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1、新型模板支撑体系在朔黄发展大厦施工中的应用北京建工集团有限责任公司总承包部第六工程经理部2009年10月26日摘 要在建筑工程领域对于顶板模板支撑体系，通常采用100mm100mm木方做主龙骨，采用50mm100mm木方做次龙骨，而木方本身周转次数有限，每一个工程都要消耗大量的木材，不利于绿色施工。而由2.5mm冷轧钢制成的主梁、副梁的新型支撑结构便应运而生。本文以朔黄发展大厦工程为案例，详细描写了秦皇岛兴民伟业建筑设备有限公司的专利产品，“数字化钢性模板支撑组合结构”中的新型顶板模板支撑组合结构这一新型支撑体系，在施工现场的应用。在北京市场没有此种工艺的顶杆、横拉杆计算规则，顶杆、横拉杆还是
2、采用技术相对成熟的碗扣件结构。本文从新旧工艺选择开始，对其可行性进行分析。并对这种新型支撑体系的施工工艺进行了详细地阐述，对其实施效果等进行探讨。在对其新旧工艺对比中，从效率、耗材、安全度、外观等进行分析，并收集整理了第一手数据。从选材到施工对这种新型支撑体系进行全面剖析，对其特点进行了完整的总结。【关键词】顶板、新型支撑 目 录绪 论41、工程概况52、顶板模板支撑施工方法的选择52.1、新型支撑体系的组成52.1.1、主梁52.1.2、副梁62.1.3、顶杆及横拉杆62.2、传统木方支撑体系组成62.3、新老两种方案的比较62.3.1、效率对比62.3. 2、耗材对比72.3.3、安全度对
3、比72.3.4、外观对比72.3.5、综合成本对比73、可行性分析73.1、荷载力学分析73.1.1、模板面板计算93.1.2、模板支撑次梁的计算103.1.3、主梁的计算123.1.4、扣件抗滑移的计算133.1.5、模板支架荷载标准值(立杆轴力)133.1.6、立杆的稳定性计算143.2、现场操作分析164、施工工艺164.1、顶板支撑的施工流程164.2、碗口架的支设164.3、主梁支设174.4、副梁支设174.5、模板铺设174.6、支设示意图184.7、拆除方法205、效果检查206、工艺特点总结217、技术推广与应用218、结束语21参考文献22绪 论当代科学技术进步和社会生产力
4、的高速发展，加速了当代人类文明的进程，与此同时，人类社会也面临着一系列重大环境与发展问题的严重挑战。资源过度消耗、环境污染和生态破坏等问题威胁着人类的生存和发展。我国尚处于经济快速发展阶段,作为大量消耗资源、影响环境的建筑业，应全面实施绿色施工，承担起可持续发展的社会责任。建筑工程混凝土现浇顶板模板支撑体系，通常采用木方做龙骨的支撑体系。采用此支撑体系，需耗用大量的木材，操作繁琐，工作量大，施工效率低，材料周转利用率低，且回收残值很小，不符合绿色施工的要求。秦皇岛兴民伟业建筑设备有限公司的专利产品“数字化钢性模板支撑组合结构”新型顶板模板支撑组合结构中，龙骨采用高性能的C型钢。此种支撑体系，基
5、本上不使用木材，操作简便，工作量小，施工效率高，材料周转利用率高，且回收残值大，符合绿色施工的要求，加快了施工进度、降低工程成本。1、工程概况朔黄发展大厦，处于北京市中关村核心地带，地下4层，地上18层，总建筑面积59284.73m2，南北长58.54m，东西长84.66m，总占地面积0.47公顷，基础埋深18.5m，基础采用平板筏基，主体结构为钢骨混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构，地下每层面积B1：3513.37 m2；B2：3903.60 m2；B3：3908.42 m2；B4：3888.61 m2。楼板厚度200mm、250mm、300mm、350mm。模板支设高度按4m考虑。现场用
6、于施工的场地非常狭小，对材料堆放造成了很大的困难。2、顶板模板支撑施工方法的选择2.1、传统木方支撑体系组成主龙骨采用100mm100mm木方，现场为规格为2m、3m、4m，若想要其它规格，现场要另行加工；次龙骨为50mm100mm木方，市场尺寸规格比较混乱。顶杆及横拉杆也采用碗扣架支撑。2.2、新型支撑体系的组成顶板模板主次梁采用 “数字化钢性模板支撑组合结构”，取代了传统的钢木混装支撑方式，模板为15mm厚多层板。支撑结构由主梁、副梁、顶杆、横拉杆四部分组成，主梁和次梁采用2mm.5mm冷轧钢制成。2.2.1、主梁主梁由外套、梁芯、活节组成。外套和活节两侧装有副梁挂槽，下部装有顶杆连接锁片
7、。梁芯在外套中可纵向滑动，以便调整主梁的使用长度。活节在梁芯上移动，保证副梁间距离。主梁按可调整长度范围分为四种规格：B-1型：2.68m4.39mB-2型：2.28m3.68mB-3型：1.77m2.88mB-4型：1.12m1.78m主梁与副梁连接，形成顶板模板支撑平面，整体承载顶板的重量及浇筑时产生的压力。主梁与顶杆连接，形成支撑整体。2.2.2、副梁副梁由梁体和两端的卡片组成，两端的卡片卡在主梁挂槽内，与主梁形成牢固的连接，副梁中心距为30.5cm，边距为24.5cm。副梁根据其长短分三种规格：1.15m、0.8m、0.4m，由这些规格的副梁保证支撑面积和支撑质量，能使主梁与平行主梁的
