建筑工程中中空塑料模板运用设计研究

1工程概况
以深圳科技馆(新馆)建筑工程施工总承包项目为例,针对中空塑料模板运用设计展开探讨。

案例项目占地面积66000m 2,建筑总面积128500m 2,其中地上建筑面积85000m 2,地下建筑面积43500m 2
,地下2层,地上6层,总建筑高度约
57m 。

该建筑包括钢筋混凝土框架剪力墙和钢框架-钢筋混凝土剪力墙混合两种结构体系,6层为钢框架-钢桁架结构体系,钢结构总量约23000t ;由科技展示区、科技影院区、创新培育区、创新交流区、业务管理区、公众服务区、科技广场区7个部分组成。

整体模板体设计如表1所示。

2
墙模板中空塑料模板设计
2.1
方案设计
墙模板选用采用18mm 厚塑料模板,尺寸为1830mm ×
915mm 。

相邻面水平拼缝错开,对向相平。

拼缝处采用45mm ×95mm 木枋条压实,防止漏浆。

主要加固体系包括墙体主龙骨(工具式)、阴角件、主龙骨连接件、连接件止锁、斜拉阳角、大卡销、圆垫片、主龙骨锁口板、墙体次龙骨以及木方。

对拉螺栓选用M12对拉螺栓,外墙水池等涉及渗水隐患以及人防部位均采用三段式工具对拉螺杆[1]。

2.2墙模板荷载标准值计算
结合工程实际情况,在进行墙模板荷载标准值计算的过
程中,需要从强度和挠度两个方面展开。

充分考虑混凝土侧压
【作者简介】陈磊（1986~），男，吉林磐石人，高级工程师，从事建筑施
工研究。

建筑工程中中空塑料模板运用设计研究
Study on Application Design of Hollow Plastic Formwork in Building Engineering
陈磊，乔会丹，黄宏林，王莹，代广信
（中国建筑第二工程局有限公司，广东深圳518000）
CHEN Lei,QIAO Hui-dan,HUANG Hong-lin,WANG Ying,DAI Guang-xin
(China Construction Second Engineering Bureau Ltd.,Shenzhen 518000,China)
【摘要】针对某建筑工程中中空塑料模板运用问题，提出中空塑料模板设计方法，解决了实际塑料模板设计过程中模板型号不准
确的问题，实现了中空塑料模板的科学应用。

基于墙模板以及侧梁模等中空塑料模板的设计分析，表明在设计中空塑料模板时，加强模板参数计算分析有助于提高模板利用率、降低施工成本。

【Abstract 】Aiming at the application problems of hollow plastic formwork in a building engineering,this paper puts forward the design
method of hollow plastic formwork.The problem of inaccurate template model in the actual plastic template design process is solved,and the scientific application of hollow plastic template is realized.Based on the design and analysis of hollow plastic formwork in wall formwork and side beam formwork,it is shown that strengthening the calculation and analysis of formwork parameters is helpful to improve the utilization rate of formwork and reduce the construction cost when designing hollow plastic formwork.
【关键词】建筑工程；中空塑料模板；设计
【Keywords 】construction engineering;hollow plastic formwork;design 【中图分类号】TU755.2
【文献标志码】B
【文章编号】1007-9467（2023）08-0165-03
【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2023.08.048
表1模板体设计
部位
支撑体系选择
剪力墙
面板采用18mm 厚塑料模板，次龙骨为50mm ×50mm ×
2.5mm 方钢，主龙骨为80mm ×55mm ×
3.5mm 的矩形
工具式背棱，M12对拉螺杆
梁
梁侧面板采用18mm 厚塑料模板，次龙骨为45mm ×95mm
木方，主龙骨为50mm ×50mm ×2.5mm 双方钢，M12
对拉螺栓
梁底
面板采用18mm 厚塑料模板，次龙骨为45mm ×95mm 木方，主龙骨为10#槽钢，支撑架采用60系列承插型盘扣式钢管支架。

梁底支撑采用10#双槽钢托梁板
面板采用18mm 厚塑料模板，次龙骨为45mm ×95mm
木方，主龙骨为10#槽钢，支撑架采用60系列承插型
盘扣式钢管支
架
165
力,以及荷载压力F 。

