CN110344582A - 一种剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构及施工工艺 - Google Patents

一种剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构及施工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构及施工工艺，其特征在于：包括置于剪力墙两侧的模板、锥形套管和对拉螺杆，模板上设有模板条，模板条上设有对拉螺杆孔，锥形套管设置在模板之间，对拉螺杆穿过锥形套管对准对拉螺杆孔安装，还包括主龙骨和次龙骨，次龙骨竖向安装在模板面上，主龙骨横向安装在模板面上，龙骨上安装固定件，对拉螺杆通过螺母来紧固模板；包括如下步骤：根据拼模图进行模板配料，通过力学计算合理设置对拉螺杆的横向间距，合并墙模板，安装次龙骨、横向主龙骨，紧固对拉螺杆螺母。本发明通过优化模板组拼方式及力学计算复核，实现整张模板免开对拉螺杆孔，提高模板周转使用率、节材降耗，达到降本增效。

Description

一种剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构及施工工艺
技术领域
本发明涉及建筑模板施工领域，具体为一种剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构及施工工艺。
背景技术
建筑施工模板主要有木模、大钢模、铝模、塑料和玻璃钢模板等，模板是砼现浇结构施工中主要的周转材料之一，模板工程的技术策划及优化对工程建设的进度、成本控制尤为关键。目前铝合金模板体系正悄然兴起，但因其施工成本较高、通用性不强，散拼木模体系仍占据重要地位。
目前所使用的传统剪力墙散拼木模加固体系，住宅工程通常因为地下室剪力墙与地上标准层剪力墙的高度或平面形状不同，剪力墙模板对拉螺杆孔位置不一，导致剪力墙模板通用性较低，传统剪力墙模板对拉螺杆纵横间距一般按450到500mm设置，常见的以1830乘以915mm规格模板为例，每张模板上就要开8个对拉螺杆孔，加固时投入的对拉螺杆及横向主龙骨的材料量大。采用传统的剪力墙散拼木模加固体系，会有以下不足：
一.开设多个对拉螺杆孔，不但施工效率低，而且造成模板刚度下降，周转再利用时损耗大，影响砼成型观感；
二.需要投入大量的对拉螺杆及横向主龙骨，施工较繁琐，增加了工程使用成本；
三.螺杆孔存在漏浆或者爆模现象，导致主龙骨脱落，产生大面积积爆模现象。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构及施工工艺，通过优化模板组拼方式及力学计算复核，实现整张模板免开对拉螺杆孔，提高模板周转使用率、节材降耗，达到降本增效。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构，包括置于剪力墙两侧的模板、锥形套管和对拉螺杆，所述模板上设有模板条，所述模板条上设有对拉螺杆孔，所述锥形套管设置在模板之间，所述对拉螺杆穿过锥形套管对准对拉螺杆孔安装，还包括主龙骨和次龙骨，所述次龙骨竖向安装在模板面上，所述主龙骨横向安装在模板面上，所述龙骨上安装固定件，所述对拉螺杆通过螺母来紧固模板。
一种剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构的施工工艺，包括如下步骤：
步骤1.根据地下室层高及顶板厚度绘制墙板拼模图，设置模板定位框;
步骤2.根据拼模图进行模板配料，在模板条上开设对拉螺杆孔；
步骤3.合一侧墙模板，通过力学计算合理设置对拉螺杆的横向间距；
步骤4.布置锥形套管，安装对拉螺杆，再合上另一侧墙模板；
步骤5.安装次龙骨、横向主龙骨，紧固对拉螺杆螺母；
步骤6.进行自检、互检和专检，监理验收。
优选的，在步骤1中，所述剪力墙的墙根焊接定位筋，所述模板定位框采用防烂根定位框。
优选的，在步骤2中，所述模板条采用同整张模板材质、厚度的模板，所述模板条宽度大于80mm。
优选的，在步骤3中，当浇筑速度大于10m/h或坍落度大于180mm时，新浇混凝土侧 压力运用以下公式进行计算：；当浇筑速度和坍落度出现其他情况时，运用以下 公式进行计算，取较小值:，
其中，γc为混凝土的重力密度，t为新浇混凝土的初凝时间，T为混凝土的入模温度，V为混凝土的浇筑速度，H为混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，β为混凝土坍落度影响修正系数。
优选的，在步骤3中，完成新浇混凝土的侧压力标准值、倒混凝土时产生的荷载标准值的计算，完成面板抗弯强度计算值、截面抗剪强度计算值和面板最大挠度计算值的计算，完成内龙骨、外龙骨抗弯强度计算值、外龙骨最大挠度计算值的计算，完成对拉螺栓强度验算。
优选的，在步骤3中，所述模板拼缝处采用木方背楞压缝防漏浆。
优选的，在步骤4中，所述次龙骨进行竖向安装，所述主龙骨进行横向安装，所述模板阴阳角部位采用双拼竖向次龙骨，所述次龙骨采用钢管为材料。
