模架工程施工方案.docx

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模架工程施工方案

模架工程施工方案

一、设计概况及特点

本工程地下室采用框架——剪力墙结构，地上部分采用纯框架结构。

地下一层，地上三层，局部四层。

基本柱网尺寸9m×9m、9m×12m、12m×12m，中央大厅地上部分因大开间需要，部分柱网尺寸为18m×18m；柱统一为直径Φ1000mm的圆柱，分独立柱和连墙柱两种，其中独立柱243根，连墙柱905根，共计1148根，72种截面形式；

地下室在柱之间设剪力墙，外墙体基本厚度为400mm，内墙体基本厚度为200mm，电梯筒墙体厚度为300mm；基础底板为650mm厚的平板型筏基。

地下室层高7.65m。

地上一至三层层高依次为6.1m、4.5m和3.9m，板厚分别为300mm、250mm、180mm；结构各层楼板为无粘结预应力楼盖；在结构板外周圈设1100mm×800mm的梁，在结构内部剪力较大处设若干道1300mm×800mm的梁；

首层顶板和二层顶板周圈设有弧型悬挑结构。

本工程结构质量目标为结构长城杯，模板施工要求达到整体清水混凝土的效果。

二、模架设计

新航站楼工程为国家重点工程，结构施工要求达到清水混凝土的质量标准，要达到拆模后不抹灰、不刮腻子的效果。

模架设计是其中的中心环节和关键技术，为此结合工程特点、质量要求，遵循“构造简单、支拆方便、安全经济”的原则，根据不同结构部位的特点确定相应的模架体系。

（一）模板体系设计选型

1.柱子模板

由于柱截面统一为Φ1000mm，为保证柱成型效果，决定加工70系列定型钢模板；

为了与墙体模板配套，每块长度统一设计成1.2m；每块模板沿高度方向设两道间距600mm的横肋，竖向通长设两道竖肋；

模板面板和筋板采用4mm厚冷轧钢板，上下边框法兰盘采用8mm厚冷轧钢板；为保证连墙柱柱模与墙体模板的顺利连接，将柱模边框的连接孔位设置同墙模相匹配。

1）独立柱

加工半圆型柱模，每两块拼成一个独立柱；施工时，在场外组装成圆筒模，整体起吊、安放；不设清扫口和振捣口。

2）连墙柱

为了提高模板的通用性，优化设计出6种截面形式、共23种通用规格的模板单元块，来实现72种连墙柱的模板组合。

连墙柱模的基本形状选用勺型和八字型。

为使墙体排模规则统一，特将墙体长度方向不符合模数的部分设置在“勺把”中。

综合考虑经济与操作方便，结合1000mm的柱直径，将“勺把”长度统一定为由柱轴线至勺把边框为750mm。

这样，将使整个竖向结构全部是钢模板，确保墙面效果。

因柱子一次成型高度较高（约7m），统一在“勺把”上设置竖向间距600mm的穿墙螺栓孔，孔径与墙模中的螺栓孔保持一致。

具体见《柱模加工图集》。

为便于安装、施工，将所有柱模统一编号，并绘制《异型柱模组装图集》

下图是两个典型连墙柱模示意。

2.墙体模板

本工程中，地下室结构净空高度达7.28m；墙体混凝土强度等级C60，属HPC；墙体平面尺寸较大且符合设计模数；墙体厚度相对较薄（内墙200mm厚、外墙400mm厚）。

结合这种薄壁高强混凝土墙体的施工技术特点，墙体模板决定采用新研制的、组装灵活、面积大、强度高的SF墙体模板体系（SuccinctFormsystem）。

1）SF墙模体系

（1）模板选用

采用55系列宽幅组合钢模板或70系列的钢框竹胶合板,基本板块有600mm×1200mm（P6012）和150mm×1200mm（P1512）两种型号并有专用配套卡具（A、B两型）；