计算公式如下:
F =0.28γc t 0βV
√(1)F =γc H
(2)
式(1)和式(2)中,γc 为混凝土的重力密度,kN/m 3;t 0为新浇混凝土的初凝时间,h ;V 为混凝土的浇筑速度,m/h ;H 为侧压力计算位置与新浇混凝土顶面之间的垂直距离,m ;β为混凝土坍落度影响修正系数。

若混凝土浇筑速度在10m/h 以上,或坍落度超过180mm ,则新浇混凝土侧压力按照式(2)计算即可。

其他情况下,需计算两个算式并取其中较小值。

经计算新浇混凝土侧压力标准值为27kN/m 2,倾倒混凝土时产生的荷载标准值为4kN/m 2。

2.3墙模板面板计算
墙模板面板为受弯结构,弯矩图如图1所示。

图1墙模板面板弯矩图(单位:kN ·m )
面板宽度取值4.85m ,荷载计算值为199.335kN/m 。

案例工程中,截面惯性矩I 为235.71cm 4;截面抵抗矩W 为261.90cm 3。

计算得到面板最大弯矩M =0.449kN ·m ,最大变形s =0.064mm 。

面板抗弯强度计算式为:
f =M /W
(3)
计算得到f =1.71N/mm 2＜允许值[f ],因此,面板抗弯强度验算符合要求。

截面抗剪强度T =0.308N/mm 2,截面抗剪强度设计值[T ]=1.20N/mm 2,T ＜允许值[T ],因此,截面抗剪强度符合要求。

2.4墙模板内龙骨计算
内龙均匀分布荷载连续梁计算。

经过计算得到最大弯矩
M =0.125kN ·m ;最大支座力F =3.054kN ;最大变形s =0.029mm 。

案例工程中,截面惯性矩I 为273.38cm 4;截面抵抗矩W 为60.75cm 3。

经计算,内龙骨抗弯强度为2.06N/mm 2＜17.0N/mm 2,满足工程需求。

截面抗剪强度为0.576N/mm 2＜[T ]=1.70N/mm 2,符合施工要求。

2.5墙模板外龙骨计算
外龙骨按照集中荷载下,连续梁计算[2]。

经过计算得到最
大弯矩M =0.366kN ·m ;最大支座力F =9.978kN ;最大变形s =0.017mm 。

外龙骨的截面力学参数分别为截面抵抗矩W =25.30cm 3;截面惯性矩I =101.30cm 4。

进一步计算得到外龙骨抗弯强度13.78N/mm 2,小于215.0N/mm 2,满足工程设计要求。

外龙骨最大挠度为0.017mm ,小于450.0/400,满足要求。

2.6对拉螺栓的计算
对拉螺栓计算式为:
N ＜[N ]=f ls A
(4)
式中,N 为对拉螺栓所受的拉力,N ;A 为拉螺栓有效面积,mm 2;f ls 为对拉螺栓的抗拉强度设计值,N/mm 2;[N ]为对拉螺栓拉力允许值。

结合案例工程实际情况按照上述工公式进行计算,对拉螺栓所受的最大拉力为N =9.978kN ＜[N ]=38.250kN ,因此,对拉螺栓符合要求。

综上,整体侧模板设计符合工程要求。

3
梁侧模板中空塑料模板设计
3.1
方案设计
梁侧模采用18mm 厚塑料模板,支撑主龙骨采用50mm ×
50mm ×2.5mm 双方通,次龙骨为45mm ×95mm 木方。

梁高h ≤800mm 的位置,木方放置方向与梁方向平行,间距≤200mm ;梁高h ＞800时,木方竖直向布置,间距小于或等于200mm ,采用M12对拉螺杆对拉。

详细模板搭设参数如表2所示。

表2
梁侧模板搭设参数
mm
梁高（含板厚）
次楞间距对拉螺栓道数
对拉螺杆竖向间距（由下至上）
对拉螺杆水平向间距
h ＜600600≤h ≤800
800＜h ≤12001200＜h ≤1500h ＞1500200200200
200
2000123
起步200@4000
300300300
起步200@400
500500500500
3.2面板计算
结合案例工程实际情况,宽度取1.35m 。

荷载计算值为
55.485kN/m 。

案例工程中,截面抵抗矩W =72.90cm 3;截面惯性矩I =65.61cm 4;变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值,最大弯矩M =0.346kN ·m ;最大变形s =0.490mm 。