与现有技术相比，采用了上述技术方案的剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构及施工工艺，具有如下有益效果：
一．采用本发明的剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构及施工工艺，在模板条上开设开孔,实现整张模板免开孔，提高模板周转使用率；
二．通过力学计算合理设置对拉螺杆的横向间距，加大竖向间距，节省对拉螺杆及横向主龙骨的材料用量，节材降耗。
附图说明
图1为本发明剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构及施工工艺实施例的工艺流程图；
图2为本实施例中剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构的结构示意图；
图3为本实施例中墙模板面板的计算示意图；
图4为本实施例中墙模板面板的弯矩示意图；
图5为本实施例中墙模板面板的剪力示意图；
图6为本实施例中墙模板面板的变形计算受力图；
图7为本实施例中墙模板面板的变形示意图；
图8为本实施例中墙模板内龙骨的计算示意图；
图9为本实施例中墙模板内龙骨的弯矩示意图；
图10为本实施例中墙模板内龙骨的剪力示意图；
图11为本实施例中墙模板内龙骨的变形计算受力图；
图12为本实施例中墙模板内龙骨的变形示意图；
图13为本实施例中墙模板外龙骨的计算示意图；
图14为本实施例中墙模板外龙骨的弯矩示意图；
图15为本实施例中墙模板外龙骨的剪力示意图；
图16为本实施例中墙模板外龙骨的变形计算受力图；
图17为本实施例中墙模板外龙骨的变形示意图。
附图标记：1、模板；2、模板条；21、螺杆孔；3、对拉螺杆；4、锥形套管；5、主龙骨；6、次龙骨。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示为剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构及施工工艺的工艺流程图，根据地下室层高及顶板厚度编制专项施工方案、绘制墙板拼模图，与作业人员技术交底，剪力墙的墙根焊接定位筋，设置防烂根模板1定位框。根据拼模图进行模板1配料，在模板条2上开设螺杆孔21；模板条2采用同整张模板1材质、厚度的模板1，模板条2宽度大于80mm，以防打孔损坏。
合一侧墙模板1，布置锥形套管4，通过力学计算合理设置对拉螺杆3的横向间距，再对对拉螺杆3进行安装，再合上另一侧墙模板1。模板1拼缝处采用木方背楞压缝防漏浆，其余均为钢背楞。
进行力学计算时，强度验算根据新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设 计值；挠度验算根据新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。当浇筑速度大于10m/h或坍落度大 于180mm时，新浇混凝土侧压力运用以下公式进行计算：；当浇筑速度和坍落度出 现其他情况时，运用以下公式进行计算，取较小值:，其中， γc为混凝土的重力密度，t为新浇混凝土的初凝时间，T为混凝土的入模温度，V为混凝土的 浇筑速度，H为混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，β为混凝土坍落度影响 修正系数。
根据面板为受弯结构，验算面板的抗弯强度和刚度，模板1面板的按照连续梁计算，根据荷载计算值得出截面惯性矩I和截面抵抗矩W，再根据弯矩图和剪力图，计算出各支座力，得出最大弯矩M和最大变形量V。根据上述计算出的结果，得到面板抗弯强度计算值、截面抗剪强度计算值和面板最大挠度计算值的计算结果，再与基本参数进行比较。
墙模板1内龙骨直接承受模板1传递的荷载，按照均匀分布的荷载连续梁计算，根据内龙骨的弯矩图和剪力图，得出内龙骨的计算受力图和变形图，从而得出最大弯矩M、最大支座F和最大变形V。根据上述计算出的结果，得到内龙骨抗弯强度计算值、内龙骨最大挠度计算值的计算结果，再与基本参数进行比较。
外龙骨承受内龙骨传递的荷载，按照集中荷载下连续梁计算，根据支撑钢管的弯矩图和剪力图，得出外龙骨的计算受力图和变形图，从而得出最大弯矩M、最大支座F和最大变形V。根据上述计算出的结果，得到外龙骨抗弯强度计算值、外龙骨最大挠度计算值的计算结果，再与基本参数进行比较。
对对拉螺栓的计算，运用以下公式进行计算：N<[N]=f*A，其中：N为对拉螺栓所受的拉力，A为对拉螺栓有效面积，f为对拉螺栓的抗拉强度设计值，计算出对拉螺栓强度验算是否满足要求。计算出的结果合理设置对拉螺杆3的横向间距，加大竖向间距，节省对拉螺杆3及横向主龙骨5的材料用量。
在实施例1中：