钢面板采用3mm厚的冷轧钢板，竹胶合板为12mm厚；为配合专用卡具，模板边框除有普通组合小钢模的Φ13.8mm的圆孔外，还在每两个圆孔间冲有方形孔。

150mm×1200mm的条模沿长向冲有2个间距600mm，直径22mm的孔，便于穿螺栓用。

（2）穿墙螺栓的选用

采用新型穿墙螺栓。

a.内墙穿墙螺栓

由新型材料冷挤压拉杆和配套蝶型螺母、PVC套管、封圈等组成。

冷挤压拉杆是将普通的Ⅰ级钢进行冷拉至强化阶段中的一个合理应力值之后，再利用专用机械挤压形成螺纹而制成的，它主要是利用了钢材在冷加工之后强度提高的物理特性。

钢材经过冷挤压之后，抗拉强度提高，塑性降低。

由随机试验可知，当采用Φ16×8mm的规格时，бb=585.5Mpa

可见，冷拉后钢材的抗拉强度是原来的2.5倍，可以充分发挥材料的特性。

施工时，其外侧套Φ20mm的硬塑料管，便于拆除，提高拉杆的周转次数。

b.外墙穿墙螺栓

采用新研制的“三节鞭”止水型工具栓。

见下图：

因外墙有止水要求，无法向内墙穿墙螺栓一样周转。

为节约材料，决定将其制成三节。

施工完毕后，留在墙体内部不予拆除的部分一次性投入；墙体外侧两端与模板固定的部分制成可拆卸的工具式，在墙体拆模时同时拆除周转使用。

综合考虑造价和利用次数，内节采用Φ18的A3钢制作，端节采用Φ20的45#钢制作。

螺栓的布置间距根据计算确定为600mm×1350mm，上下左右的螺栓必须在同一直线上。

（3）排模形式

根据穿墙螺栓的抗拉能力和最大混凝土侧压力计算结果，选用了P1512（平放）与P6012（立放）上下交替布置的排模方式。

即：

墙体根部平放一块600mm×1200mm的模板，其上放一块150mm×1200mm的模板，它的上面再立放600mm×1200mm的模板，再往上是平放的条模和立放的平模交替布置，并用A卡卡住四块模板的拼角，使模板的联结稳固可靠，保证板面平整度。

