鋁合金模板在超高層地下室墻柱中的應(yīng)用

李軻

【摘要】本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了鋁合金模板在超高層地下室墻柱施工中的應(yīng)用，針對超高層地下室墻柱截面尺寸較大的問題，對鋁合金模板進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的措施，取得了預(yù)期效果，給后續(xù)類似工程提供參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】超高層地下室;鋁合金模板;優(yōu)化設(shè)計

1、工程特點(diǎn)及模板方案選擇

金水建業(yè)凱旋廣場項(xiàng)目位于鄭州市花園路與農(nóng)科路交叉口西北角，為雙塔超高層綜合體建筑。項(xiàng)目總建筑面積約27.2萬㎡，辦公樓為框筒結(jié)構(gòu)，地上34層，建筑高度155m，組合式獨(dú)立商業(yè)采用鋼結(jié)構(gòu)支撐框架體系，地上3～5層，地下為三層整體車庫，局部有夾層，地下室建筑面積約8.2萬㎡，局部有夾層，層高分別為5.150m、5.000m、3.450m（夾層）、5.250m。

本工程地下室三層，框柱23根，最大柱截面尺寸為1450mm×1450mm，核心筒剪力墻分為Q1、Q2、Q3、Q4，墻厚最大尺寸為700mm。針對地下室墻柱截面較大的特點(diǎn)，對模板支撐體系進(jìn)行選擇。

木模板可以隨意拼裝，適用形狀復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)，但木模板材料損耗大，且較大墻柱混凝土成型質(zhì)量難以得到保證，增加了后期裝修成本。

鋼模板剛度好，但自重大，施工中需要借助塔吊等垂直機(jī)械進(jìn)行運(yùn)輸，地下室施工階段無法滿足進(jìn)度要求。

鋁合金模板，質(zhì)量輕，強(qiáng)度和穩(wěn)定性高，成本低，周轉(zhuǎn)次數(shù)多，施工中不依賴吊裝機(jī)械。本工程上部標(biāo)準(zhǔn)層計劃采用鋁合金模板，地下室階段采用的鋁合金模板標(biāo)板，也可以作為上部主體模板的周轉(zhuǎn)材料使用。

結(jié)合本工程特點(diǎn)，為確保地下室墻柱工程質(zhì)量和施工進(jìn)度，考慮采用墻柱采用鋁合金模板，梁板采用木模板施工。

2、鋁合金模板體系優(yōu)化設(shè)計

2.1鋁合金模板面板優(yōu)化設(shè)計

鋁合金模板一般根據(jù)住宅樓標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻特點(diǎn)設(shè)計，由于本工程地下室層高較高，墻柱截面尺寸較大，混凝土澆筑時側(cè)壓力大，支模體系的穩(wěn)定性難以保證。

本工程地下室負(fù)一層為5.25m層高，按照原設(shè)計面板建立計算模型進(jìn)行受力變形分析可知，高度5.25m位置處面板的最大變形量達(dá)到1.85mm，加勁肋的最大變形量達(dá)到1.76mm。

加勁肋變形量過大，而更改模具成本較高，故采用增加加勁肋的方式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。經(jīng)過受力分析知新增加勁肋布置在原有加勁肋的中部效果最好，但為了避開鋁合金模板側(cè)面間距50mm的銷釘孔，新增加勁肋加密間距取100/200。

經(jīng)過計算可知面板最大變形量為1.1mm，極大的改善了面板承受變形的能力。

2.2鋁合金模板加固背楞優(yōu)化設(shè)計

墻柱鋁合金模板加固背楞由兩根60×40×2.5mm的矩形方管制作，結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》（GB50666-2011），根據(jù)式（A.0.4-1）及式（A.0.4-2）計算取其小值：

根據(jù)上兩式比較應(yīng)取F=53.1kN/m2，則設(shè)計值為：

取l1=400mm，砼柱截面1300mm×1300mm驗(yàn)算。

柱箍由兩根60×40×2.5mm的矩形管制作W=14580mm3，A=914mm2。

經(jīng)強(qiáng)度驗(yàn)算，不滿足加固要求，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況采用8號雙槽鋼制作。柱箍改用槽鋼，兩根[80×43×5.0，A=2048mm2，慣性矩IX=202600mm4，最小抵抗矩Wnx=50600mm3。

滿足要求。

撓度計算

柱箍為兩根[80×43×5.0，A=2048mm2，截面慣性矩 202600mm4，E=2.06×105N/mm2，l1=400mm。

滿足要求。

3、關(guān)鍵施工技術(shù)措施

3.1鋁合金模板與木模板節(jié)點(diǎn)部位措施

墻柱鋁合金模板與梁板木模板配合施工部位，木模板采用1830×915×15mm，鋁合金平模板頂部角鋁與平板通過銷釘連接后，保證角鋁距平模板內(nèi)側(cè)板面15mm，使木模板與鋁模板內(nèi)側(cè)平齊，確保后期混凝土澆筑成型質(zhì)量。

地下室為非標(biāo)準(zhǔn)層，木模板施工區(qū)域范圍：層高-墻柱與梁交接部位最大梁截面高度-鋁合金模板標(biāo)板長度（2650/2700）-鋁合金模板接高（1250/1200）。

3.2 鋁合金模板加固體系施工

墻柱鋁合金模板加固背楞由60×40×2.5mm的雙矩形管改為8號雙槽鋼加固，采用18mm對拉螺桿。

總結(jié)：

結(jié)合本工程特點(diǎn)，地下室階段墻柱開始使用鋁合金模板，標(biāo)板參照標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工制作，便于地上部分結(jié)構(gòu)周轉(zhuǎn)使用，提高了模板周轉(zhuǎn)使用次數(shù)。通過對鋁合金模板及加固體系的優(yōu)化設(shè)計，確保了支模體系的整體穩(wěn)定性和工程質(zhì)量，施工效果良好，為鋁合金模板在地下室結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供了參考借鑒。

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