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数字化钢性支撑体系在混凝土结构模板中应用
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内容提示：以工程实例为依托,介绍了数字化钢性支撑体系的特点,阐述了其在混凝土结构模板中的应用,并归纳了其施工工艺及特殊部位处理方法,通过新型支撑体系的应用,达到了节约资源、提高工效、保护环境等目的。
目前建筑业中混凝土结构模板支撑体系通常采用钢管、扣件与木枋组合的传统方式,需用大量木枋、钢管、扣件、铁钉和人工,最大缺点是木枋重复利用率低、损耗量大。为节约资源、保护环境、提高工效及节约成本,在大同市水泉湾·龙园1号楼项目混凝土结构模板施工中采用新型支撑体系,通过施工及经济效果分析,为大面积推广奠定基础。（参考《建筑中文网》）
1 工程概况
水泉湾·龙园1号楼位于大同市御河西路东侧,主体结构短肢剪力墙,层高2. 9 m, -1层~28层,总高度90 m,混凝土板厚12 cm,墙体采用大钢模,顶板采用新型支撑体系和多层板模板。
2 新型支撑体系特点
新型支撑体系是由主龙骨(可伸缩)、次龙骨、支撑立杆(高度可调)组合而成,根据施工情况要求自由组合,形成一套安全、可靠、美观、稳定的支撑体系。
2.1 材料特征
支撑立杆为壁厚2. 5 mm,48高性能冷轧钢材,高强度、高弹性、耐腐蚀、不变形。立杆中端用大管套小管与锁卡组成伸缩节(20 cm模数),顶端为调式顶丝(0 cm~30 cm),可组成2m~4.8m任意高度立杆。主次龙骨均为壁厚2 mm高性能冷轧钢材。主龙骨长度可在1.12 m~4.39 m任意调整,分四种规格: 1号2. 68 m~4. 39 m(7个L支座), 2号2. 28 m~3. 68 m(6个L支座), 3号1. 77 m~2. 88 m(4个L支座), 4号1. 17 m~1. 78 m(3个L支座)。次龙骨分0. 4 m, 0. 8 m, 1. 15 m三种规格。
2.2 强度指标
每根立杆可支撑30 kN~40 kN,两根主龙骨之间可承重20 kN~25 kN重量,每根次龙骨可承重10 kN。结构楼板厚度一般为10 cm~15 cm,同等面积重量约2. 5 kN~3. 8 kN,因而立杆及主次龙骨支撑强度完全满足要求。
2.3 支撑体系优点
1)立杆自由伸缩,能满足各种常见建筑层高; 2)主龙骨自由伸缩,能适应各种开间尺寸; 3)立杆与主龙骨之间、主次龙骨之间连接简便、迅速、牢固; 4)周转使用,节约资源,降低成本; 5)省工省时,确保安全、质量和进度; 6)集装打包回收,现场整洁,符合绿色施工要求。
3 施工工艺
确定主次龙骨长度及数量→放样绘图→摆放主龙骨并调节至合适长度→将两根立杆插入主龙骨两端旋转锁紧后竖起→重复(立主龙骨→安装次龙骨)→旋转顶丝调节水平高度→铺板→验收→钢筋混凝土施工→拆模。
3.1 确定主、次龙骨长度、数量
施工前先按房间开间与进深尺寸确定主次龙骨型号、用量及纵横放置方向,合理搭配、充分使用主次龙骨,避免长料短用浪费;选择次龙骨原则为先长后短。计算时考虑龙骨与墙周边留置5 cm缝隙,阴角模板下挂以防漏浆。
3.2 放样绘图
将各个房间计算出主次龙骨的用料、纵横放置方向和型号绘成图纸,做好立杆安装技术准备。
3.3 摆放主龙骨并调节长度
每组两人相互配合,按放样图先从房间一端开始摆放第一根主龙骨,松开调节L形支座止动螺杆,将主龙骨调至合适长度再拧紧止动螺杆。
3.4 竖立杆
摆放正第一根主龙骨,将两根立杆顶丝处卡头分别插入主龙骨两端蝶形卡口中旋转锁紧后竖起依墙临时固定,再将第二排主龙骨与立杆竖起;当两排龙骨四根立杆立起时,用水平拉杆与扣件临时稳固。按层高预估立杆高度竖立,避免高度相差大难以调节水平标高,然后按顶板尺寸加立杆(间距≤1. 15 m)。
3.5 安装龙骨
