1.前言
现代工程建设为了适应整体建筑布局,复杂异形结构在公共建筑应用日趋广泛,异形梁柱结构尤其是不同角度的异形梁柱结构大量出现,其构造给模板支设带来个一定的施工难度。采用传统的散拼木模工艺很难保证混凝土的观感质量;采用普通定型钢模板,由于梁柱角度多变、节点类型繁多,需要定制多套不同参数模板,且不能重复利用,极大地增加了施工成本。
我公司针对复杂异形结构中多角度斜梁圆柱施工方法做了改进,采用自主研发的 “一种异形梁柱节点模板及其工程模板配备方法”有效的解决了异形梁柱节点模板得施工难题。通过工程实践,验证了施工工艺的科学性、合理性、经济性和可操作性,并总结形成本工艺。
2.特点
2.0.1 采用梁柱节点组拼式钢模板强度、刚度满足技术质量要求。
2.0.2 与传统散拼木模的做法相比,组拼式钢模板由各个模块通过螺栓连接,操作简单、施工速度快。
2.0.3 组拼式钢模板可通过模块单元进行多种组合,并根据不同节点进行角度调整,适应不同部位的梁柱节点,方便周转施工。
2.0.4 组拼式钢模板外壁设有肋板,不需设置木质龙骨,便于支撑加固。
2.0.5 组拼式异形梁柱节点钢模板施工方法,降低了木材消耗,消除了混凝土涨模、剔凿等现象,符合绿色、节能施工的社会发展趋势。
3.适用范围
本工艺适用于框架结构建筑中的多角度斜梁圆柱的模板支设施工。
4.工艺原理
梁柱节点处存在不同连接参数,即梁高及梁宽相同,其与圆柱连接角度不一,角度类型多,相同类型节点少。
组拼式钢模板的制作需先计算梁柱节点的通用模数,即最大公约数,制作与圆柱弧度一致的带肋下模及通用上模模块,各上模模块可进行不同组合,通过肋板上的栓孔以螺栓进行连接;下模上缘与上模下缘的螺栓透孔通长设置,以实现上模在木板上可任意角度旋转适应不同类型的梁柱节点。
在施工时,先将下模围合并箍紧在已浇筑的圆柱外侧表面,将多段弧形上模根据图纸尺寸预先进行螺栓拼接,再按图纸连接角度通过圆周调节预留出多个不同方向横梁接口,形成异形梁柱节点,并以螺栓穿过透孔将上模模板固定在下模上。
5.工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
节点模板设计→模板制作→模板安装→混凝土浇注→拆模及保养
5.2操作要点
5.2.1节点模板设计
1.确定节点弧长并计算弧长模数。首先根据施工图进行深化设计,从图纸获取一个楼层形成横梁接口所需上模所有不同弧形模板的弧长,通过计算获取所有不同弧形模板的整数公约弧长数,并且绘制加工图。
图5.1 弧长计算图
设定梁宽为L,圆柱半径为R,梁宽所对应的角度为θ、弧长为S,则:θ=2arcsin(d/2R),故弧长S=πR•arcsin(d/2R)/90。
2.划分施工流水段,从图纸获取施工楼层分段浇筑区域,找出施工楼层中所需上模的所有弧形模板,确定弧形模板的类别是一个公约弧长的弧形模板,确定弧形模板的数量是最多弧形模板弧长总数除以公约弧长的数量。
图5.2流水段划分示意
3.计算配模数量。确定制作所有类别的弧形模板,并且每一种类别的制作数量是各分段浇筑区域中使用该类别最多的数量。
5.2.2模板制作
1.根据加工图,选用定型钢板制作成通用模具,针对不同节点进行组拼,使其适应各种角度类型的梁柱节点。
2.先行制作两片半圆模板,上肋板依圆弧方向开槽,槽宽为螺栓直径,作为下模;由上一步计算分析得到通用模块(梁宽对应弧长)S0、通用模块S,制作弧长为S0及S的带肋模板,做为上模,肋上开螺栓直径大小孔洞用于和周边上模以及下模连接。如下图:
