新型框式盤扣梁板模板支撐體系研究

王巨瀾

摘 要：現(xiàn)澆混凝土模板支撐體系的優(yōu)化是當前建筑工程施工至為關(guān)鍵的一項內(nèi)容。筆者將不同模板支撐體系予以對比分析，綜合提出一種較為新穎的框式盤口梁板模板支撐體系，它能夠滿足不同模板跨度的實際需求，針對塔柱位置進行適當調(diào)節(jié)實現(xiàn)梁構(gòu)件下部自由變跨，而板構(gòu)件則通過調(diào)節(jié)桁架位置達到各類水平支撐跨度要求。

關(guān)鍵詞：框式盤扣梁板模板；模板支撐體系；有限元分析；桁架試驗

中圖分類號：TU731 文獻標識碼：A

1.新型框式盤扣梁板模板支模體系的總體構(gòu)想與基本組成

1.1 總體構(gòu)想

筆者根據(jù)實際工程專門提出一種新型的框式盤扣梁板模板支撐體系，主要作為承載主體結(jié)構(gòu)自重，且形成一種可充分利用V型支撐體系的空間塔柱結(jié)構(gòu)。該類模板支撐體系可調(diào)節(jié)塔柱位置實現(xiàn)梁構(gòu)件下部自由變跨，以此滿足各類模板跨度要求。同時，又可按照建筑結(jié)構(gòu)層標高選用與之匹配的V形模板支架組合，模板支架頂?shù)變啥司稍O(shè)置調(diào)托部件，用作梁板模板支架的微調(diào)，板構(gòu)件則通過調(diào)節(jié)桁架位置達到各類水平支撐跨度要求。因梁板模板支撐體系是多個獨塔扣件的組合單元，板構(gòu)件以下可專門配置若干桁架完成整個支模過程，自始至終可增大橫向的支撐跨度，并能很好地利用豎向的支持構(gòu)建實現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)自重承載，這將優(yōu)化梁板模板支撐體系。

1.2 基本組成

框式盤扣梁板模板支撐體系的基本組成包括4組單橫桿H型盤扣架和4組雙橫桿H形盤扣架，將其于盤扣節(jié)點位置相互套插。另外，為了保證塔柱具有足夠的穩(wěn)定性能，可在高支模中增大架體單元，增設(shè)一定數(shù)量的斜桿，且于支架頂?shù)變啥藢ｉT增設(shè)調(diào)托（主要由螺紋桿和調(diào)節(jié)螺母構(gòu)成），螺紋桿被套設(shè)于V形支架頂、底端，可通過調(diào)節(jié)螺母予以緊固，如圖1所示。

2.某項目框式盤扣梁板模板支撐的應(yīng)用

2.1 相關(guān)計算參數(shù)

盤扣式腳手架立桿鋼管強度為3N/mm2，水平桿鋼管強度為205.0N/mm2，鋼管強度折減系數(shù)取1?？蚴奖P扣梁板模板支撐構(gòu)件的總體高度約為10.0m，梁構(gòu)件的橫向截面積約為3×6cm，而立桿縱向距離約為0.8m，腳手架的平均步距同為1.8m。

立桿鋼管類型選擇：

A-LG-30（Φ60× 3.2×30）

橫向水平桿鋼管類型選擇：

A-SG-9（Φ48× 2.5×840）

縱向水平桿鋼管類型選擇：

A-SG-9（Φ48× 2.5×840）

橫向跨間水平桿鋼管類型選擇：

A-SG-9（Φ48× 2.5×840）

梁構(gòu)件底部增設(shè)立兩只立桿用于結(jié)構(gòu)承重。面板構(gòu)件的厚度則設(shè)計為1.8cm，相關(guān)力學性能則包括1.4N/mm2的剪切強度、15N/mm2的抗彎強度、 60N/mm2的彈性模量等。方木墊塊的外觀尺寸為6×8cm，其相關(guān)力學性能則包括1.3N/mm2、13N/mm2的抗彎強度、 90N/mm2的彈性模量等。梁構(gòu)件底部支撐方木的外觀長度約為80cm。梁構(gòu)件頂部托物同樣選用方木，其外觀尺寸約為10×10cm，一般于梁構(gòu)件底部以均勻分布的形式安置兩根承重桿。通常，模板的自重參數(shù)約為0.2kN/mm2，鋼筋砼的自重則為25.5kN/m3。傾倒混凝土荷載標準值1kN/m2，而施工過程中的平均分布荷載約為2kN/m2。另外，地基承載起初值約為1702kN/m2，基礎(chǔ)的地面外延值約為0.252m2，而地基的承載能力的調(diào)整參數(shù)則為0.4?？蚴奖P扣梁板模板支撐體系的扣件在計算過程中的折減系數(shù)取值為1.0。

