模板支撑体系的优化探讨

ＩＩＯＬＮＴＡＮＩ　模板支撑体系的优化探讨　文／李剑华　摘要：模板支撑体系是建筑施工中的重要施工环节。本文在对不同的支柱形式进行传力　分析的基础上，着重分析了二次支柱楼板变形特点，并给出了楼板支柱的设计方案验算标准　及优化途径。　关键词：施工模板支撑体系　………………………………………………………………………………………………………　模板过程是整个建筑工程施工中　层的支撑和最下层的楼板承受的荷载大　一个重要的组成部分，在模板使用方面　大减少。以往实施二次支柱技术时，是　主要是保证模板投入、利用和循环的合　暂时将支撑拆除而后再在原来的位置架　理，这种合理是建立在拆除模板后非完　设。这种作法既麻烦又不易保证支在原　整结构混凝土构件质量的基础上。在现　位。采用多功能早拆柱头（如图１），就　浇混凝土楼板施工中，支撑从开始到拆　非常容易地实现二次支柱法。即在混凝　除只是支一次、拆一次，这种支模方法　土楼板的强度达到能够承受自重时，通　称为一次支模法（或称一次支柱法）。　过旋转顶板的螺母就可以达到目的。　在连续架设３层支撑的施工中，最下层　１．支柱传力分析　的支撑和最下层的楼板所承受的荷载最　为了传递施工荷载，连续几层楼板　大而处于最不利的受力状态。为避免发　设置支柱的方法可以是：一次支柱法；　生事故，国外最先提出了二次支柱技术　二次支柱法；两者混合使用。把施工荷　（或称二次支柱法），就是多层或高层　载分配给各层楼板和支柱的数值、各种　混凝土楼板施工中，当每层楼板的混凝　支设方法在各阶段各不相同。为了使理　土强度达到能够承担自身重量时，将支　论分析简单化，特作下列假定：（１）　撑暂时拆除，使楼板在产生自然挠度的　支柱有足够刚度，受荷时的压缩变形忽　同时而承担了自重，之后立刻在原来支　略不计；（２）连续支柱支撑时，各层　柱的位置再次架立起来，以承担并传递　楼板增加的挠度相等；（３）楼板的自　其后上层荷载的几分之一，这就使最下　重Ｄ相同。　上层楼板的施工荷载由以楼板自重　Ｊ　翼Ｈ５５　Ｄ为主的静荷载和以施工人员和机具作　业为主的活荷载组成。作用在模板上的　施工荷载是局部和短时问的，对其下几　层楼板的影响不大，也难以分析。因而　只分析静载的传递情况。支柱传力的分　析测试已经有人做过全面的分析，现仅　将每种支设方法在某个装拆阶段，楼板　和支柱可能分配到的最大施工荷载摘列　于表１，表中的荷载数值以楼板自重Ｄ　图１多功能早拆柱头示意图　的倍数表示：　表１各种支模方案的最大施＿Ｔ－荷载　楼板连　续留置　承受荷载　连续留置二次支柱的层数　层数　部位　０　１　２　３　４　楼板　２．０　１．５　１．３３　１．２５　１．２　１　模板支柱　１．０　１．０　１．０　１．０　１．０　二次支柱　１．０　１．０　１．０　１．０　楼板　２．２５　１．８３　１＿７６　１．６７　１．５９　２　模板支柱　２．０　２．０　２．０　２．０　２．０　二次支柱　１　０　１．０　１．０　１．０　楼板　２．３８　２．２１　１．９８　１．８４　１＿７８　３　模板支柱　３．０　３．０　３．０　３．０　３．０　二次支柱　１．０　１．０　１．０　１．０　１．１一次支柱传力分析　连续三层楼板的模板支柱都原封不　动留置，每层楼板浇筑式施工荷载分配　的变化程序如图２。图中程序３ｂ为第三　层楼板已浇筑完毕，各层楼板的自重Ｄ　都通过各层支柱传至地基。此时，各层　楼板不发生自然挠度，没有承受任何荷　载，而最下一层支柱受到３Ｄ的荷载。　如果模板支柱是按模板的施工荷载（约　１．５Ｄ）设计的，则支柱就有损坏的危　险。程序４ａ以后，因拆除了支设在地　基上的支柱，各层楼板开始受力，在其　上的各层楼板浇注时和拆模时，楼板和　支柱每次分配到的荷载都不相同。楼板　的最大荷载发生在程序６ｂ，从分析中可　以看出，用一次支柱支撑的连续几层楼　板，并不能平均分担上层楼板的施工荷　载Ｄ，而是把这一荷载传递到更下层楼　板。甚至上层已硬化的楼板自重，也有　一部分转移给最下层楼板负担。最大荷　载２．３８Ｄ，包括此层楼板自重１Ｄ，上层　中华建设２００７／８　６７　维普资讯 http://www.cqvip.com