5.2.3模板安装
1.弧形梁与圆柱节点模板采用定型加工钢模板,节点支设早拆模板体系,方便周转使用,梁柱节点模板支设型式。
2.节点模板拼装时,两块模板间的缝内夹海绵条;拼装后将模板放平,用棉纱蘸脱模剂涂刷板面。
3.梁柱节点模板支设时应独立支撑于周围梁,支撑方式为采用Φ48mm钢管端部加设“U”型托顶住,防止节点模板向下滑落,待上一层圆柱混凝土浇筑完毕后拆除,用于上一层对应位置。
5.2.4混凝土浇注
1.不同等级砼邻接面的留设:柱顶留水平施工缝则应留于梁底,同时为避免商品砼有浮浆,接触面过于光滑,柱振捣完成后在柱顶面撒10~30mm粒径石渣,加强摩擦力。
2.梁柱节点砼邻接面隔离措施:梁柱节点处主梁钢筋绑扎时,在梁柱节点附近离开柱边≥500㎜,且≥1/2梁高处,沿45°斜面从梁顶面到梁底面用2mm网眼的密目钢丝网分隔(做为高低等级砼的分界),铁丝网绑扎Ф12钢筋网片上。
5.2.5拆模及保养
1.模板的拆除必须根据混凝土的同条件试块,由模板工长填写拆模申请单,报项目技术负责人审批合格后,方准拆除。拆除时顺序是先支的后拆,后支的先拆,先拆初梁侧木模部分,再拆节点模板上模部分,最后拆除节点模板下模部分。
2.拆下的木模板应及时清理粘连物,用扁铲将粘连物铲掉,涂刷脱模剂,拆下的节点模板必须及时集中收集管理,清理模板表面杂物并涂刷机油养护。
6.效益分析
6.0.1社会效益
采用组拼式可旋转钢模板梁柱节点施工工艺替代传统木塑板碎拼及定型模板施工方法,在保证混凝土观感质量的前提下减少了模板的用量,减少了木塑板的使用量、切割噪声排放量,避免了木塑板的现场加工,节约了木材,从长远看业减少建筑本身不可回收材料的使用符合节能降耗和绿色施工的要求。
6.0.2经济效益
组拼式可旋转钢模板可多次重复使用,且便于回收,按照木塑板周转次数一般为3次,不考虑流水段内节点类型222个梁柱节点至少需配模74套。考虑单个流水段内有相同类型节点,须有部分重复配模,合计木塑板配模套数为89套。多角度斜梁圆柱节点施工工艺按流水段施工,只需要配一个流水段22套模具即可完成施工。改造用的大钢模每平米约520元,厂家回收折价率30%,即材料成本364元/m2,人工成本260元×1工日/ m2=260元;定型木塑板市场价为180元/ m2,加固用木龙骨10元/ m2,材料成本190元/ m2,人工成本260元×1工日/ m2=260元;散拼木模施工采用的普通木塑板市场价格80元/ m2,加固用木龙骨10元/ m2,合计材料成本为90元/ m2,人工成本为260元×2工日/ m2=560元;按每个节点模板使用量为3.14×0.45×1.2=1.7 m2计算可节约成本34%,对于类似项目来说材料效益显著。
采用多角度斜梁圆柱节点施工工艺替代传统木模版做法,有效的解决了大型复杂异形建筑梁柱结构模板施工技术的难题。组拼是旋转钢模板施工工艺不仅提高了多角度异形梁柱节点模板施工质量的稳定性,还降低了施工操作难度,提高了施工效率,有利于施工进度。另外组拼式可旋转钢模板梁柱节点模板与传统木塑板碎拼做法相比,施工完成后具有结实牢固、弧度一致等性能,很大程度上提高了梁柱节点混凝土的观感质量。
论文作者:宋凯
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/27
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