5.216KN

作用小横向水平杆的最大弯矩：

M=Plb1/4=5.216×

0.7/4=0.913KN·

抗弯强度：

σ=M/W=0.913×

103=180N/mm²

挠度：

υ=（Pklb13/48EI）

=4.284×

7003×

103/48×

104=1.2mm<

lb1/150=700/150=4.7mm

小横杆按中部受集中力作用计算的计算结果偏安全。

模板支架设计时可根据小横杆实际受力状态确定受力简图。

2.5.2.2扣件的抗滑承载力计算

小横向水平杆传给立杆竖向力设计值：

R=P/2=5.216/2=2.608KN<

RC=8KN满足要求。

2.5.2.3砼梁模板支架立杆计算：

模板及支架自重，新浇砼自重与钢筋自重标准值产生的轴向力总和（计算单元内砼梁及其模板自重已含在R中，此处不计算）。

ΣNGK=0.3×

（0.7-0.5/2）+1.1662+24×

0.3×

（0.7-0.5/2）+1.1×

（0.7-0.5/2）=2.05KN

施工人员及施工设备荷载标准值，振捣砼时产生的荷载标准值产生的轴向力总和。

ΣNQK=1×

（0.7-0.5/2）+2×

（0.7-0.5/2）=0.34KN

支架立杆的轴向力设计值（同时考虑计算单元内砼梁部分对立杆产生的竖向力）。

N=1.2ΣNGK+1.4ΣNQK+R=1.2×

2.05+1.4×

0.34+2.608=5.54KN

长度系数μ=1.43

长细比λ=l0/i=kμh/i

N/ΨA=5.54×

489=62N/mm²

所以500×

850的梁，梁底立杆纵距La1=0.25m，梁底立杆横距Lb1=0.7m。

同理可得：

500×

800的梁，梁底立杆纵距La1=0.3m，梁底立杆横距Lb1=0.7m。

750的梁，梁底立杆纵距La1=0.35m，梁底立杆横距Lb1=0.7m。

700的梁，梁底立杆纵距La1=0.4m，梁底立杆横距Lb1=0.7m。

650的梁，梁底立杆纵距La1=0.45m，梁底立杆横距Lb1=0.7m。

600的梁，梁底立杆纵距La1=0.5m，梁底立杆横距Lb1=0.7m。

400×

850的梁，梁底立杆纵距La1=0.3m，梁底立杆横距Lb1=0.7m。

800的梁，梁底立杆纵距La1=0.35m，梁底立杆横距Lb1=0.7m。

600的梁，梁底立杆纵距La1=0.55m，梁底立杆横距Lb1=0.7m。

500的梁，梁底立杆纵距La1=0.65m，梁底立杆横距Lb1=0.7m。

300×

500的梁，梁底立杆纵距La1=0.7m，梁底立杆横距Lb1=0.7m。

2.5.3梁板模板的大、小楞验算：

2.5.3.1木肋间距

荷载作用在胶合板面板上，木肋为梁的支点，按三跨连续梁考虑。

qk1=0.3+1.1×

0.3=7.83KN/m

qk2=1+2=3KN/m

q=7.83×

1.2+3×

1.4=13.6KN/m

q`=7.83+3=10.83KN/m

按胶合板的抗弯承载力要求：

L1=（1.67fwbh2/q）0.5=（1.67×

182/13.6）0.5=1092.5mm

按刚度要求，最大变形值取为内楞间距的1/250。

L1=（0.59El/q`）1/3=[0.59×

10.83）]1/3=473.1mm

对比取小值，可取L1=250mm。

2.5.3.2计算板底钢管肋间距L2

仍按三距连续梁考虑，作用在连续梁上的线荷载：

0.7+24×

0.7=5.481KN/m