当第一排与第二排主龙骨安装完后再安装次龙骨。先将次龙骨两耳扣入主龙骨L形支座卡口中,在两根主龙骨间次龙骨安装完毕后,继续安装第三排主龙骨与立杆,再安装次龙骨,依次循环所有主次龙骨安装结束。
3.6 调节水平高度
安装完所有主次龙骨后,着手调节主次龙骨水平高度。方法:通过旋转立杆顶部调节顶丝,将主次龙骨伸降到需要标高。
3.7 铺板
调节好龙骨标高后铺板,板长向与主龙骨平行,将板短向接缝设在次龙骨上,用圆钉将板与龙骨固定。如拼缝处无次龙骨,则在此添加一道次龙骨以确保模板拼缝平整。
3.8 拆除模板
先松开调节顶丝,边调顶丝边用撬棍松动主龙骨,将顶丝与主龙骨同时下降5 cm~8 cm后卸下次龙骨,再把拉伸的主龙骨缩回原位并卸下,保证不变形受损,最后整理构件分类码放,供下次使用。
4 特殊部位处理
4.1 阴角处理
如房间开间尺寸与主次龙骨模数不符,在一侧边缘会有不大于40 cm部位无龙骨支撑,在此处需放置5×10 cm木枋作支撑,防止与墙面拼缝处漏浆。
4.2 架体稳定性
房间开间小于主龙骨最长尺寸时,对于先浇墙后施工的板结构,因龙骨与板模紧贴混凝土墙体,架体不会失稳;开间大于主龙骨最长尺寸时,在主龙骨对接处两侧立杆、中间纵向与横向及四周一圈中下部用水平拉杆整体拉结,以确保架体安全。
5 经济效益分析
5.1 提高效率,节约资源,降低成本
1)新型支撑体系形式简单,以装配为主,操作方便,能提高50%效率。以1号楼1个单元为例(面积450 m2),传统支撑搭设需12人1. 5日,而新型支撑搭设只需8人1. 5日。
2)传统支撑先将定尺木枋切割成放样尺寸运至施工面,当尺寸不符时再用手提电锯切割,木材消耗大且费时费力。新型支撑体系主龙骨自由插接适用于任何尺寸,工人只需按预算规格进行搭架,无切割、不浪费。
3)传统支撑立杆间距为900,用扣件和水平钢管连接固定;新型支撑体系龙骨承载力大,立杆间距1 150,节省用料,降低开支,减少人工。
5.2 经济对比(按60 m2计)
1)传统支撑费用(钢管、丝杠、扣件租赁,其他购置,21 d拆模)。
木枋: 80根(4 m)×(1+10% )×25元÷6次=366. 7元。
钢管: (70×2. 5 m+22×6 m)×0. 014元/(m·d)×21 d=90. 3元。
丝杠: 70支×0. 025元/(支·d)×21 d=36. 8元。
扣件: 140只×0. 01元/(只·d)×21 d=29. 4元。
铁钉: 0. 4元/m2×60 m2=24元。
其他费用: 0. 4元/m2×60 m2=24元。
人工费: 8元/m2×60 m2=480元。
合计: 1 051. 1元/60 m2(17. 52元/m2)。
2)新型支撑体系费用。
支撑:1.3 t×8 000元/t=10 400元,1.3 t×2 000元/t=2 600元(残值), (10 400-2 600)元÷300次(周转)=26元/次。
铁钉: 0. 1元/m2×60 m2=6元。
其他费用: 0. 1元/m2×60 m2=6元。
人工费: 2. 5元/m2×60 m2=150元。
合计: 188元/60 m2(即3. 13元/m2)。
3)节约成本。
单方支撑节约成本=17. 52(传统支撑)-3. 13(新型支撑)=14. 39元/m2。1号楼单体模板支撑节约成本=14. 39元/m2×2. 5万m2/栋=35. 98万元。
6 结语
数字化组合钢性支撑体系是一套安全、美观、牢固的支撑体系,其机构简单、设计新颖,安装拆卸便捷,周转次数多,省工、省时、省材料,节约资源、保护环境,可大大降低施工成本,提高工作效率,增强企业核心竞争力,组合钢支架废弃后,可回收利用,完全消除环境污染,有利于实现可持续发展,具有较好的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1] 蔡玉军.限制屈曲支撑的动力性能分析[ J].山西建筑,2009, 35(8): 77-78. 来源: 《建筑中文网》.
