砖混硬架支模设计与应用.docx

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砖混硬架支模设计与应用

硬架支模设计与应用

钢筋混凝土框架结构（楼板为预制楼板）工程施工中，经常是先

施工梁体，待梁混凝土达到足够强度后，方可吊装楼板进行下道工序。

这样经常造成怠工甚至停工现象。

并且安装楼板时，支承梁的砼强度需要通过对同条件和标准养护的砼试块进行试验，才能确保强度的准确性。

这不仅增加了试块的制作量，加大了技术员的工作量，增加了试验费用，而且还严重制约着施工进度。

对于梁体为花篮梁工程，在混凝土施工时极容易造成侧模胀模、跑模现象，严重影响楼板的找平和结构的强度及观感。

福利楼为钢筋混凝土框架结构，全长85.72米，宽为51米，共两层，建筑面积6800㎡。

一层为洗衣间、矿灯、自救器房、井口等待室、男女浴室、男女更衣室等；二层为存衣间、客浴、男更衣室、男浴室、安全展览室、安全教育室等。

除浴室和矿灯房为钢筋混凝土现浇结构外，其余多为花篮梁（250宽，600高）加预制楼板，层高多为4.2米。

该工程工期紧，任务重，施工场地狭小，结构复杂，质量要求高。

必须选用比较合理的施工方法才能确保工程如期完成，在工程中我们采用了硬架支模方案。

通过硬架支模不仅使工程质量有了大幅度提高，使进场的楼板及时安装，解决了场地狭窄难题，并且大大缩短工期，使主体施工工期提前1个多月，总体工期提前4个多月。

采用硬架支模可以使楼板与梁砼现浇在一起，增加结构的整体性

和稳定性，可以减少板底座浆、板顶头缝的浇灌及花篮梁梁背侧模的

制作与安装，缩短技术间歇，简化工序，降低造价，加快工程的施工

进度。

而且硬架支模所用模板均为定型模板可以减少资金投入，采用硬架支模可以提高模板位置、标高的准确性，便于校核，同时又能保

证模板的刚度、强度、及稳定性，减少胀模、跑模和轴线位移的发生。

采用硬架支模还可以消除短期试验，减少砼试块的制作量，大大降低

了试验费、材料费及人工费用。

缺点是采用硬架支模模板和脚手架周

转速度较慢，硬架支模施工必须进行设计计算。

其优点明显，易于保

证工程质量且投资少，缩短工期。

一、硬架支模施工工艺：

模板系统设计→模板支撑系统设计→定

位放线→支撑系统（脚手架）的支设→校核尺寸→梁底模安装→绑

扎钢筋→梁侧模的安装→尺寸二次校核→预制板吊装→浇筑砼→模板和支撑系统拆除

二、主要施工方法：

㈠、模板系统的设计与施工：

1、模板系统设计的主要原则：

⑴实用性：

模板设计应保证混凝土的施工质量，确保接缝严密，接

缝平整，不漏浆，不错台；确保混凝土结构外观尺寸和位置的准确；

确保模板结构简单，拆支方便。

⑵安全性：

模板设计必须确保施工过程中，不变形，不破坏，不倒

塌，安全可靠。

⑶经济性：

模板设计必须结合工程实际，因地制宜，就地取材，在保证工期、安全、质量的前提下，尽量减少资金投入，增加模板周转，

减少制作和拆支用工，实现文明施工。

2、模板系统设计的主要内容：

模板设计内容主要包括选型、选材、荷载计算、结构设计和绘制模板施工图等。

各项设计内容和详尽程度，可结合工程实际和施工条件

确定。

⒉1荷载及荷载组合

⒉⒈⒈荷载

计算模板及其支架的荷载，分为荷载标准值和设计值，后者应以

荷载标准值乘以相应的荷载分项系数。

⑴荷载标准值

1）模板及支架自重标准值要根据设计图纸确定。

