高支模论文

某工程12.8米高支模设计与施工分析

摘要：本文结合河源市某教研楼大堂中空部位层高12.8m高大模板工程在材料选用、高支撑架设计验算、模板安装与拆除等方面进行阐述，并采用相应合理的施工工艺。通过实践检验，模板与其支架安全、可靠，保证了工程的施工质量及施工安全。

关键词：高支模荷载计算施工工艺

0 前言

随着我国改革开放和市场经济的快速发展，在城市现代化建设中，出现了许多建筑规模较大的混凝土结构。这种钢筋混凝土建筑物空间跨度和自重比较大，在进行施工时要求高度较高和跨度较大的模板支撑，这无疑增加了对支模系统的强度和稳定性等的要求[1-3]。高支模大体积混凝土施工一旦发生坍塌事故，必将造成重大安全事故，应当引起施工人员的高度重视。本文将通过一个具体工程实例，详细介绍高支模系统从设计到施工的技术过程，从而保证高支模工程的安全以及可靠性。

1 工程概况

该工程为地上12层、地下1层的框架结构，建筑高度52.6米，总建筑面积22301.6平方米。其中首层大堂中空部位层高12.8米，进行施工时模板及支撑系统属于高支模，必须考虑其施工安全性。

在模板满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，本工程材料采用：①板模板(扣件钢管高架)，板底采用18mm支撑。承重架采用扣件式钢管脚手架，由扣件、立杆、横杆、支座组成，采用胶合面板钢管；②梁模板(扣件钢管架)，面板采用18mm胶合面板60×80木方（内楞）现场拼制，80×80木方（外楞）支撑，采用可回收M12对拉螺栓进行加固。梁底采用80×80木方支撑。承重架采用扣件式钢管脚手架，由扣件、立杆、横杆、支座组成，采用φ48×3.5钢管。

2 板模板及支撑计算

2.1 参数信息

横向间距或排距1 m；纵距1m；步距1.5m；立杆上端伸出至模板支撑点长度0.1m；模板支架搭设高度12.8m；采用的钢管Φ48×3.5 ；板底支撑连接方式:方木支撑；立杆承重连接方式:可调托座；面板采用胶合面板，厚度为18mm；板底及托梁支撑采用方木；方木的截面80×80；；楼板的计算厚度(mm):120.00。模板立面支架如图1所示。

图 1 板模板支架立面图

2.2 模板面板计算

面板面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度，取单位宽度1m的面板作为计算单元，模板面板按照三跨连续梁计算，如图2、图3所示。通过计算，面板的最大应力计算值为0.87 N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13 N/ mm2；面板的最大挠度计算值0.019 mm 小于面板的最大允许挠度1 mm，满足要求。

图2 楼板支撑架荷载计算单元图3 面板计算单元

2.3 模板支撑的方木计算

方木按照两跨连续梁计算最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩：

截面抗剪强度：τ = 3V/2bhn < [τ]

最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度：

通过计算，方木的最大应力计算值2.754 N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13 N/mm2；方木的受剪应力计算值0.275 N/mm2小于方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2；方木的最大挠度计算值0.16 mm小于方木的最大允许挠度4 mm，满足要求。

2.4 托梁计算

托梁按照集中荷载作用下的两跨连续梁计算，托梁的最大应力计算值12.911 N/mm2小于托梁的抗压强度设计值13 N/mm2；托梁的最大挠度为1.793mm小于1000/250，满足要求。

2.5 立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式:

其中N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 12.446 kN；

φ---- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i 查表得到；

A ---- 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.89 cm2；

[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值：[f] =205 N/mm2；

通过上式计算，钢管立杆的最大应力计算值σ= 65.094 N/ mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f] = 205 N/ mm2，满足要求。

3 梁模板及支撑计算

3.1 参数信息

梁截面宽度B=0.3m；梁截面高度D=0.8m；混凝土板厚度120mm；立杆沿梁跨度方向间距La=1m；立杆上端伸出至模板支撑点长度a=0.1m；立杆步距h=1.5m；板底承重立杆横向间距或排距Lb=1m；梁支撑架搭设高度H=12.8m；梁两侧立杆间距0.6m；承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向；采用的钢管类型为Φ48×3.5；立杆承重连接方式:单扣件，考虑扣

件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数0.80。次楞间距350mm ，主楞竖向4根；主楞间距100mm，220mm，210mm；穿梁螺栓水平间距500mm；穿梁螺栓直径M12；主楞龙骨木楞80×80；主楞合并根数：2；次楞龙骨木楞60×80；次楞合并根数：2。梁模板支架立面如图4所示。

图4 梁模板支架立面图

3.2 梁侧模板内外楞计算

本工程中，内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算，龙骨采用木楞，截面宽度60mm，截面高度80mm。外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力，取内楞的最大支座力8.455kN，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。外龙骨采用2根木楞，截面宽度80mm，截面高度80mm。

内楞最大受弯应力计算值σ = 0.541 N/ mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，内楞的最大挠度计算值ν=0.227mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=2mm；外楞的受弯应力计算σ =9.007N/ mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=17N/ mm2，外楞的最大挠度计算值ν=0.162mm 小于外楞的最大容许挠度值[ν]=2mm，满足要求。

3.3 梁底模板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的简支梁计算。强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。

梁底模面板计算应力σ =5.194 N/ mm2小于梁底模面板的抗压强度设计[f]=13N/mm2；面板的最大挠度计算值: ν=0.474mm小于面板的最大允许挠度值[ν] = 300 / 250 = 1.2mm，满足要求。

3.4方木计算

本工程梁底支撑采用方木，方木按照三跨连续梁计算。方木的最大应力计算值11.756 N/ mm2小于方木抗弯强度设计值13 N/ mm2；方木的受剪应力计算值1.411 N/ mm2小于方木抗剪强度设计值1.7 N/ mm2；方木的最大挠度计算值ν= 1.682 mm小于方木的最大允许挠度[ν]=4 mm，满足要求。

3.5 立杆稳定性计算

钢管立杆稳定性计算σ = 95.421 N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f] = 205 N/mm2，满足要求。

4 高架支模施工