徐 勇
河南省第一建筑工程集团有限责任公司(450014)
近年来,由于竹胶合板的广泛应用,许多工程均采用竹胶合板作为模板材料。由于竹胶板抗变形能力比木材小,施工中如果缺乏计算,仅依靠经验,实际的混凝土效果往往并不理想。
某工程为现浇框架结构,地下2层,地上12层,建筑面积2 9662 m2,采用泵送混凝土施工。由于对质量要求高,结构造型变化较大,通过经济对比、质量进度等方面综合考虑,决定采用竹胶合板作为地下室及主体结构的模板主材料。
1)质量目标:为了达到清水混凝土的目标,在模板方案中,除考虑正常使用状态下的强度要求外,还要求模板变形控制在较小值,根据模板制作及安装标准,清水混凝土的观感质量参照以下标准:表面平整度3 mm,相邻两板表面高低差2 mm,几何尺寸-5~2 mm,垂直度3 mm,轴线位移3 mm。
2)竹胶合板计算:竹胶合板直接与混凝土接触,计算时只考虑两小楞之间的跨度,需计算竹胶合板的强度及挠度。
3)方木计算:模板背面的方木支靠在钢管横楞上,计算时根据荷载及钢管间距可算出方料的内应力及变形。通过计算可知,方料的应力及变行受跨度影响很大,施工中应严格控制钢管间距。
4)钢管横楞计算:水平模板按立杆间距计算,垂直楼板按对拉螺杆间距计算,其内应力及挠度可按连续跨考虑计算。通过计算可知,钢管横楞应力及变形受跨度影响较大,施工中应严格控制立杆或对拉螺杆的间距。
5)楼面梁板支模搭设的满堂架,其立杆除验算强度外,还应对其稳定性进行验算。根据计算可知:在正常间距情况下,立杆强度均能远远满足要求,但立杆稳定性有可能因荷载较大而出现意外。
6)竹胶板结构计算的基本公式:①承载力:σ=M/W≤fm其中fm表示抗弯强度设计值,竹胶板取15 N/mm2,钢管为160 N/mm2,方料为 13 N/mm2。 ②挠度计算:ω≤〔ω〕,其中容许挠度值〔ω〕按照高级抹灰要求控制在2 mm以内,方料及钢管的容许挠度值按跨度的1/400控制且应小于3 mm。③计算公式:均布荷载作用下:M=Kmql2,ω=Kfql4/100EI,集中荷载作用下:M=KmFL,ω=KfFL3/100EI。其中弹性模量 E 取值为:方料9 000 N/mm2,竹胶板 5 000 N/mm2,钢管 2.1×10 N/mm2。 Km、Kf分别为弯矩及挠度系数,可查表。矩形截面抵抗矩W=bh2/b;惯性矩 I=bh3/12。 ④满堂架立杆稳定性:σ=N/ψA<〔σ〕=160 N/mm2。
7)计算结论及说明:①一般情况下,垂直模板的计算荷载比水平模板高7~8倍,因此剪力墙木楞间距较密,且竹胶板厚度应尽量选用厚板。②竹胶板的弹性模量值一般只及木材的50%,其抗变形能力比木材几乎小1/2,因此在使用中建议使用厚板,为减少木楞变形,方料建议使用80×100杉木方料且表面刨光,这样较有利于保持板面平整。这一点对于创清水混凝土目标十分重要。③经计算,本工程模板体系中模板变形值均控制在2 mm以下,满足了清水混凝土对模板的要求,考虑到模板方料周转后的损坏,实际施工中间距应调整加密。
1)模板选材应统一,标准板为 2440×1220×15,标准板长、宽尺寸偏差控制在±1 mm且表面平整。
2)方料规格应统一且无变形,表面刨光,这样才能保证模板拼缝严密,相邻板高低差控制在2 mm内。
3)模板加工:为了充分利用模板,减少切割,事先将模板加工成标准板或定型板,尺寸统一,背面方料预先与模板采用自攻钉固定,板与板之间通过方料做成企口连接。这样有利于模板平整,减少竹胶板在使用中的损坏和变形。
4)模板安装:①在模板接缝处均贴自粘性海棉条防止漏浆,同时要求模板拼缝整齐有规律性,这一点有利于提高混凝土表面的观感质量。②模板安装前必须涂刷脱模剂,模板拆除后应进行修整清理。脱模剂不应使用废机油,否则既会影响混凝土的质量效果,也不利于模板保护。模板修整后,对于局部边口开裂处应涂上封口胶保护。
5)支撑体系:立杆间距、方料位置以及对拉螺杆,钢管支撑均按照施工方案确定的要求进行施工,以保证模板体系具有足够的强度、刚度、稳定性。
6)质量控制:在施工中严格按质量验收规范及施工方案要求进行检查和验收,对于模板表面平整度、垂直度、接缝部位以及轴线、标高、几何尺寸等进行严格把关。
竹胶板模板规格大、自重轻、施工效益高、进度快,通过采取合理的施工布置方案及严格的质量验收要求,混凝土质量整体良好,外观质量基本达到了准清水混凝土要求,工程主体被评为省优质结构工程。