1 工程概况
水泉湾·龙园1号楼位于大同市御河西路东侧,主体结构短肢剪力墙,层高2. 9 m, -1层~28层,总高度90 m,混凝土板厚12 cm,墙体采用大钢模,顶板采用新型支撑体系和多层板模板。
2 新型支撑体系特点
新型支撑体系是由主龙骨(可伸缩)、次龙骨、支撑立杆(高度可调)组合而成,根据施工情况要求自由组合,形成一套安全、可靠、美观、稳定的支撑体系。
2.1 材料特征
支撑立杆为壁厚2. 5 mm,48高性能冷轧钢材,高强度、高弹性、耐腐蚀、不变形。立杆中端用大管套小管与锁卡组成伸缩节(20 cm模数),顶端为调式顶丝(0 cm~30 cm),可组成2m~4.8m任意高度立杆。主次龙骨均为壁厚2 mm高性能冷轧钢材。主龙骨长度可在1.12 m~4.39 m任意调整,分四种规格: 1号2. 68 m~4. 39 m(7个L支座), 2号2. 28 m~3. 68 m(6个L支座), 3号1. 77 m~2. 88 m(4个L支座), 4号1. 17 m~1. 78 m(3个L支座)。次龙骨分0. 4 m, 0. 8 m, 1. 15 m三种规格。
2.2 强度指标
每根立杆可支撑30 kN~40 kN,两根主龙骨之间可承重20 kN~25 kN重量,每根次龙骨可承重10 kN。结构楼板厚度一般为10 cm~15 cm,同等面积重量约2. 5 kN~3. 8 kN,因而立杆及主次龙骨支撑强度完全满足要求。
2.3 支撑体系优点
1)立杆自由伸缩,能满足各种常见建筑层高; 2)主龙骨自由伸缩,能适应各种开间尺寸; 3)立杆与主龙骨之间、主次龙骨之间连接简便、迅速、牢固; 4)周转使用,节约资源,降低成本; 5)省工省时,确保安全、质量和进度; 6)集装打包回收,现场整洁,符合绿色施工要求。
3 施工工艺
确定主次龙骨长度及数量→放样绘图→摆放主龙骨并调节至合适长度→将两根立杆插入主龙骨两端旋转锁紧后竖起→重复(立主龙骨→安装次龙骨)→旋转顶丝调节水平高度→铺板→验收→钢筋混凝土施工→拆模。
3.1 确定主、次龙骨长度、数量
施工前先按房间开间与进深尺寸确定主次龙骨型号、用量及纵横放置方向,合理搭配、充分使用主次龙骨,避免长料短用浪费;选择次龙骨原则为先长后短。计算时考虑龙骨与墙周边留置5 cm缝隙,阴角模板下挂以防漏浆。
3.2 放样绘图
将各个房间计算出主次龙骨的用料、纵横放置方向和型号绘成图纸,做好立杆安装技术准备。
3.3 摆放主龙骨并调节长度
每组两人相互配合,按放样图先从房间一端开始摆放第一根主龙骨,松开调节L形支座止动螺杆,将主龙骨调至合适长度再拧紧止动螺杆。
3.4 竖立杆
摆放正第一根主龙骨,将两根立杆顶丝处卡头分别插入主龙骨两端蝶形卡口中旋转锁紧后竖起依墙临时固定,再将第二排主龙骨与立杆竖起;当两排龙骨四根立杆立起时,用水平拉杆与扣件临时稳固。按层高预估立杆高度竖立,避免高度相差大难以调节水平标高,然后按顶板尺寸加立杆(间距≤1. 15 m)。
3.5 安装龙骨
当第一排与第二排主龙骨安装完后再安装次龙骨。先将次龙骨两耳扣入主龙骨L形支座卡口中,在两根主龙骨间次龙骨安装完毕后,继续安装第三排主龙骨与立杆,再安装次龙骨,依次循环所有主次龙骨安装结束。
3.6 调节水平高度
安装完所有主次龙骨后,着手调节主次龙骨水平高度。方法:通过旋转立杆顶部调节顶丝,将主次龙骨伸降到需要标高。
3.7 铺板
调节好龙骨标高后铺板,板长向与主龙骨平行,将板短向接缝设在次龙骨上,用圆钉将板与龙骨固定。如拼缝处无次龙骨,则在此添加一道次龙骨以确保模板拼缝平整。
3.8 拆除模板
