结构转换层模板及支撑设计

克拉玛依都市广场结构转换层大梁模板及支撑设计
卢永梅
(新疆石河子广联建筑安装工程公司，832000)

摘 要：详细叙述了克拉玛依都市广场工程在结构转换层施工时模板的设计、计算和施工方法。
关键词：高层综合楼 转换层 模板 设计

1、工程概况
克拉玛依都市广场工程为高层综合楼，总建筑面积52306m2，地下2层，地上22层，建筑总高度65.3m，第4层为转换层，层高为4.5m，转换层大梁最大截面尺寸为b×h=850mm×1600mm，净跨度7.7m，转换层楼板厚180mm，框柱为1000mm×1000mm。大梁模板拟定用18mm厚胶合板，支撑模板的纵楞采用50mm×80mm方木，间距300mm。梁底支撑为ф48×3.5钢管，纵向立杆间距500mm，具体详见图1、图2所示.
2、大梁模板设计计算
2.1梁底木楞验算
2.1.1荷载确定：
○1模板及支架自重： 1.2×（0.85×0.018×0.04＋0.05×0.08×5×4）＝0.10KN/m
○2新浇筑钢筋混凝土自重：25.5×1.2×0.85×1.6＝41.62KN/m
○3振捣混凝土时产生荷载：(水平)2.0×1.4×0.85＝2.38KN/m
(竖向)4.0×1.4×0.85＝4.76KN/m
q1＝○1＋○2＋○3（水平）＝0.1＋41.62＋2.38＝44.1KN/m
乘以折减系数：44.1×0.9＝39.69KN/m（验算承载力）
q2＝○1＋○2＝0.1＋41.62＝41.72 KN/m（验算刚度）
乘以折减系数：41.72×0.9＝37.55KN/m
2.1.2梁底楞抗弯强度验算：
底模下的横向钢管支撑间距为0.5m，底楞按四跨连续梁计算，如下图：
M＝Kwq1L2＝0.107×39.69×0.52＝1.06KN•m=1.24×106N•mm
W=（b2L22）/6×4=（4×50×802）/6=213333 mm
σ＝M/W=（1.06×106）/（213333）=4.98N/mm2＜fm＝13N/mm2 强度满足要求
2.1.3梁底木楞抗剪强度验算：
V=KV•q1L =0.62×39.69×0.5＝12.1KN
剪应力：τ＝3V/2bh=3×12.1×103/2×50×80×4=1.13＜1.4 N/mm2
抗剪强度满足要求。
2.2.4梁底木楞挠度计算：
I＝（b•h3）/12=（×50×803）/12=2133333mm4
ωmax＝Kω•q2L4/100EI=（0.632×37.55×5004）/（100×10×103×2133333）=0.69mm＜[ω] = L/400＝500/400＝1.25mm（按梁表面不抹灰考虑） 刚度满足要求。
2.2梁底水平钢楞计算
水平钢楞间距为500mm，按简支梁计算，在计算挠度时，梁作用在水平钢楞上的荷载可简化为集中荷载计算，可按简支梁计算，在化为均布荷载，如右图：
2.2.1水平钢楞抗弯强度计算
P=q1L/2=39.69×0.5/2=9.92 KN
M＝P.α/4=9.92×0.3/4＝0.744KN•m
σ＝M/W=0.744×106/5.08103=146.461N/mm2＜fm＝205N/mm2 强度满足要求
2.2.2水平钢楞挠度计算
ω＝PL3/48EI=（9.92×8503）/（48×2.06×105×12.19×104）=0.05mm＜[ω]＝L/250
＝850/250=3.4mm 刚度满足要求
2.3梁侧木模计算：
侧楞间距300，对拉螺栓水平间距600mm，可按简支梁计算，如右图：
2.3.1荷载确定
假设混凝土入模温度T＝25℃，则混凝土初凝时间τo＝200（25＋15）＝5，
查施工手册得：β1＝1.0，β2＝1.15，
假设混凝土浇筑速度为16m3/h，每层浇筑厚度小于500mm，则混凝土浇筑速度换算为
V＝16/0.85/0.5=37.65m/h
○1混凝土侧压力：
F1＝0.22rc•τo•β1•β2• =0.22×24×5×1.0×1.15× =186.29KN/m2
F2＝γc•H＝24×1.6=38.4KN/m2
两者取较小值，即为F2=38.4KN/m2 乘以分项系数：F＝38.4×1.2＝46.08KN/m2
○2振捣混凝土时产生的荷载：4.0×1.4＝5.6KN/m2（垂直）
合计：46.08＋5.6＝51.68KN/m2（验算承载力）
○3化为线均布荷载 （立挡间距为0.6m，折减系数为0.9）
则线荷载为：q1=51.68×0.6×0.9=27.91KN/m（验算承载力）
q2=46.08×0.6×0.9=24.88KN/m（验算刚度）
2.3.2梁侧木楞抗弯强度计算
M＝KM•q1L2＝-0.121×27.91×0.52＝-1.22KN•m
σ＝M/W=（1.22×106）/（50×802×6/6）=3.82N/mm2＜fm＝13N/mm2 强度满足要求
2.3.3梁侧木楞抗剪强度验算：
V=KV•qL =0.62×27.91×0.6＝10.38KN
剪应力：τ＝3V/2bh=(3×10.38×103)/(2×50×80×6)=0.65＜1.4 N/mm2
抗剪强度满足要求
2.3.4梁侧木楞挠度计算：
I＝（b•h3）/12=（50×803×6）/12=12.8×106mm4
ωmax＝0.632•q2L4/100EI=（0.632×24.88×5004）/（100×10×103×12.8×106）=0.07mm＜[ω]＝L/400＝500/400=1.25mm 刚度满足要求。
2.4钢管立柱支撑稳定性验算：
因横杆布距L=1.3m，则立柱允许荷载值[N]=30.3KN
N＝（1.2∑NGK+1.4∑QK）/2＝[1.2×（0.15＋25.5）+1.4×4.76]/2＝18.74KN＜[N]=30.3KN
查规范得φ48钢管截面积A=4.890cm2，回转半径i＝=15.8mm
钢管用钢为Q235A，钢材强度设计值为f＝205N/mm2
长细比λ＝L/i＝1300/15.8=82.38＜[λ] =230（可以）
查表得立杆稳定系数为ψ＝0.704
σ＝N/ΨA=18.74×103/0.704×489=54.44 N/mm2＜f＝205N/mm2
钢管立柱支撑稳定性满足要求。
2.5对拉螺栓验算：
梁中对拉螺栓竖向间距b=0.4m，水平间距a=0.6m。
查施工手册得φ12对拉螺栓净截面面积A=72mm2 ，强度设计值f＝205N/mm2
对拉螺栓的拉力：N=F′a b＝51.68×0.6×0.4＝12.40KN
对拉螺栓的应力：σ＝N/A=12.40×103/72=53.82N/mm2＜f＝205N/mm2
故对拉螺栓满足要求。
由于以上计算均满足要求，梁底和梁侧胶合板分隔尺寸分别为300×500mm2和300×600mm2，计算面积较小，可不进行验算。
工程现已完工，结构安全可靠，工程质量满足施工规范和合同要求。