墙模板基本参数为计算断面宽度300mm，高度3000mm，两侧楼板厚度160mm；模板面板采用普通胶合板；内龙骨间距150mm，内龙骨采用方钢管40*3mm或φ48mm*2.8mm钢管，外龙骨采用双钢管φ48mm*2.8mm；对拉螺栓布置3道，在断面内水平间距200+1005+1200mm，断面跨度方向间距350mm，直径14mm；面板厚度12mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2；木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量9000.0N/mm2。
1）墙模板荷载标准值计算
其中：γc=24.000kN/m3；t=3.000h；T=20.000℃；V=2.500m/h；H=3.000m；β=0.850。
根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值 F1=27.090kN/m2
考虑结构的重要性系数0.90，实际计算中采用新浇混凝土侧压力标准值:
F1=0.90×27.090=24.381kN/m2
考虑结构的重要性系数0.90，倒混凝土时产生的荷载标准值:
F2=0.90×4.000=3.600kN/m2。
2） 墙模板面板的计算
面板的计算宽度取2.84m。
荷载计算值 q = 1.2×24.381×2.840+1.40×3.600×2.840=97.404kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面抵抗矩 W = 68.16cm3；
截面惯性矩 I = 40.90cm4；
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，如图3到图6所示，经过计算得到从左到右各支座力分别为：
N1=5.844kN
N2=16.072kN
N3=16.072kN
N4=5.844kN
最大弯矩 M = 0.219kN.m
最大变形 V = 0.065mm
（1）抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值
f = M/W = 0.219×1000×1000/68160=3.213N/mm2
面板的抗弯强度设计值 [f]，取13.00N/mm2；
面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求。
(2)抗剪计算
截面抗剪强度计算值
T=3Q/2bh=3×8766.0/(2×2840.000×12.000)=0.386N/mm2
截面抗剪强度设计值 ：[T]=1.40N/mm2
面板抗剪强度验算 T < [T]，满足要求。
(3)挠度计算
面板最大挠度计算值 ：v = 0.065mm
面板的最大挠度小于150.0/250,满足要求。
3） 墙模板内龙骨的计算
内龙骨强度计算均布荷载：
q=1.2×0.15×24.38+1.4×0.15×3.60=5.145kN/m
挠度计算荷载标准值q=0.15×24.38=3.657kN/m
内龙骨按照均布荷载下多跨连续梁计算。
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，如图7到图12所示：
经过计算得到最大弯矩 M= 0.597kN.m
经过计算得到最大支座 F= 6.056kN
经过计算得到最大变形 V= 1.313mm
内龙骨的截面力学参数为
截面抵抗矩 W = 5.10cm3；
截面惯性矩 I = 10.20cm4；
(1)内龙骨抗弯强度计算
抗弯计算强度 f = M/W =0.597×106/1.05/5098.6=111.52N/mm2
内龙骨的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求。
(2)内龙骨挠度计算
最大变形 v = 1.313mm
内龙骨的最大挠度小于1200.0/400,满足要求。
4）墙模板外龙骨的计算
外龙骨按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取横向支撑钢管传递力。
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，如图13到图17所示，经过连续梁的计算得到：
最大弯矩 Mmax=0.504kN.m
最大变形 vmax=0.062mm
最大支座力 Qmax=15.284kN
抗弯计算强度 f = M/W =0.504×106/8496.0=59.32N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度,满足要求。
支撑钢管的最大挠度小于350.0/150与10mm,满足要求。
5）对拉螺栓的计算
计算公式:N < [N] = f*A
其中：N为对拉螺栓所受的拉力；
A 为对拉螺栓有效面积 (mm2)；
F为对拉螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；
对拉螺栓的直径(mm): 14
对拉螺栓有效直径(mm): 12
对拉螺栓有效面积(mm2): A = 105.000
对拉螺栓最大容许拉力值(kN): [N] = 17.850