2）新浇筑混凝土自重标准值，对于普通混凝土，可以取24KN/M3；

；对于特种混凝土可根据实际重力密度计算确定。

3）钢筋自重标准值，按设计图纸计算确定，一般可按每立方混凝

土含量计算，（框架梁1.5KN/M3;楼板1.1KN/M3）

4）预制构件自重分配到梁上的恒载标准值，按设计图纸计算确定。

5）新浇筑混凝土对模板侧面的压力标准值

采用振动棒振捣时取值可根据下式计算，并取其小值：

F=0.22γC

β1β2t0√V和F=γCH，式中

F——为新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/㎡）；

γC——混凝土的重力密度（KN/M3）；

t0——新浇混凝土的初凝时间（h）可实测，也可采用t0=200/（T+15）计算，T为混凝土的温度。

β1——外加剂影响修正系数，不掺外加剂时为1.0；产缓凝剂为1.2。

β2——坍落度影响修正系数，坍落度小于30㎜为0.85；50-90㎜时为1.0；110—150时为1.15。

V——混凝土浇灌速度（m/h）

H——混凝土侧压力计算位置至新浇筑混凝土顶面总高度（米）。

6）振捣混凝土产生的荷载，对水平模板如底模取2.0KN/㎡；对

侧模取4.0KN/㎡。

7）施工人员及设备荷载标准值

因硬架支模通常将预制板作为卸料和操作平台，故需考虑施工

人员及设备荷载。

①计算模板及直接支承模板的小楞时，对均布活荷载取2.5KN/㎡，另应以集中荷载2.5KN在验算去较大值.

②计算直接支承小楞结构构件时,均布活荷载取1.5KN/㎡.

③计算支架立柱及其它支承结构时,均布活荷载取1.0KN/㎡。

⑵荷载设计值

计算模板及支撑体系的荷载设计值，应为荷载标准值乘以相应的荷

载分项系数。

对于恒载分项系数为1.2；活荷载分项系数一般为1.4，

但是当活荷载值大于4KN/㎡时，分项系数取值为1.3。

⑶荷载调整系数

模板工程为临时性工程。

目前我国还没有关于临时性工程的设计

规范，所以只能按照知识结构设计规范执行。

1）对钢模板及其支架的设计，其荷载设计值可乘以0.85系数进

行折减,但是截面塑性发展系数取值应为1.0。

2）对木模板及其支架的设计，当木材含水率小于25%时，荷载设

计值可乘以0.9系数进行折减。

3）在风荷载作用下，验算模板及支架稳定性时，其基本风压值可乘以0.8系数予以折减。

⒉⒈⒉荷载组合

⑴荷载类别及编号

名称类别编号

模板及支架结构自重恒载㈠

新浇混凝土自重恒载㈡

钢筋自重恒载㈢

预制构件自重分配值恒载㈣

振捣混凝土产生的荷载活载㈤

新浇筑混凝土对模板侧面的压力恒载㈥

施工人员及设备荷载活载㈦

⑵荷载组合

荷载组合

项次项目

计算承载力验算刚度

1梁底模及支架

㈠+㈡+㈢+㈣+

㈤+㈦

㈠+㈡+㈢+㈣

2梁侧面模板㈤+㈥㈥

⒉⒉模板的结构设计

⑴梁底模验算

1）抗弯强度验算：

根据梁底模下支撑间距及所用材料长度，通常

按等跨连续梁计算。

公式如下：

σ=M/W﹤fm

2）抗剪强度验算：

τ﹤fv

3）挠度验算：

ω=Kωql

4

/100EI﹤[ω]

⑵梁侧板验算

1）抗弯强度验算：

通常也按等跨连续梁计算公式如下：

σ=M/W﹤fm

2）抗剪强度验算：

τ﹤fv

3）挠度验算：

ω=Kωql/100EI﹤[ω]

