混凝土结构铝合金模板施工过程模拟分析

混凝土结构铝合金模板施工过程模拟分析

发表时间：2018-01-24T14:27:36.260Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第25期作者：李章俊[导读] 施工过程中支撑间距宜≤1.3m且不宜过早拆模板并应尽量减少和优化分布施工荷载。

广东省基础工程集团有限公司 510000 摘要：对本工程部分楼段铝合金模板施工过程进行了有限元模拟，分析了铝合金模板早拆体系对施工结果的影响。该施工过程按拆模及支撑的施工顺序分为4个阶段。主要研究了在拆除顶撑以外的底模和完全拆除支撑之后，上部荷载施加于混凝土结构时对构件的影响。针对2d 和3d龄期拆除模板以及施工荷载的有无进行了对比分析；研究了铝合金模板早拆对支撑体系立杆间距的要求，并对1.3m及1.5m支撑间距进行了对比分析。结果表明，优化支撑点的布置方式，能够有效减轻早拆体系中混凝土楼板的开裂程度。施工过程中支撑间距宜≤1.3m且不宜过早拆模板并应尽量减少和优化分布施工荷载。关键词：模板；铝合金模板；有限元分析；混凝土；裂缝；支撑本工程位于梅州市嘉应新区江南新城，客都大道与泮坑大道交汇东南侧，工程由20栋29～30层住宅楼和相应的公建配套楼组成，建筑结构高度79.75～85.05米。总建筑面积为459782.55m2(含幼儿园3106.54m2)；其中，地下部分建筑面积为123951.14m2，设2层地下室，负二层为人防地下室；地上部分建筑面积为335831.41m2，包含1栋1层建筑面积3133.20m2的幼儿园；项目用地面积为79055.03m2（含幼儿园3106.54m2）；建筑基底面积为15492.33m2。本工程的结构类型为裙楼为框架结构，塔楼为剪力墙结构，地下室为框架结构，现浇混凝土楼盖。地基基础设计等级为甲级，结构安全等级为二级，设计使用年限为50年。抗震设防为丙类，幼儿园为乙类，抗震设防烈度为6度。

1.模板及支顶工程施工方案 1.1模板及支撑的材料选择考虑到本工程材料的周转，梁板及楼梯支撑均采用门式脚手架；模板均采用18mm厚夹板，板底垫50×100的木枋，具体如下∶梁底模采用18mm厚夹板，梁底模下的横楞为50×100的木枋，梁高小于1000mm，间距为300～400，梁高为700至1000mm时，间距为300，梁高大于1000mm时，间距为250。纵楞为木枋，梁高大于700mm，中部加设对拉螺栓，螺栓直径为φ14，间距为500。梁高小于900时，竖向一根，梁高大于900时，加设两根。板底模采用18mm厚夹板，底模下加设50×100的木枋，横楞间距不大于500mm，纵楞间距为1000mm。

1.2模板安装方法

1.2.1底板模板安装

安装底板模板前，应复查地基垫层标高及中心线位置，弹出边线。模板面标高应符合设计要求。浇捣混凝土时模板四周应均衡浇捣，要防止模板向上浮升或向四面偏移。模板的拆除要掌握混凝土的凝固情况，一般在初凝前后即可用锤轻打，撬棒松动。要注意不能将脚手板搁置在基础模板上。

1.2.2柱模板制安

矩形柱模板用两块长柱头板加两面门子板支模，或四面柱头板支模，也可以利用短料模板加长枋作柱头板的方法。为了防止混凝土侧压力造成柱模爆裂，在柱模外面每隔50cm加木枋固定。矩形柱模板安装如下图∶

3.1.3m支撑间距2d龄期拆模结果分析

3.1第1施工阶段分析

第1层混凝土1d龄期，模板未拆除时，最大竖向位移1.81mm，第1层梁板的中心区域竖向位移明显大于其他区域的，这是由于中心区域在支撑间距相同的情况下跨度相对较大。如果考虑资源利用效率，在跨度较小的区域支撑间距可以放宽一些，不一定要统一支撑间距。

3.2第2施工阶段分析

第1层混凝土2d龄期，拆除顶撑之外的模板，支撑不动。模型计算得整体最大竖向位移1.73mm，相对于1d龄期未拆除模板时，减小了0.08mm，约占原来的的4.4%。可见，早拆模板并不影响整体的竖向变形。F1层梁板最大主应力与第1施工阶段相似，最大主应力相对于其他区域较大且其最大值2.01MPa发生的位置也没有变化。可见早拆模板不会较大地改变应力变化，只是数值上增加了0.85MPa，约占原来的73.3%。

3.3第3施工阶段分析

第1层混凝土7d龄期，拆除顶撑之外的模板，支撑不动;第2层混凝土1d龄期。整体最大竖向位移3.2mm，比第2施工阶段的增大1.47mm，约占原来的85.0%，这是由于增加第2层结构自重引起。由于第2层混凝土相当于第1施工阶段的第1层，故此处不再展开讨论。下面主要讨论F2层结构自重荷载对F1层早拆模板的梁板的影响。F1层梁板最大主应力与第2施工阶段相似，最大主应力相对于其他区域较大且其最大值4.03MPa发生的位置也没有变化。可见上部结构自重荷载(传力途径包括柱和支撑)大致上不会改变应力大小比例的分布情况，但是在数值上明显增大，增加了2.02MPa，约占原来的101%。最大主应力较大的位置主要分布在梁边和较大预留洞口边上。

结论

在施工荷载较大情况下，应在跨度较大和较大预留洞口处适当减小支撑间距，并且应切实保证预留洞口的加强筋配置到位。在2d龄期早拆模板将导致梁板多处开裂，并且早拆模板后，上一层结构自重会加剧下一层梁板的开裂程度，可以适当加密支撑以及合理分布支撑点的位置。在14d龄期拆除支撑将导致F1层和F2层梁板都严重开裂。结果表明，不宜2d龄期早拆模并且不宜在14d龄期拆除支撑体系，应根据留置的拆模试块强度确定拆模时间且应＞14d龄期。

参考文献

［3］翁俊梅．铝合金早拆模板体系在住宅工程上的应用［J］．福建建材，2013(10)：30-32．

［4］邵广鑫．铝合金模板在建筑工程中的应用及其经济效益分析［J］．建设科技，2013(10)：75-77．

［5］刘雪红，程海寅，陆建飞，等．铝合金模板体系施工技术及其效益分析［J］．施工技术，2012，41(23)：79-82．