铝合金模板在超高层地下室墙柱中的应用

李轲

【摘要】本文结合工程实例，介绍了铝合金模板在超高层地下室墙柱施工中的应用，针对超高层地下室墙柱截面尺寸较大的问题，对铝合金模板进行优化设计的措施，取得了预期效果，给后续类似工程提供参考借鉴。

【关键词】超高层地下室;铝合金模板;优化设计

1、工程特点及模板方案选择

金水建业凯旋广场项目位于郑州市花园路与农科路交叉口西北角，为双塔超高层综合体建筑。项目总建筑面积约27.2万㎡，办公楼为框筒结构，地上34层，建筑高度155m，组合式独立商业采用钢结构支撑框架体系，地上3～5层，地下为三层整体车库，局部有夹层，地下室建筑面积约8.2万㎡，局部有夹层，层高分别为5.150m、5.000m、3.450m（夹层）、5.250m。

本工程地下室三层，框柱23根，最大柱截面尺寸为1450mm×1450mm，核心筒剪力墙分为Q1、Q2、Q3、Q4，墙厚最大尺寸为700mm。针对地下室墙柱截面较大的特点，对模板支撑体系进行选择。

木模板可以随意拼装，适用形状复杂多变的结构，但木模板材料损耗大，且较大墙柱混凝土成型质量难以得到保证，增加了后期装修成本。

钢模板刚度好，但自重大，施工中需要借助塔吊等垂直机械进行运输，地下室施工阶段无法满足进度要求。

铝合金模板，质量轻，强度和稳定性高，成本低，周转次数多，施工中不依赖吊装机械。本工程上部标准层计划采用铝合金模板，地下室阶段采用的铝合金模板标板，也可以作为上部主体模板的周转材料使用。

结合本工程特点，为确保地下室墙柱工程质量和施工进度，考虑采用墙柱采用铝合金模板，梁板采用木模板施工。

2、铝合金模板体系优化设计

2.1铝合金模板面板优化设计

铝合金模板一般根据住宅楼标准层剪力墙特点设计，由于本工程地下室层高较高，墙柱截面尺寸较大，混凝土浇筑时侧压力大，支模体系的稳定性难以保证。

本工程地下室负一层为5.25m层高，按照原设计面板建立计算模型进行受力变形分析可知，高度5.25m位置处面板的最大变形量达到1.85mm，加劲肋的最大变形量达到1.76mm。

加劲肋变形量过大，而更改模具成本较高，故采用增加加劲肋的方式进行优化设计。经过受力分析知新增加劲肋布置在原有加劲肋的中部效果最好，但为了避开铝合金模板侧面间距50mm的销钉孔，新增加劲肋加密间距取100/200。

经过计算可知面板最大变形量为1.1mm，极大的改善了面板承受变形的能力。

2.2铝合金模板加固背楞优化设计

墙柱铝合金模板加固背楞由两根60×40×2.5mm的矩形方管制作，结合《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011），根据式（A.0.4-1）及式（A.0.4-2）计算取其小值：

根据上两式比较应取F=53.1kN/m2，则设计值为：

取l1=400mm，砼柱截面1300mm×1300mm验算。

柱箍由两根60×40×2.5mm的矩形管制作W=14580mm3，A=914mm2。

经强度验算，不满足加固要求，结合现场实际情况采用8号双槽钢制作。柱箍改用槽钢，两根[80×43×5.0，A=2048mm2，惯性矩IX=202600mm4，最小抵抗矩Wnx=50600mm3。

满足要求。

挠度计算

柱箍为两根[80×43×5.0，A=2048mm2，截面惯性矩 202600mm4，E=2.06×105N/mm2，l1=400mm。

满足要求。

3、关键施工技术措施

3.1铝合金模板与木模板节点部位措施

墙柱铝合金模板与梁板木模板配合施工部位，木模板采用1830×915×15mm，铝合金平模板顶部角铝与平板通过销钉连接后，保证角铝距平模板内侧板面15mm，使木模板与铝模板内侧平齐，确保后期混凝土浇筑成型质量。

地下室为非标准层，木模板施工区域范围：层高-墙柱与梁交接部位最大梁截面高度-铝合金模板标板长度（2650/2700）-铝合金模板接高（1250/1200）。

3.2 铝合金模板加固体系施工

墙柱铝合金模板加固背楞由60×40×2.5mm的双矩形管改为8号双槽钢加固，采用18mm对拉螺杆。

总结：

结合本工程特点，地下室阶段墙柱开始使用铝合金模板，标板参照标准层结构进行加工制作，便于地上部分结构周转使用，提高了模板周转使用次数。通过对铝合金模板及加固体系的优化设计，确保了支模体系的整体稳定性和工程质量，施工效果良好，为铝合金模板在地下室结构中的应用提供了参考借鉴。

参考文献：

[1] 中国建筑科学研究院. GB50666-2011混凝土结构工程施工规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

[2]中国建筑科学研究院. GB50009-2012建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[3] 北京钢铁设计研究总院. GB50017-2003钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

[4]沈陽建筑大学.JGJ162-2008建筑施工模板安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.