4）对拉螺栓验算：

当侧模尺寸较大时，为防止侧模出现位移、胀

模现象，根据需要可加设对拉螺栓，对拉螺栓型号和间距要通过验算

确定，具体公式如下：

对拉螺栓的拉力：

N=F×内楞间距×外楞间距

σ=N/A然后查表选择对拉螺栓型号、数量等。

⒉⒊模板挠度要求

模板结构除必须保证足够承载力外，还应保证有足够的刚度。

因此，应验算模板及支架的挠度，其最大变形值不得超过下列要求：

）对结构表面外露（不作装饰）的模板，为模板构件计算跨度的1/400；

）对结构表面隐蔽（作装饰）的模板，为模板构件计算跨度的1/250；3）支架的压缩变形值或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的1/1000。

⒉⒋因福利楼工程梁体尺寸变化不大，故选用周转次数多，易于裁

割、钉钉和钻孔的双面覆膜木胶合板作为底模，定型钢模板作为花篮

梁侧模。

经计算梁底模边框、中撑及背楞采用截面50㎜×80㎜方木，

松木或云杉均可。

模板横向布置的背楞一般间距为1500㎜，背楞与

面板用钢钉连接，再用油漆腻子将钉眼找平。

为保证梁阴阳角顺直和

观感效果，板缝表面粘贴胶带，以确保模板拼缝要严密，高低差不大于2㎜。

侧模采用定型钢模板，当梁高大于700㎜时，要加设对拉螺

栓。

梁底模安装时，为考虑因支撑体系水平横杆的挠度影响，对于梁

底模安装时中间按1‰~3‰起拱。

梁侧模采用现场拼组，并拉线找直，

确保其牢固可靠，位置准确。

㈡模板支撑系统设计与施工：

模板支撑系统设计是硬架支模施工的关键环节，其安全性直接影

响施工的进行。

在目前施工中，扣件式钢管脚手架经常作为模板支撑

体系，但因盲目施工造成模板坍塌事故也频频发生，为确保扣件式钢

管模板支撑架的使用安全，必须做到先设计后施工。

设计内容应包括：

1、支撑系统强度计算，主要包括立杆的稳定性、大小楞的强度、挠

度及扣件连接点抗滑力进行验算（单扣件抗滑力小于8KN，双扣件

抗滑力小于12KN）。

计算时应考虑模板及支撑重量、混凝土及钢筋

自重、预制板分配到支架上的荷载、施工荷载、振捣产生的荷载、风

荷载，并按荷载的最不利组合计算。

⒈⒈硬架支模构造见下图：

（略）

⒈⒉小楞验算

1）抗弯强度验算

小楞间距一般取300㎜、400㎜、500㎜、600㎜，按简支梁计算，

在计算挠度时，梁作用在小楞上的荷载可简化为一个集中荷载计算。

公式如下：

M=P（2－b/l）/8σ=M/W﹤fm

式中P——作用在小楞上的集中荷载（N）

l——计算跨度（㎜）

b——梁的短边长度（㎜）

2）挠度验算ω=p’l/48EI﹤[ω]=l/250

式中P’——作用在小楞上的集中荷载（N）

E——刚才弹性模量（N/㎜2

）E=2.06×105

I——截面惯性矩（㎜4）

⒈⒊大楞验算

按连续梁计算，承受小楞传来的集中荷载，一般简化为均布荷载

进行计算。

1）抗弯强度验算：

M=ql

2

/10σ=M/W﹤fm

式中q——小楞作用在大楞上的均布荷载（N/㎜）

l——计算跨度（㎜）

2）挠度验算：

ω=q’l

4

/150EI﹤[ω]=l/250

⒈⒋立杆的验算

一般按钢管立杆的稳定性控制，可按两端铰接受压构件来简化计算。

稳定性验算公式如下：

σ=N/ψA≤f

式中N——每根立杆承受荷载（N）；

A——钢管截面积（㎜2

）；

ψ——轴心受压稳定系数，根据钢管立杆的长细比λ求得，

λ=l0/il0为计算长度l0=h＋2a（h为支架立杆步距；a为模板支架立

杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度）；i为钢管回转半径i=√（d

2

内＋d

2

外）/4

⒈⒌立杆地基承载力计算

1）立杆基础地面的平均压力应满足下式要求：

p≤fg式中p——立杆基础底面的平均压力，p=N/A；

N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值；

A——基础底面面积；

fg——地基承载力设计值，fg=kc×fgk式中kc为脚手架地基承载力调

整系数，对于碎石土、砂土、回填土应取0.4；对粘土应取0.5；对岩

石、混凝土应取1.0。

fgk为地基承载力标准值。

2）对搭设在楼面上的脚手架，应对楼面承载力进行验算。

为保证地

面承载力，通常做法为对支架基础除素土夯实外，底部还加设200㎜面承载力，通常做法为对支架基础除素土夯实外，底部还加设200㎜

宽×50㎜厚的通长木板，以加强地基承载力。

2、支撑系统材料的选用、规格尺寸、接头方式、水平杆步距和剪刀

撑设置等构造措施和要求。

⒉⒈通过计算工程所需扣件式钢管支架宜选用Φ48×3.5㎜钢管,立

杆纵向间距宜为600㎜,横向间距宜为800㎜,水平杆步距为0.9~1.5米

为宜，且最大不能超过1.8米,当施工荷载较大时，适当缩小纵横向水

平杆的步距，以减小立杆长细比，则可充分发挥钢管的强度，使其更

为经济合理。

根据测算，杆件的计算长度增大一倍则其极限承载力将

降低50%~70%。

⒉⒉又因考虑安装预制板时对模板支撑的冲击所造成的架体整体失稳，故需加设剪刀撑。

试验证明设置剪刀撑的支撑体系其极限承载

力可提高17%。

⒉⒊模板支撑架必须设置纵横向扫地杆和梁下纵横向水平杆。

设置

时纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200㎜的立

杆上。

横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

为保证立杆的整体稳定，还必须在安装立杆的同时设置总、横向

水平杆。

⒉⒋模板支架立杆优先采用对接接长的方式。

⒉⒌严格控制支撑架的变形，确保架体稳定性。

除防止因架体承载

引起的变形外，还应严格控制因地基的不均匀沉降导致立杆受力不均

发生局部失稳和因立杆下部支承体变形过大引起支撑架的变形。

3、绘制支撑系统布置图、细部构造详图。

㈢施工前应根据设计制定出合理的施工程序，选择最佳的楼板吊装和

混凝土浇筑方法。

楼板吊装时应安排专人指挥轻起轻放，较少对架体

的冲击；混凝土浇筑时，可以在预制楼板上铺设钢板作为卸料平台，

但施工时也应减少因卸料产生的冲击荷载，并且最好对称放料，减少

施工荷载对支撑架的影响。

㈣支撑系统安全和使用的验收。

砼施工前应组织安全员和技术设计人员对架体全面检查验收，施

工过程中应派专人观测模板支撑体系的变形情况，发现异常应立即停

工排查。

㈤模板和支撑系统拆除时，应制定合理拆除方案，并且拆除时砼强度应满足规范要求。

三、经济效益

硬架支模的应用可以减少板底座浆灰和顶头缝施工所用的人工费

和材料费，对于花篮梁还可以减少梁背侧模制作安装所用的人工费和

材料费。

而且硬架支模所用模板多为定型钢模板，表面涂刷隔离剂，

板缝用海绵条嵌实后可以重复利用，与以往施工相比，可以减少材料投入，降低施工造价的20%，采用硬架支模不存在短期试验，减少了

试块的制作数量，降低了试块的养护费用、制作费用和试验费用，与

以往相比可节约30%试验费。

福利楼工程通过硬架支模施工节约试验费用32674余元，节约人工费、材料费合计约123489.67元。