钢覆面墙体模板资料.docx
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钢覆面墙体模板资料
中国核工业建设集团公司
2014年高级职务系列专业论文
钢覆面墙体模板施工
——运用在特殊工业厂房混凝土结构中模板
宋付建
中国核工业第二二建设有限公司
2014年9月18日
1、工艺特点1
2、工艺应用项目简介1
3、施工工艺原理2
4、工艺流程及要点2
4.1工艺流程2
4.2锥锚4
4.3支撑体系5
4.4墙模板拆除5
5、材料与设备6
5.1主要设备表6
5.2主要材料6
6、施工难点6
7、质量控制7
7.1模板支撑体系要求7
7.2模板安装允许偏差及检查方法7
7.3成品保护7
8、结论8
附件：
墙体模板计算书8
有钢覆面混凝土墙体的模板施工
——运用在特殊工业厂房混凝土结构中模板
宋付建
中国核工业第二二建设有限公司四川分公司
[摘要]结合了工程实际，介绍了钢覆面墙体模板是一项技术要求比较高、施工难度大的操作工序，要求有较高的焊接水平，使得钢覆面的防腐作用体现出来。
由于当前对于这种模板支撑体系设计缺乏成熟、系统的设计理论，现从实际工程案例中全面阐述这套体系的流程及施工技术方法。
[关键词]钢覆面设备室混凝土厚墙拉杆防腐
1、工艺特点
钢覆面墙体模板主要应用于特殊工业厂房混凝土结构中，尤其在涉核项目中运用广
泛，主要具有以下特点：
1、采用钢覆面可以更好的隔绝腐蚀性物质对外界或混凝土墙体造成损害；
2、钢覆面自重大，对支撑体系要求高，故在支设有钢覆面的墙体模板前需经过详
细的计算，以防止出现模板质量问题；
3、基于防腐的功能特点要求，整个墙体钢覆面必须形成整体且严禁出现拼缝、小
孔洞等现象，故:
（1）严禁钢覆面上开洞；
（2）对拉螺杆必须在钢覆面拼缝处安装，并需进行后期处理；
（3）由钢覆面上严禁开洞，故混凝土墙体模板的支撑体系要求较高。
2、工艺应用项目简介
四川广元821厂XX工程位于绝对标高为515.65m（相当于土0.000）平台上,建筑
功能为低放废液处理设施，地下现浇钢筋混凝土墙体，地上E-F轴为现浇框排架结
构，A/1-E轴为现浇框架剪力墙结构。
本建筑物地下一层，地上局部三层。
该建筑物总长度99米，总宽度46.62米，最高处26.80米。
总建筑面积：
2801.38平方米。
总占地面积：
3588.30平方米。
总构筑物面积：
1811.70平方米。
12B子项工程基础底板均坐落在岩石地基之上，设计外墙、顶板混凝土采用防水混凝土，混凝土强度等级为C35,抗渗等级S10。
底板以下均设C15素混凝土垫层。
底板钢筋采用HRB335。
3、施工工艺原理
该施工工艺模板支撑体系均由常见钢管手架、木楞、木方、工字钢等组成，通过
实际施工需要进行不同搭设。
在墙体施工前，按设备间尺寸搭设满堂脚手架，满堂脚手架在墙体和顶板施工过程中主要功能是：
1、承受模板传来的各种压力2、为钢覆面安装提供操作平台
对于墙体模板施工：
若墙体外表面两侧均贴有不锈钢覆面，可以在钢覆面之间使用对拉螺栓使两边钢覆面之间相互约束，形成模板，混凝土结构可以一次性浇筑成型。
若墙体外表面单侧贴有不锈钢覆面，应为满足墙体混凝土结构浇筑及不锈钢覆面背部细实混凝土灌注需要，而先后共进行2次模板安拆施工。
4、工艺流程及要点
4.1工艺流程
在施工钢覆面模板时，主要工艺流程为：