楼板全部的施工荷载１Ｄ以及已硬化楼　２．二次支柱楼板变形分析　板的部分自重０．３８Ｄ。　根据实际工程经验，非完整结构的　１　２二次支柱传力分析　质量控制一般都是变形控制，主要有以　当只配备一个楼层的模板时，楼　下两个方面：（１）拆除模板后的构件　板混凝土浇筑后达到能承受自重的强度　裂缝宽度；（２）拆除模板后构件的挠　即行拆模，使模板产生自然挠度，承　度。由上述传力分析可知，混凝土构件　受了自重，此时即在原来支柱位置设　有受力后变形的性质，综合大量实际经　置二次支柱，其荷载为零，如图３程序　验来分析考虑，在讨论非完整结构的施　２ａ所示。这是一层一次支柱和二层二次　工荷载时做如下假定：　支柱的支模情况，其施工荷载也由连续　①当构件强度为零时承受自重能　三层楼板共同负担。图中程序２ｂ为第二　力为零，构件强度为设计强度５０％时承　层楼板混凝土浇筑完毕，其施工荷载由　受自重能力为１００％，对于构件强度处　支柱传给地基，第一层楼板没有增加新　于０～５０％时采用中间插值法来折算承　的挠度和荷载。程序４ａ表示第一层楼板　受自重能力．当构件只能承受部分自重　的二次支柱已经拆除，此时各层楼板都　时，另一部分自重按均布荷载向其下部　承受了自重１Ｄ，支柱的荷载为零。程　结构层传递。　序４ｂ为第四层楼板浇筑完毕，其施工荷　②构件强度超过其设计强度的５０％　载１Ｄ由支柱传给其下三层楼板共同负　的条件，承重能力按只能承受白重来计　担，因楼板之间有支柱支撑，在新增加　算，该构件自重不向下部结构层传递，　的荷载作用下，三层楼板所增加的挠度　但其上部浇筑结构层的荷载可以通过该　相同，各层都增￣Ｊ［ＩＤ／３的荷载，即每层　层媒介向下部结构层传递。　楼板的盒子均为１．３３Ｄ。这种荷载分析　根据混凝土结构理论，混凝土构件　可以继续做到顶层楼板浇筑完毕，发现　的挠度与刚度成反比和所承受的荷载成　以后的荷载分配情况与此完全相同，即　正比。在拆除模板使非完整结构构件的　这种支模方式，各阶段分配的施工荷载　强度值还未达到设计强度值，混凝土构　都是相同的，最大不超过０．３３Ｄ。　件的抗拉强度较小，这导致了构件的刚　度变小，另外构件的刚度　与构件的裂缝宽度直接相　关，构件产生裂缝后其刚度　会随之迅速下降，刚度下　降会导致挠度增大；同时　非完整结构构件在拆除模　３ｂ　■　南　孙　“　岛　７ｂ　板后的活荷载和部分恒载　还未加上，结构的荷载较　图２三层一次支柱的荷载分析　设计值相对较小，因此构　件挠度会有所减少。就混　０６６　凝土构件本身而言具有高　强度低挠度的性质，所以　虽然挠度变形有些增大，　但其挠度变形还是能够满　ｂ　洳　３ｔ　ｊｂ　４ａ　酶　足要求的。　图３一层一次支柱和二层二次支柱　３．楼板支柱的设计方　６８　２００７／８中华建设　案验算及优化途径　根据不同的支模方案，从表１取施　工荷载系数，并用上层楼板施工时传递　给下层楼板的最大施工荷载Ｑ．与楼板的　设计荷载（或计算荷载）Ｑ　相比，可得　出荷载比　＿－Ｑ。／Ｑ　。　≤１：说明楼板能承受这种施工　荷载；　１＜　≤１．５：施工荷载超过了设计荷　载，需要通过验算才能确定是否可行；　＞１．５：楼板超载太大，需要改变　支模方案或调整施工周期，甚至在设计　上采取措施。　作为主体结构施工中的主导工　序——模板工程，它直接影响工程的进　度、质量和成本，而影响模板工程经济　效益的因素是多方面的，比如结构设　计、模板形式选择、施工工艺、模板材　料和管理等，要使模板工程达到整体优　化，主要途径有：　（１）以最少的材料用量满足所需的强　度；　（２）考虑拆模次序和方法；　（３）采用能满足强度和刚度要求　的最低等级的木材；　（４）采用最大的预制拼板，以在　工地上能用人工或设备搬动未限；　（５）采用胶合板代替木板，这种　大尺寸的板装拆快，重复使用效率高；　（６）最大限度地推广标准化方　法；　（７）重复定点使用；　（８）早拆，多次重复使用。　我国新型模架技术的研发和推广　应用工作取得了重大进展，经济效益和　社会效益十分可观。但是我国的模板企　业与工业发达国家相比还存在较大的差　距。针对存在的差距，充分发挥已有的　优势，有条不紊地发展模板技术是未来　发展的方向。　（作者单位：防城港市建筑设计工　程有限责任公司）