qk2=（1+2）×

q=5.481×

1.2+2.1×

1.4=9.52KN/m

q`=5.481+2.1=7.581KN/m

按抗弯承载力计算：

L2=（1.67fwbh2/q）0.5=（1.67×

1002/9.52）=1210mm

按刚度要求

L2=（0.59El/q`）1/3=[0.59×

100³

7.581）]1/3=1429mm

对比取小值，对应钢管支柱间距，取L2=700mm。

2.5.3.3按胶合板的抗弯承载力要求，验算结果50×

100木楞的净间距为200mm（计算步骤略）。

2.6电梯井筒模（见优化设计）

2.7楼梯采用胶合板模板，ø

48钢管排架支模法施工。

2.8砼墙板上的门窗洞口采用40mm厚刨光木框模，固定于洞口周边加焊的2Ф10门形钢筋上。

2.9模板隔离剂。

为了避免模板因涂刷废机油污染钢筋，模板隔离剂均采用粉状隔离剂，现场使用时按比例加水配制成溶液，涂刷在模板上，经晾干后形成一层薄膜，起隔离作用。

3优化设计与施工

3.1梁柱模的优化

3.1.1常规清水砼梁柱模采用角部模板背楞重合企口式包边贴缝，木方48×

100平放，中间补加强钢管（如下图）。

模板背楞重合企口式包边贴缝的方式，由于木方加工的精度及非标多层板等因素，现场操纵有难度，对木工的技术要求高，而加强钢管对清水砼并无益处。

3.1.2将以上方法进行改进，将木方改为50×

100，贴多层板竖放，不用加强钢管，增大背楞惯性矩，防止漏浆措施按下图。

该法使用Φ16铁管代替PVC套管，同时起模板定位作用，梁高小于600mm时，采用固定木夹具，可避免采用对拉螺栓，对梁截面的削弱，且能提高观感质量。

3.1.3边梁模板

双钢管外竖楞也可用双木方

3.1.4中间梁模板

3.1.5梁夹具

3.2圈梁、构造柱模板的优化

3.2.1常规方法，采用砌体中预留洞口，用钢管扣件加固，用工多，穿墙洞破坏结构，特别对于加气砼砌块，更为严重，二次修补费工费料，断面尺寸不易保证（见下图）。

3.2.2优化方法，采用多层板加工固定夹具，沿截面惯性矩大，利用马牙槎穿对拉螺栓，用工只有一半，避免了穿墙洞对结构的破坏，节约了二次修补费工费料，断面尺寸能保证，成型后清水效果好（见下图）。

3.2.3圈梁模板

3.2.4圈梁、构造柱模板

3.2.5过梁、构造柱模板

3.3底板上外剪力墙吊模

Φ12定位短钢筋与Φ12附加水平钢筋在基础底板钢筋绑扎时，焊于底板上层水平钢筋上，Φ12附加水平钢筋的上表面在底板上表面保护层内。

3.4夹层模板支撑

3.5核心筒模板

该法与全钢大模板相比毫不逊色。

3.5.1核心筒模板操作平台

3.5.2电梯井核心筒大模板大样

3.5.3操作平台上安装电梯井核心筒大模板大样

3.5.4电梯井核心筒转角处大样

3.5.5电梯井大模板安装顺序

3.5.6电梯井大模板拆除顺序

3.5.7电梯井核心筒施工工艺流程

3.5.8附加固定措施

3.5.8.1四角上钉木条固定，见右图。

3.5.8.2井筒内撑钢管加固，见下图。

4结论

我们通过详细的设计计算，并在实践过程中，对有关容易产生漏浆、蜂窝的细部节点，进行了优化设计和精心的施工，达到了不跑模、不涨模、不漏浆，线条顺直，阴阳角方正，在以往精品创建过程中所采取的做法的基础上，进行了改进，做到简单易行，效果明显。

4.1底板上吊模浇筑剪力墙的效果

4.2梁柱节点成型后的效果

4.3圈梁、构造柱成型后的效果

4.3.1大面

4.3.2阳角

4.3.3阴角

4.3.4门洞