搭设满堂脚手架一定位一排钢覆面模板-工字钢安装支撑加固模板一拼接处对拉螺杆一焊接拼缝一固定定位钢覆面模板一浇筑混凝土—处理对拉螺栓
满堂架脚手架：
满堂脚手架设计和搭设时应考虑顶板的施工需要，脚手架搭设过
程中应同时满足《建筑施工扣件工钢管脚手架安全技术规范》（JGJ103-2001）的相关
要求，此满堂脚手架在墙体施工前开始搭设，使用至顶板施工完成后再进行拆除。
钢覆面模板分层定位：
考虑到大体积混凝土结构本身具有自重大、水化产生的内外温差也大，为保证施工的安全、浇筑质量，大体积混凝土结构浇筑施工一般都会沿高度方向分段依次进行，具体段数应根据房间高度及每段高度划分，通常情况下每段高度4.4米左右，因此模板支撑受力体系也要根据划分的区段进行分段搭设。
焊缝处理：
由于不锈钢覆面工程设计对焊接变形控制十分严格，不锈钢覆面的焊接采用手工钨极氩弧的焊接方法，焊接前，用不锈钢刷将坡口两侧各20mn范围内的污
物、杂质清理干净，再用不起毛的纯棉布蘸丙酮擦拭坡口及附近区域，这样是为了使得焊缝更牢靠，在拼装钢覆面模板时，要有专业的人员对拼缝进行焊接。
墙体各区段的钢覆面模板搭设包括木楞、背楞、工字钢、及侧撑等，在钢覆面模板拼装前，将先留设好对拉螺栓，，在每一区段的不锈钢覆面安装施工完成后再进行每区段的模板搭设。
隔墙由于钢覆面与每段结构墙体统一浇筑，所以不存在模板的二次搭设。
墙体模板支撑体系的传力路线为：
各种力一模板一背楞一工字钢一脚手架
单侧外贴有不锈钢覆面的墙体模板搭设：
钢覆面外贴背楞采用40X80mn木枋，间
距200布置；并在垂直背楞方向处设置14#工字钢，间距为1200mm支撑脚手架采用满堂脚手架。
整个钢覆面模板体系和细部构造见图4.1.3-1和4.1.3-2:
―*-K.
A
15片木模板
40X80木檢
图4.1-2细部构造
4.2锥锚
本工程模板结构体系使用最多的材料除了脚手杆、对拉螺栓、模板外还大量使用了锥锚：
建筑上常用的锥锚，它是一个金属中空圆台体，圆台体上部直径小，下部直径大，外表光滑，内部带螺纹，如图2.2-1.
图4.2-1锥锚
在外墙混凝土墙体浇筑中，锥锚可以和穿墙螺栓配合使用，在使用过程中通过两个锥锚连接三根穿墙螺栓，中部的螺栓长度与混凝土结构墙的结构厚度有关，并且将永久留置墙体里，两端的螺栓及锥锚在模板拆除时可以取出。
它的作用主要体现在它可以对模板定位，防止模板向中间移动，这样就省去了墙体内部的定位钢筋，螺栓主要作用是张拉和支撑，由于整体钢覆面模板不能在钢板面上开孔，因此螺栓的位置只
能预留在钢覆面模板拼缝位置处。
同时它还可以起到承受混凝土对模板的侧压力，防
止模板在施工过程中变形或松动，如图4.2-2.
附图
（二）I-
惟帽V、、混凝土墙体
111111UKlIl1111111111111l?
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ii¥iiiiiri1n11iii11骨i1
两端魅
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L—
中部噱栓
£_
两端螺栓
F1
J
X
/
图4.2-2锥锚和穿墙螺栓配合使用
4.3支撑体系
墙模板的背部支撑由两层龙骨组成分别为木楞与工字钢：
直接支撑模板的为次龙
骨，即内龙骨；用以支撑内层龙骨的为主龙骨，即外龙骨。
组装墙体模板时，通过对拉螺栓将墙体两侧模板拉结，每个对拉螺栓成为主龙骨的支点。
对拉螺栓的分布与钢覆面模板大小相等，对拉螺栓只能在接缝处进行对拉。