（4）模板背楞

a.内钢楞由Φ48×3.5的单根架子管做横带，间距450mm，并用B型卡子与模板连接牢固，作为模板体系的次龙骨；

b.外钢楞根据螺栓间距采用50mm×100mm×3mm的双排矩形空心钢管做立带，间距600mm，做为模板主龙骨；

c.为了保证整体墙模刚度和稳定性，另沿高度方向设三道抛地斜撑，从而形成了整套的墙体模板体系。

墙体模板的排模方式见下图

2）SF墙模体系的力学计算

（1）混凝土的侧压力

a.新浇筑混凝土对模板的侧压力

对于墙体，混凝土浇筑速度可取3m/h，混凝土的入模温度30。

C。

F=0.22γCt0β1β2V1/2

200

=0.22×24××1.2×1.15×31/2

30+15

=56.1（KN/m2）

F=24H=24×7.28=174.7（KN/m2）>56.1（KN/m2）

取F=56.1（KN/m2）

b.用串筒下灰时混凝土对模板产生的水平荷载，取2KN/m2

（2）验算内钢楞（钢管横带）

计算简图如下：

a.强度验算

P=56.1×1.2+1.4×2=70.1（KN/m2）

按五跨连续梁考虑

q1=P×0.45=70.1×0.45=31.6（KN/m2）

最大弯距在支座

Mmax=MB=-0.105q1l2

=-0.105×31.6×0.62=1.19（KN/m）

MB1.19×106

бmax===234Mpa

W5080

<240Mpa满足

b.刚度验算

q2=56.1×1.2×0.45=30.3（KN/m）

由《建筑施工手册》（中）一书中公式

qb4Pm.a.b4

fmax==

150EI150EI

56.1×0.45×0.64

=

150×2.1×108×12.19×10-8

0.6

=8.52×10-4（m）<=1.5×10-3（m）满足

400

（3）外钢楞（双排方钢立带）

a.强度验算

为方便计算，偏安全地按五跨连梁考虑

l=1350mm

q1=P×0.6=70.1×0.6=42.1（KN/m）

最大弯距在支座

Mmax=MB=-0.105q1l2

=-0.105×42.1×1.352

=-8.06（KN.m）

Mmax8.06×106

бmax===180Mpa<240Mpa满足

W22420

b.刚度验算

qb4P.m.a.b

fmax==

150EI150EI

56.1×0.6×1.35

=

150×2.1×112.1×2

1.35

=6.43×10-4（m）<=1.125×10-3（m）满足

400

（4）穿墙螺栓的验算

P=56.1×0.6×1.35=45.4（KN）

a.内墙

Φ16×8mm的钢筋截面积为153.9mm2，其平均强度由试验知为бb=585.5Mpa

[P]=153.9×585.5=90.1KN

P<[P]满足

b.外墙

Φ18的钢筋截面积为254.5mm2

[P]=254.5×240=61.08KN

P<[P]满足

3.顶板及梁模板

本工程顶板采用的是无粘结预应力砼的施工技术。

由于工程单层面积大，同时设计要求地下顶板需等结构三层施工完成后才能进行预应力张拉，工期占用时间长，顶板模板一次投入达18万平方米。

经设计计算及经济技术比较，选用单块幅面较大，成本一次投入较小的规格为1220mm×2440mm×12mm的竹编胶合板原板做为顶板及梁的模板。

主龙骨采用100mm×100mm方木或50mm×100mm×3mm方钢管，次龙骨均采用100mm×100mm方木。

下部支撑采用“满堂红”碗扣式脚手架。

1）顶模体系计算

（1）计算依据

根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）规定，对于平板模板及其支架：

在计算承载能力时，取①、②、③、④项参与组合；在验算刚度时，取①、②、③项参与组合。

以地下室顶板模板为例。

（2）地下室顶板模板计算实例

a.立杆间距的确定

总荷载：

①顶板模板及方木自重0.6KN/m2

②混凝土自重25×0.3=7.5KN/m2

③钢筋自重18×0.3=0.54KN/m2

④施工人员及设备均布荷载3.5KN/m2

q1=1.2×（①+②+③）+1.4×④

=1.2×（0.6+7.5+0.54）+1.4×3.5

=15.27KN/m2

据碗扣式多功能脚手架使用说明可知，当步距为1.2m时，单根立杆承载力为30KN。

30

=1.96m2

15.27

结合工程经验及建筑模数制，选定立杆间距1.2m×1.2m

P=15.27×1.2×1.2=22.0KN<30KN可以满足

同样的可以确定地上部分的碗扣架立杆间距为1500mm。

b.次龙骨间距的确定

立杆间距确定后，主龙骨间距也便确定了，即1.2m。

同下部碗扣架。

次龙骨间距的计算是根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）的规定，按照“允许刚度控制，允许强度校核”的方法进行。

具体过程如下：

a）计算简图的选取

因为方木的线刚度远大于竹编板，次龙骨完全可以看成顶板的不动铰支座，所以可将模板模拟为多跨连续梁的弹性理论模型来进行计算。

b）按刚度计算，初选次龙骨间距

根据多跨连续梁的弹性理论，建立最大挠度计算公式：

fmax=qb4/150EI。

根据规范规定[f]=b/400，

∴qb4/150EI≤b/400，

整理后得b≤…+B……………………（Ⅰ）

c）模板标准荷载

取每米板宽计算

q=1.2×（①+②+③）

=10.01KN/m

d）跨距公式的修正

在利用公式（Ⅰ）进行计算时，E值一般都是直接引用竹胶合板行业标准JG/T3026-1995中的参数或厂家提供的出厂数据。

事实上，这一数字不能完全反映施工现场的实际情况的。

因为竹胶合板模板的弹性模量和静曲强度值随含水率值的不同而改变，含水率升高，弹性模量和静曲强度值明显减小。

通过试验，在砼终凝前，竹胶合板的实际弹性模量值较原值下降20%～25%。

对此，在计算中依据实验结果对原E值进行80%的折减，避免因E值取用有误而造成次龙骨间距过大。

在用100mm×100mm方木作为竹胶合板的支承条件时,由于方木的线刚度远远大于竹编板的线刚度，因此在方木支座范围处的竹编板的挠度可认为是零，那么在进