166
按式(3)计算得到面板抗弯计算强度f=M/W=4.746N/mm2< [f],符合要求[3]。

面板最大挠度计算值0.490mm,小于250/250,满足要求。

3.3内龙骨计算
根据相关标准要求,计算得到内龙骨最大弯矩为0.147kN·m;最大支座力F=4.269kN;最大变形s=0.022mm。

梁侧模板截面抵抗矩W=60.75cm3;截面惯性矩I=273.38cm4。

按式(3)计算,内龙骨抗弯强度f=M/W=2.42N/mm2,小于17.0N/mm2,满足要求。

截面抗剪强度T=0.796N/mm2＜[T],设计满足要求。

4板模板中空塑料模板设计
板模板的设计需要先结合施工需求,进行支撑体系的设计规划,在此过程中需要注意以下技术要点:
1)采用盘扣式可调节支撑形式,加强对于钢管以及相关配件的合理运用;
2)加强对于模板超出水平杆悬臂长度的控制,确保其在650mm以内;
3)最底层水平杆与地面之间的距离应控制在550mm以下;
4)若搭设高度在8m以内,需要在支架外部以及横纵杆之间设置竖向斜杆,确保整体结构稳定、可靠;
5)若支架高度在4节段立杆以上,则应在顶层位置增设水平斜杆等,以此提高直接结构的剪刀撑;
6)对于支架高度在8m以上的情况,则要求控制好水平杆之间的距离,步距应不超过1.5m[4]。

根据案例工程实际需求,部分板的跨度在4m以上,需要进行起拱设计,详细设计参数如表3所示。

表3板模板搭设参数
板厚/mm次龙骨/mm顶托梁立杆间距/mm步距/mm 150、20045×95木方@15010#槽钢1500×15001500 5楼梯模板中空塑料模板设计
结合案例工程实际需求,楼梯模板的设计采用了全封闭模式,能更好地保障楼梯结构的完整性以及工程质量。

模板材料为塑料,厚度为18mm,现场放样后再进行模板配置。

此外,踏步模板采用了木夹板和木枋预制模板,并使用高强度对拉螺栓进行加固处理,阳角位置则使用角钢进行加固,支撑底部通过钢筋焊接的方式加固。

在实际进行楼梯模板设计的过程中,需要注意以下技术要点:
1)加强对于梯段侧板内侧尺寸的控制;
2)楼梯支撑结构使用可调节底座,并预留人行通道;
3)在梯段板第三级台阶位置,以及休息平台1/3位置,分别预留混凝土施工缝;
4)确保楼梯模板踏步高度相同,设计过程中,还需要将粉刷涂漆影响纳入其中,以此保障模板规格符合工程标准要求。

6特殊模板中空塑料模板设计
根据案例工程实际情况特点,特殊模板主要包括以下4个方面,详细设计要点如下。

1)圆弧墙体模板。

此处选用了厚度为18mm的中空塑料模板,外横龙骨选用了钢筋,并在钢筋外侧设置钢管作为竖龙骨,采用对拉螺栓固定模板[5]。

2)门窗洞口模板。

门窗洞口模板主要包括3个部分,其中预留洞口选用的是定型模板;整体模板为木方;最后,需要在木方表面覆盖塑料模板,模板厚度为15mm,并使用角钢夹固定模板。

7结语
综上所述,在建筑工程中应用中空塑料模板,应加强模板参数的计算和分析,以此确保模板符合工程施工标准。

本文以实际建筑工程项目为例,针对中空塑料模板设计要点进行详细分析和探讨,明确荷载标准值、内外龙骨及对拉螺栓的计算方式和分析方式,确保其抗弯强度、截面抗剪强度及最大挠度均符合安全技术标准规范及工程项目实施要求,对中空塑料应用理论研究及实际应用具有参考价值。

随着对中空塑料模板的深入研究和实践探索,我国建筑工程水平将得到进一步提升。

【参考文献】
[1]姜兆飞,张明月.新型中空塑料模板的应用和发展[J].城市住宅, 2021，28(增1):130-131.
[2]李墨.PVC复合塑料模板在建筑施工中的应用[J].塑料助剂,2021(6): 9-11，17.
[3]颜录科,刘荣,周健,等.绿色生态中空塑料建筑模板开发与应用[J].工程塑料应用,2020,48(8):56-60.
[4]邓俊杰.剪力墙模板三道主龙骨加固体系实践与应用[J].住宅与房地产,2016(36):175-176,179.
[5]代立芳.高支模施工技术在土建施工中的应用分析[J].新疆有色金属，2022,45(3):91-92.
【收稿日期】
2023-02-21
167。