对拉螺栓所受的最大拉力(kN): N = 15.284
对拉螺栓强度验算满足要求。侧模板计算满足要求。
安装次龙骨6、主龙骨5，对次龙骨6进行竖向安装，对主龙骨5进行横向安装，再安装上固定件，模板1阴阳角部位采用双拼竖向次龙骨6以提高刚度，避免漏浆现象，次龙骨6采用方钢管或圆钢管，承受住剪力墙砼浇筑过程中及浇筑后的砼侧压力，再对拉螺杆3螺母紧固；最后对剪力墙木模进行垂直度校正及斜撑固定，完成自检、互检和专检，监理验收。
如图2所示为剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构的结构示意图，包括置于剪力墙两侧的模板1、锥形套管4和对拉螺杆3，模板1上设有模板条2，模板条2上设有开孔21，即对拉螺杆孔。锥形套管4设置在模板1之间，对拉螺杆3穿过锥形套管4对准对拉螺杆孔安装，还包括主龙骨5和次龙骨6，次龙骨6竖向安装在模板1面上，主龙骨5横向安装在模板1面上，龙骨上安装固定件，对拉螺杆3通过螺母来紧固模板1。在本实施例中，采用山型卡作为固定件。
在操作中，剪力墙模板1底部对拉螺杆3距地面高度不应大于200mm，顶部对拉螺杆3距板底高度不应大于650mm，对拉螺栓水平间距：层高3m以下不应大于350mm，层高3m到4.6m之间不应大于300mm；竖向次龙骨6采用直径48乘以厚度2.8mm的圆钢管或40mm方钢管间距不应大于150mm；剪力墙模板1拼装时宜采用锥形套管4，以免模板条2弯曲变形造成砼墙面错台；模板1拼缝处采用木方背楞压缝防漏浆，木方不参与受力计算。
以上是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构，其特征在于：包括置于剪力墙两侧的模板（1）、锥形套管（4）和对拉螺杆（3），所述模板（1）上设有模板条（2），所述模板条（2）上设有螺杆孔（21），所述锥形套管设置在模板（1）之间，所述对拉螺杆（3）穿过锥形套管对准螺杆孔21）安装，还包括主龙骨（5）和次龙骨（6），所述次龙骨（6）竖向安装在模板（1）面上，所述主龙骨（5）横向安装在模板（1）面上，所述龙骨上安装固定件，所述对拉螺杆（3）通过螺母来紧固模板（1）。
2.一种根据权利要求1所述的剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构的施工工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1.根据地下室层高及顶板厚度绘制墙板拼模图，设置模板的定位框;
步骤2.根据拼模图进行模板配料，在模板条上开设对拉螺杆孔；
步骤3.合一侧墙模板，通过力学计算合理设置对拉螺杆的横向间距；
步骤4.布置锥形套管，安装对拉螺杆，再合上另一侧墙模板；
步骤5.安装竖向次龙骨、横向主龙骨，紧固对拉螺杆螺母；
步骤6.进行自检、互检和专检，监理验收。
3.根据权利要求2所述的剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构的施工工艺，其特征在于：在步骤1中，所述剪力墙的墙根焊接定位筋，所述模板定位框采用防烂根定位框。
4.根据权利要求2所述的剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构的施工工艺，其特征在于：在步骤2中，所述模板条采用同整张模板材质、厚度的模板，所述模板条宽度大于80mm。
5.根据权利要求2所述的剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构的施工工艺，其特征 在于：在步骤3中，当浇筑速度大于10m/h或坍落度大于180mm时，新浇混凝土侧压力运用以 下公式进行计算：；当浇筑速度和坍落度出现其他情况时，运用以下公式进行计 算，取较小值:，
其中，γc为混凝土的重力密度，t为新浇混凝土的初凝时间，T为混凝土的入模温度，V为混凝土的浇筑速度，H为混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，β为混凝土坍落度影响修正系数。
6.根据权利要求6所述的剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构的施工工艺，其特征在于：在步骤3中，完成新浇混凝土的侧压力标准值、倒混凝土时产生的荷载标准值的计算，完成面板抗弯强度计算值、截面抗剪强度计算值和面板最大挠度计算值的计算，完成内龙骨、外龙骨抗弯强度计算值、外龙骨最大挠度计算值的计算，完成对拉螺栓强度验算。
7.根据权利要求2所述的剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构的施工工艺，其特征在于：在步骤4中，所述模板拼缝处采用木方背楞压缝防漏浆。
8.根据权利要求2所述的剪力墙散拼木模免开孔加固体系的结构的施工工艺，其特征在于：在步骤5中，所述模板阴阳角部位采用双拼竖向次龙骨。
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