8、墙体表面的间隙不大于290mm。1.15米副梁0.80米副梁0.40米副梁2.2.3、顶杆及底座顶杆由可调整体底座、杆芯、杆套、销子组成。顶杆有四种，规格可以在2m4.8m之间任意调整高度，底座可调高度为0.5m。2.2.4、安装方法（1）调整主梁长度，将主梁调整到合适位置。（2）在主梁上安装顶杆。（3）在主梁的挂槽上安装副梁。（4）利用顶杆及底座调整高度。（5）支撑搭设完成 2.3、新老两种方案的比较2.3.1、效率对比传统木方工艺，对工人要求较高，必须有一定现场经验的技术工人才可以施工。而“数字化钢性模板支撑组合结构”施工采用承插连接，操作简便，工人容易掌握，如果用比较规则开间进深均为10
9、m，四周为墙或梁的房间计算，用时为木方工艺的1/3。2.3. 2、损耗对比因为传统工艺使用木方做龙骨，由于尺寸不够灵活，需要将长料锯短，这样周转几次后就产生了很大的损耗。而且由于木方自身的原因，周转次数一多就发生了变形等，也将无法使用；新型工艺采用钢制龙骨，变形小，周转次数多，如果操作得当除非丢失不会产生损耗。2.3.3、安全度对比木材为自然长成的材料，其受力性能除受材料本身的限制较多外，还与人为因素有很大原因。而新型钢支撑采用工厂化焊接制作，材料受力均匀，标准件紧固，结构严密，受人为因素影响较小。2.3.4、占用场地对比针对朔黄发展大厦可利用场地狭小的特点，用新型工艺可以节省场地，因为主梁和
10、次梁是可以伸缩的，如采用木方，将占用更多的场地，给施工带来困难。2.3.5、综合成本对比购买品种平米造价安装人工费辅材造价使用次数所需工具残值使用效率实际造价数字化钢性模板支撑组合结构99元10元0元300次无36元高0.21元传统木模板组合结构46.2元15元0.2元5次有0元低9.44元3、可行性分析3.1、荷载力学分析3.1.1、主梁、副梁截面力学计算“数字化钢性模板支撑组合结构”所用材料都是高性能冷轧钢，厚度是2mm至2.5mm。这种新型材料优点是：耐腐蚀、弹性大，坚固不变形。根据新型工艺专利产品厂家秦皇岛兴民伟业建筑设备有限公司提供数据，主梁截面尺寸及特征值：HBAT=6569122
11、.0IX=27.4133cm4 WX=6=6.71896cm3次梁截面尺寸及特征值：HBAT=6050122.0IX=12.054cm4 WX=6=5.9998cm3经现场实际测量计算，主次梁的截面特征值如下：名称截面尺寸IX(cm4)WX(cm3)主梁20.217.82副梁10.85.56在主次梁稳定性计算中，考虑安全因素，将秦皇岛兴民伟业建筑设备有限公司提供数据和现场实际的数据进行对比，主次梁截面特征值取值取最小值进行计算：主梁：IX =20.21cm4 WX=6 =6.71896cm3次梁：IX =10.8cm4 WX=6 =5.56 cm33.1.2、荷载力学计算针对此种新型工艺，集团
12、组织了专家论证，在力学计算时按照工程最厚楼板350mm进行计算。将主梁、副梁截面力学数值带入支撑体系中，进行计算：计算参数取：模板支架搭设高度为4.0m，立杆的纵距 b=0.90m，立杆的横距 l=1.20m，立杆的步距 h=1.50m。面板厚度15mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm4。次梁HBAT=4858122.00，间距300mm，抗弯强度260.0N/mm2，弹性模量210000.0N/mm4。主梁采用冷弯薄壁卷边槽钢HBAT=6569122.00。模板自重0.35kN/m2，混凝土钢筋自重25.00kN/m3，施工活荷载3.00k
13、N/m2。扣件计算折减系数取1.00。采用的钢管类型为483.5。3.2.1、模板支撑次梁的计算次梁按照均布荷载下连续梁计算。 (1)荷载的计算 A、钢筋混凝土板自重(kN/m)： q11 = 25.0000.3500.300=2.625kN/m B、模板的自重线荷载(kN/m)： q12 = 0.3500.300=0.105kN/m C、活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值 q2 = (1.000+2.000)0.300=0.900kN/m 静荷载 q1 = 1.202.625+1.200.105=3.276kN/m 活荷载 q2 = 1.40
14、.900=1.260kN/m (2)次梁的计算按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下： 均布荷载 q = 4.082/0.900=4.536kN/m 最大弯矩 M = 0.1ql2=0.14.541.201.20=0.653kN.m 最大剪力 Q=0.61.2004.536=3.266kN 最大支座力 N=1.11.2004.536=5.988kN 本工程使用新型钢梁代替次梁，钢梁截面特性截面惯性矩I和截面抵抗矩W取值，分别为： W = 5.56cm3； I = 10.8cm4； (1)次梁抗弯强度计算 抗弯计算强度 f=0.653106/5560=117.446N/mm2 次梁的抗弯计算强度小于260.0N/mm2，满足要求!考虑次梁实际受力情况，按简支梁简化进行计算最大弯矩M = ql2/8=4.541.201.20/8= 0.8172 kN.m抗弯计算强度f=0.8172106/5560=146.98N/mm2按简支