次楞间距（mm）:
200;穿墙螺栓水平间距（mm）:
4400;主楞间距（mm）:
430;穿墙螺栓
竖向间距（mm）:
4400;高强螺栓直径（mm）:
M12对于墙体支护应方案根据上述数据进行了验算并得出相应计算书（见后附计算书）
4.4墙模板拆除
拆除与不锈钢覆面直接接触支护体系：
拆除时同样遵循模板拆除顺序与安装模板
顺序相反，先外墙后内墙，拆除施工从上往下依次进行，严禁在在同一垂直面上进行交叉作业，在拆除前先将螺杆取出，再去整体拆支护体系，将支护体系拆出完后，对螺杆位置进行处理，用焊接方法将螺杆口进行满焊使其与钢覆面模板形成一个整体，对防腐起到一个整体效果且不会出现辐射泄漏现象。
5、材料与设备
5.1主要设备表
表5.1墙体模板主要施工设备
序号
应用部位
名称
1
模板工程
电锯、电刨、压刨、手锯、锤子、钢卷尺、电
钻、直角尺
2
测量设备
激光经纬仪、水准仪、试验检测设备
3
材料运输
塔吊（QTZ4080）或根据需要选择
序号
名称
材质
规格
备注
1
脚手架
碳钢
048X3.5
表面平直光滑，不得有裂纹，分层压痕等硬伤，端面应平直，新钢管应刷防锈漆，旧钢管锈蚀的深度不超过0.5mm=
2
工字钢
碳钢
14#
表面平直光滑，不得有裂纹
3
对拉螺
杆
碳钢
012mm
无变形、严重锈蚀
4
锥锚
碳钢
中空圆台体
无严重锈蚀、破损
6、施工难点
对钢覆面模板最主要的问题：
1、质量大、不便于施工。
对于进行钢覆面模板施工位置都属于较偏位置，较大的
钢覆面模板要进行拼装，人工是无法进行此项工作，给施工工期也带来风险。
2、焊接要求好。
对于钢覆面模板多是由多块大型钢覆面模板拼装而成，拼装必须
有接缝位置，为了达到辐射零泄漏，接缝位置焊接要求非常高。
3、支撑体系要求高。
支撑体系主要有满堂脚手架、木方和工字钢组成，此钢覆面模板多数用于大体积混凝土工程，混凝土对模板的侧压力也比较大，需要对模板进行特殊的加固，加固都需要搭设满堂脚手架进行全面支撑，工字钢也不能轻易的固定。
4、大体积混凝土施工。
由于钢覆面模板都是用于大体积混凝土的施工中，大体积混凝土内部温度较高，温度过高有可能引起钢覆面模板接缝处出现变形，影响防腐的整体性。
7、质量控制
7.1模板支撑体系要求
模板支撑体系应牢固可靠，强度、刚度应满足施工荷载要求
7.2模板安装允许偏差及检查方法
表7-2
项目
允许偏差（mm
检查方法
水平面上接缝标高
±3
水准仪或带线钢尺检查
相邻两板的垂直度
2
钢尺检查
垂直面的平整度
3
2m靠尺和塞尺检查
7.3成品保护
1、吊运模板、木方、脚手管、钢筋时、不得集中堆放在已搭设完成的模板平台
上，防止局部受力过大造成脚手架垮台。
2、钢筋安装过程中不得强力碰撞模板，造成模板位移及损坏
3、焊接接缝时应采取措施防止火花四溅，甚至造成火灾事故
4、浇筑混凝土时振动棒严禁碰到模板，并做好模板清洁。
8、结论
对于此项新型的施工工艺，我们必须了解熟悉它的施工工艺流程，还得不断开发新的操作流程，我们记录其每一项数据，保留其中能给我们带来正面效益的数据，修改带给我们负面的数据，其中大大增强了混凝土的外观质量，并且防止辐射扩散，从而降低了建设成本和资源消耗，是企业落实国家提倡的“建设节能环保型社会”的又一重大举措。
参考文献：
[1]周岩，王俊富，不锈钢覆面设备室混凝土厚墙体模板设计与施工技术，2009。
[2]杨国俊，单侧墙体大钢模模板施工技术，2008.