鋼管慣性矩計算采用：

I=π（D4-d4）/64

抵抗距計算采用：

W=π（D4-d4）/32D

2.2 梁底支撐木方的計算

鋼筋砼梁構(gòu)件的自重計算（kN/m）：

q1=25.5×0.6×0.4=6.120kN/m

模板構(gòu)件的自重線荷載計算（kN/m）：

q2=0.2×0.4×（2×0.6+0.3）/0.3= 0.4kN/m

活動荷載（kN）通常是指施工過程產(chǎn)生標準荷載值和混凝土振搗過程產(chǎn)生活動荷載的總和，其計算如下：

活動荷載標準值：

P1=（2+1）×0.3×0.4=0.36kN

平均分布荷載值：

q=1.2×6.12+1.2×0.4=7.824kN/m

集中性荷載值：P=1.4×0.36=0.504kN（如圖2所示）。

經(jīng)計算得到從左到右各支座力分別為：N1=1.426kN，N2=1.426kN（如圖3所示），最大支座F=1.426kN。

經(jīng)計算得到最大彎矩：

M=0.339kN·m（如圖4所示）

由本案例情況及圖5可知，梁構(gòu)件的橫向截面自身慣性彎矩I與抵抗彎矩W經(jīng)計算可得：

自身慣性彎矩：

I=6×8×8×8/12=256cm4

抵抗彎矩：W=6×8×8/6=64cm4

由此可見，該體系可滿足基本的穩(wěn)定要求。

2.3 梁構(gòu)件頂、底部托物的力學計算

梁構(gòu)件托物可根據(jù)集中性荷載值和平均分布荷載值的計算公式獲知多跨連續(xù)梁構(gòu)件的相關(guān)力學參數(shù)值。平均分布荷載值設(shè)計取托物自重q=0.096kN/m。

由如圖6、圖7和圖8所示，變形過程中托物力學參數(shù)的技術(shù)可根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范的要求利用靜荷載標準予以確定，與之相應(yīng)的荷載圖和運算結(jié)果如圖9、圖10所示。

根據(jù)如上計算原理獲得其最大的彎矩值約為0.199kN·m，最大的支座反應(yīng)力約為3.065kN·m，最大的變形量約為0.077mm。

由本案例的情況來看，梁構(gòu)件頂、底部托物的慣性矩I與抵抗彎矩W分別為：

I=10×10×10×10/12=833.33cm4

W=10×10×10/6=166.67cm4

由此可見，該體系可滿足基本的穩(wěn)定要求。

2.4 梁模板支架整體穩(wěn)定性計算

依據(jù)盤扣式規(guī)范JGJ231-2010和混凝土施工規(guī)范GB50666-2011：盤扣式梁模板支架應(yīng)按混凝土澆筑前和混凝土澆筑時兩種工況進行抗傾覆驗算。

支架的抗傾覆驗算應(yīng)滿足下式要求：MT

上式中：MT-支架的傾覆力矩設(shè)計值；MR-支架的抗傾覆力矩設(shè)計值。

支架自重產(chǎn)生抗傾覆力矩：MG1=0.9×1.087/0.8×6.0×6.0/2=22.020kN·m；

模板自重產(chǎn)生抗傾覆力矩：MG2=0.9×0.2×0.3×0.8×6.0/2=0.130kN·m；

鋼筋混凝土自重產(chǎn)生抗傾覆力矩：MG3=0.9×25.5×0.3×0.6×0.8×6.0/2= 9.914kN·m；

風荷載產(chǎn)生的傾覆力矩：

wk=0.3×0.6×0.6=0.108kN/m2

Mw=1.4×0.108×0.8×10.02/2= 6.048kN·m

附加水平荷載產(chǎn)生傾覆力矩（附加水平荷載取永久荷載的2%）：

永久荷載（包括支架、梁模板、鋼筋混凝土自重）為11.876kN；

附加水平荷載：

Fsp=11.876×2%=0.238kN

Msp=1.4×0.238×10.0= 3.325kN·m

工況一：混凝土澆筑前：傾覆力矩MT=1.0× 6.048=6.048 kN·m；抗傾覆力矩MR= 22.020+0.130=22.150kN·m；澆筑前抗傾覆驗算MT

工況二：混凝土澆筑時：傾覆力矩MT=1.0× 3.325=3.325kN·m；抗傾覆力矩MR=22.020+0.130+ 9.914=32.064kN·m；澆筑時抗傾覆驗算MT

由此可見，該體系可滿足基本的穩(wěn)定要求。

結(jié)語

綜上所述，本文對新型框式盤扣式梁板模板支撐體系予以剖析，將利用一種較為新穎的框架式盤扣塔式基礎(chǔ)豎向單元，同時以可調(diào)式桁架作為水平方向的支撐基礎(chǔ)，二者共同構(gòu)成梁板模板支撐體系。新型框式盤扣架節(jié)點剛度相對于普通盤扣式模板支撐結(jié)構(gòu)更好，對于改進整體結(jié)構(gòu)承載能力具有奇效。同時，本文所述新型框式盤扣式梁板模板支撐體系在一定程度上具有良好的通用性原則，此點也是它能夠在未來建筑施工行業(yè)大范圍推廣的一方面原因，主要在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程中較為常見。除此以外，為了能夠大幅提升可調(diào)式桁架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，多采用異形壓型薄鋼板作為主要原材料，同時又利用擴大外桁架并將其套插于端部或底部，最終通過緊固螺栓的做法將水平方向的局部應(yīng)力予以降低，從而可以有效避免鋼板的屈曲問題。新型模板支撐體系可作為專用梁板模板支撐結(jié)構(gòu)建設(shè)，其形式簡單，適用范圍廣和裝拆便利都是其未來良好發(fā)展的基礎(chǔ)。

參考文獻

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