先松开调节顶丝,边调顶丝边用撬棍松动主龙骨,将顶丝与主龙骨同时下降5 cm~8 cm后卸下次龙骨,再把拉伸的主龙骨缩回原位并卸下,保证不变形受损,最后整理构件分类码放,供下次使用。
4 特殊部位处理
4.1 阴角处理
如房间开间尺寸与主次龙骨模数不符,在一侧边缘会有不大于40 cm部位无龙骨支撑,在此处需放置5×10 cm木枋作支撑,防止与墙面拼缝处漏浆。
4.2 架体稳定性
房间开间小于主龙骨最长尺寸时,对于先浇墙后施工的板结构,因龙骨与板模紧贴混凝土墙体,架体不会失稳;开间大于主龙骨最长尺寸时,在主龙骨对接处两侧立杆、中间纵向与横向及四周一圈中下部用水平拉杆整体拉结,以确保架体安全。
5 经济效益分析
5.1 提高效率,节约资源,降低成本
1)新型支撑体系形式简单,以装配为主,操作方便,能提高50%效率。以1号楼1个单元为例(面积450 m2),传统支撑搭设需12人1. 5日,而新型支撑搭设只需8人1. 5日。
2)传统支撑先将定尺木枋切割成放样尺寸运至施工面,当尺寸不符时再用手提电锯切割,木材消耗大且费时费力。新型支撑体系主龙骨自由插接适用于任何尺寸,工人只需按预算规格进行搭架,无切割、不浪费。
3)传统支撑立杆间距为900,用扣件和水平钢管连接固定;新型支撑体系龙骨承载力大,立杆间距1 150,节省用料,降低开支,减少人工。
5.2 经济对比(按60 m2计)
1)传统支撑费用(钢管、丝杠、扣件租赁,其他购置,21 d拆模)。
木枋: 80根(4 m)×(1+10% )×25元÷6次=366. 7元。
钢管: (70×2. 5 m+22×6 m)×0. 014元/(m·d)×21 d=90. 3元。
丝杠: 70支×0. 025元/(支·d)×21 d=36. 8元。
扣件: 140只×0. 01元/(只·d)×21 d=29. 4元。
铁钉: 0. 4元/m2×60 m2=24元。
其他费用: 0. 4元/m2×60 m2=24元。
人工费: 8元/m2×60 m2=480元。
合计: 1 051. 1元/60 m2(17. 52元/m2)。
2)新型支撑体系费用。
支撑:1.3 t×8 000元/t=10 400元,1.3 t×2 000元/t=2 600元(残值), (10 400-2 600)元÷300次(周转)=26元/次。
铁钉: 0. 1元/m2×60 m2=6元。
其他费用: 0. 1元/m2×60 m2=6元。
人工费: 2. 5元/m2×60 m2=150元。
合计: 188元/60 m2(即3. 13元/m2)。
3)节约成本。
单方支撑节约成本=17. 52(传统支撑)-3. 13(新型支撑)=14. 39元/m2。1号楼单体模板支撑节约成本=14. 39元/m2×2. 5万m2/栋=35. 98万元。
6 结语
数字化组合钢性支撑体系是一套安全、美观、牢固的支撑体系,其机构简单、设计新颖,安装拆卸便捷,周转次数多,省工、省时、省材料,节约资源、保护环境,可大大降低施工成本,提高工作效率,增强企业核心竞争力,组合钢支架废弃后,可回收利用,完全消除环境污染,有利于实现可持续发展,具有较好的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1] 蔡玉军.限制屈曲支撑的动力性能分析[ J].山西建筑,2009, 35(8): 77-78. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201110/15057.htm
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