附件：
墙体模板计算书
墙模板的背部支撑由两层龙骨（木楞或钢楞）组成：
直接支撑模板的为次龙骨，即内龙骨；用以支撑内层龙骨的为主龙骨，即外龙骨。
组装墙体模板时，通过穿墙螺栓将墙体两侧模板拉结，每个穿墙螺栓成为主龙骨的支点。
根据《建筑施工手册》，当采用导管时，倾倒混凝土产生的荷载标准值为
2.00kN/m2；
1、参数信息
1基本参数
次楞间距（mm）:
200;穿墙螺栓水平间距（mm）:
400;
主楞间距（mm）:
430;穿墙螺栓竖向间距（mm）:
430;
高强螺栓直径（mm）:
M12;
2主楞信息
主楞材料:
圆钢管;主楞合并根数:
2.00;
直径（mm）:
48.00;壁厚（mm）:
3.50;
3次楞信息
第8页/共20页
次楞材料：
木方；次楞合并根数：
1.00；
宽度（mm）:
40.00;高度（mm）:
80.00;
4面板参数
面板类型:
钢覆面模板；
面板弹性模量（N/mm）:
9500.00;面板抗弯强度设计值fc（N/mm）:
13.00；
面板抗剪强度设计值（N/mm）:
1.50；
5木方和钢楞
方木抗弯强度设计值fc（N/mm2）:
13.00;方木弹性模量E（N/mrr）:
9000.00；
方木抗剪强度设计值fv（N/mm2）:
1.50;钢楞弹性模量E（N/mrr）:
206000.00；
钢楞抗弯强度设计值fc（N/mm2）:
205.00;
2©48*3.5钢管
钢覆面模板
丁4股8木龙骨枋
/©12高强螺杆
D/
墙模板设计简图
2、墙模板荷载标准值计算
按《施工手册》，新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其
中的较小值:
F=丫H
其中丫--混凝土的重力密度，取24.00kN/m3;
t--新浇混凝土的初凝时间，取6.00h；
T--混凝土的入模温度，取20.00C；
V--混凝土的浇筑速度，取1.00m/h；
H--模板计算高度，取6.00m；
B1--外加剂影响修正系数，取1.20；
B2--混凝土坍落度影响修正系数，取1.15。
分别计算得43.718kN/m2、144.000kN/m2，取较小值43.718kN/m2作为本工程计算荷载。
计算中采用新浇混凝土侧压力标准值F1=43.718kN/m2；
倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=2kN/m2。
3、墙模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
根据《建筑施工手册》，强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
计算的原则是按照龙骨的间距和模板面的大小,按支撑在次楞上的三跨连续梁计算。
q
1
L200
200
L2001
L
r
rT
面板计算简图
1抗弯强度验算
弯矩计算公式如下：
M=0.1q1l2+0.117q2l2
其中，M--面板计算最大弯矩（N•mm）
l--计算跨度（次楞间距）:
l=200.00mm;
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.20X17.03X0.43=8.788kN/m;
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.40X2.00X0.43=1.204kN/m;
面板的最大弯矩：
M=0.10X8.788X200.02+0.117X1.204X200.02=4.08X104N-mm
按以下公式进行面板抗弯强度验算：
（T=M/W其中，（T--面板承受的应力（N/mm2）;
M--面板计算最大弯矩（N•mm）
W--面板的截面抵抗矩：
W=bh2/6=430X15.0X15.0/6=1.61X104mm3
f--面板截面的抗弯强度设计值（N/mn2）;f=13.00N/mm2;
面板截面的最大应力计算值：
（T=M/W=4.08X104/1.61X104=2.5N/mmf;
面板截面的最大应力计算值（7=2.5N/mm2小于面板截面的抗弯强度设计值
[f]=13N/mm2，满足要求！
②抗剪强度验算计算公式如下:
V=0.6q1l+0.617q2l
其中，V--面板计算最大剪力（N）；
l--计算跨度（次楞间距）:
l=200.00mm；
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.20X17.031X0.430=8.788kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.40X2.00X0.43=1.204kN/m;
面板的最大剪力：
V=0.60X8.788X200.00+0.617X1.204X200.00=1203.1N；截面抗剪强度必须满足:
t=3V/（2bhn）其中，t--面板截面的最大受剪应力（N/mml）;
V--面板计算最大剪力（N）：
V=1203.1N；
b--构件的截面宽度（mm）：
b=430mm；
hn--面板厚度（mm）：
hn=15.0mm；
fv--面板抗剪强度设计值（N/mm2）：
fv=1.500N/mm2；
面板截面的最大受剪应力计算值:
t=3X1203.10/（2.00X430.00X15.00）=0.28N/mm2；
面板截面抗剪强度设计值:
[fv]=1.50N/mm2；
面板截面的最大受剪应力计算值T=0.28N/mm小于面板截面抗剪强度设计值
[t]=1.5N/mm2，满足要求！
3.挠度验算
根据《建筑施工手册》，刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。
挠度计算公式如下:
V=0.677q⑷（100EI）<[v]=l/250
其中，q--作用在模板上的侧压力线荷载：
q=17.03X0.43=7.323N/mm;
l--计算跨度（次楞间距）：
l=200mm;
E--面板的弹性模量：
E=9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=43X1.5X1.5X1.5/12=12.09cm4;
面板的最大允许挠度值:
[v]=0.80mm;
面板的最大挠度计算值:
v=0.677X7.32X2004/（100X9500X1.21X105）=
0.069mm；
面板的最大挠度计算值：
V=0.069mm小于等于面板的最大允许挠度值
[v]=0.8mm,满足要求！
D墙模板主次楞的计算
⑴次楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中，次楞采用木方，宽度40mm高度80mm截面惯性矩I和截面抵抗矩W
分别为：
W=4X8X8/6X1=42.67cm3;
4
I=4X8X8X8/12X1=170.67cm;
1
430
r
r彳
次楞计算简图
①次楞的抗弯强度验算
次楞最大弯矩按下式计算：
M=0.1q1l2+0.117q2l2
其中，M--次楞计算最大弯矩（N•mm）
l--计算跨度（主楞间距）:
l=430.0mm；
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.2X17.031X0.200=4.087kN/m;倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.4X2.00X0.20=0.560kN/m。
次楞的最大弯矩：
M=0.1X4.087X430.02+0.117X0.560X430.02=8.77X104N-mm
次楞的抗弯强度应满足下式：
（T=M/W其中，（T--次楞承受的应力（N/mn2）;
M--次楞计算最大弯矩（N•mm）
W--次楞的截面抵抗矩（mm3），W=4.27X104；
f--次楞的抗弯强度设计值（N/mm2）；f=13.000N/mm2；
次楞的最大应力计算值：
（T=8.77X104/4.27X104=2.05N/mm2;
次楞的抗弯强度设计值:
[f]=13N/mm2；
次楞的最大应力计算值（7=2.05N/mm2小于次楞的抗弯强度设计值
[f]=13N/mm2，满足要求！
2次楞的抗剪强度验算最大剪力按均布荷载作用下的三跨连续梁计算，公式如下:
V=0.6q1l+0.617q2l
其中，V—次楞承受的最大剪力；
l--计算跨度（主楞间距）:
l=430.00mm；
新浇混凝土侧压力设计值q1:
1.20X17.03X0.20/1=4.087kN/m；
倾倒混凝土侧压力设计值q2:
1.40X2.00X0.20/1=0.560kN/m,
次楞的最大剪力：
V=0.60X4.087X430.00+0.617X0.560X430.00=1203.10N；
截面抗剪强度必须满足下式：
t=3V/（2bh0）
其中，t--次楞的截面的最大受剪应力（N/mm2）;
V--
次楞计算最大剪力（N）：
V=1203.10N;
b--
次楞的截面宽度（mm）：
b=40.00mm;
hn--
次楞的截面高度（mm）：
h0=80.00mm;
fv--
次楞的抗剪强度设计值（N/mm2）：
fv=1.50N/mm2
次楞截面的受剪应力计算值:
t=3.00X1203.1/（2.00X40.0X80.0）=0.564N/mm2;
次楞截面的受剪应力计算值t=0.361N/mm2小于次楞截面的抗剪强度设计值
fv=1.5N/mm2,满足要求！
3次楞的挠度验算
根据《建筑施工计算手册》，刚度验算采用荷载标准值，同时不考虑振动荷载作用。
挠度验算公式如下：
v=0.677ql4/（100EI）<[v]=l/250
其中，v--次楞的最大挠度（mm）；
q--作用在次楞上的线荷载（kN/m）：
q=17.03X0.20=3.41kN/m;
l--计算跨度（主楞间距）:
l=430.0mm;
E--次楞弹性模量（N/mm2）：
E=9000.00N/mm2;
I--次楞截面惯性矩（mm4），I=1.71X106mm4;
次楞的最大挠度计算值:
V=0.677X3.41X4304/（100X9000X1.71X106）=
0.05mm
次楞的最大容许挠度值：
[V]=1.72mm;
次楞的最大挠度计算值v=0.05mm小于次楞的最大容许挠度值[v]=1.72mm,满足要求！
⑵主楞承受次楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中，主楞采用圆钢管，直径48mm壁厚4mm截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：
W=5.078X2=10.16cm3;
I=12.187X2=24.37cm4;
E=206000N/mm；
0799kN0799kN0.799kN0.799kN0799kN0.799kN
L
d
rT
rd
rd
主楞计算简图
主楞计算剪力图（kN）
主楞计算弯矩图（kN•m）
主楞计算变形图（mm）
1主楞的抗弯强度验算
作用在主楞的荷载：
P=1.2X17.03X0.2X0.43+1.4X2X0.2X0.43=1.998kN;
主楞计算跨度（对拉螺栓水平间距）:
I=400mm;
强度验算公式：
（T=M/W其中，（7--主楞的最大应力计算值（N/mn2）
M--主楞的最大弯矩（N•mm）M=7.19X104N•mm
W--
主楞的净截面抵抗矩（mni）;W=1.02X104mm3
主楞的强度设计值（N/mm2），f=205.000N/mm2；
主楞的最大应力计算值：
（T=7.19X104/1.02X104=7.1N/
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