谈与钢模板结合使用的铝合金模板配模设计

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fionazj
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  【摘要】本文结合工程实例,重点对铝合金模板施工技术在配模设计阶段中应着重注意和控制的事项进行了详细的描述和说明。
  【关键字】铝合金模板;钢模板;配模设计;着重注意和控制事项
  中圖分类号:TS914文献标识码: A
  随着新型建筑模板的不断开发和应用,不仅产生了良好的经济效益,而且对环保和资源的再利用也起着重要的作用,铝合金模板作为一类新型建筑模板,已经大量运用于高层住宅建筑,由于其具有质量轻、周转次数多、损耗率低、回收价值高、可靠性强等诸多优点,且随着铝合金模板体系施工工艺的更加成熟,其推广运用于综合体建筑项目是发展的必然趋势。本文结合铝合金模板配合钢模板在实际工程中的实际应用,对铝合金模板在配模设计阶段需重点把控的事项进行详细的描述和说明。
  在铝合金模板设计之前,根据结构特点及施工部署确定铝合金模板的使用部位及范围,并按照结构施工图纸进行铝模专业图纸设计。通过对北京某项目铝合金模板配合钢模板的实际应用情况的研究总结,在其设计的过程中,应对以下几方面进行内容重点注意并把握:
  1.针对工程结构形式、施工部署、经济成本综合考虑后再使用铝合金模板
  铝合金模板作为一种新型模板施工体系,其的使用也具有一定的局限性,其主要适用于超高层建筑的塔楼核心筒,形状规矩的面积较小的塔楼外框,以及型装尺寸完全相同的群体结构。
  铝合金模板由于其是整体拼装、整体施工的,且其配模尺寸较为精确,拼装过程中若出现偏差将会导致模板整体出现错位,返工工作量较大,因此其对拼装质量要求较高,即对工人的专业素质要求较高。需要在选择模板时与劳务分包提前沟通,调查其的接受程度,合理选用模板形式。
  铝合金模板的使用相比于传统模板能够取得较大经济及社会效应,由于铝合金模板一次性投入较大,且只有当其周转100次以上时,其的价值才能够真正的体现出来,而目前单体建筑在30~40层的居多,因此还应考虑铝合金模板后续利用的情况。因此在选择铝合金模板施工时,应慎重考虑,切忌盲目跟风,造成产能过剩、资源浪费及市场的恶性竞争。
  2.在进行铝合金模板设计之前,应与业主甲方提前确认图纸,尽量避免出现图纸变更情况。
  (1)进入地上结构施工前,应与业主、设计明确图纸版本,避免进行铝模深化设计时出现反复;
  (2)铝模深化设计及加工需要一定周期,提前时间需要向业主明确,并提出与其他相关专业(水、电、风等预留洞口及后浇板)相关信息,避免后续产生变更;
  (3)利用BIM建立模型,并加入相关专业信息,可提前发现问题,便于提前进行处理;
  (4)模板设计前应对施工图纸仔细研究
  1)重点把控各部位相邻结构标高变化情况;
  2)研究结构竖向层与层之间的变化情况;
  3)将楼梯部位作为做为单项设计任务进行专项设计,由于楼梯部位配模较为复杂,且异型模板数量较多,因此需对楼梯部位进行专项设计,且在设计中还应考虑其与周围板之间的相互关系。尤其注意楼梯间墙体铝模与其他相邻房间铝模的相互关系,踏步与平台板相接部位的墙体模板等。
  3.铝合金模板的深化设计。
  (1)在进行模板设计时,应以标准层为标准,确定以标高与孔位控制为基准的铝合金模板体系;
  (2)铝合金模板施工体系包含模板体系、加固体系、支撑体系,在进行设计时需要综合考虑,整体设计;
  (3)在进行模板设计时需要重点对以下部位:
  1)层高变化
  对于结构变化不大的部位可以考虑配置“标准板型+特殊补充板型”的形式解决;对于结构变化特别大的部位,应与设计院及时沟通,在不影响结构使用功能的条件下,尽量将其统一成标准层;若层高出现变化按照以下两种情况就进行考虑:
  ①若层高变高,例如某建筑结构4~30层均为标准层,但其13层为避难层,其比标准层高高100mm,此种情况应按照下述施工方法进行处理,在进行12层施工时采用模板接高的方式,将混凝土墙体多浇筑100mm,随后在施工13层时,在板面放置100mm高木方,再进行铝模拼装施工。
  ②若层高变低。由于铝合金模板属于整体拼装,应此若层高出现降低的情况,一般无法整体使用,只能将其分为墙板分别支设、浇筑,即,先进行墙体施工,然后在进行楼板施工。
  2)截面发生变化
  在高层建筑结构设计中,为节省施工成本,一般结构都存在竖向墙厚变化的情况,且都是墙体外侧向内收缩。而在进行钢模板设计时,为防止漏浆,一般要求模板下包混凝土面至少5cm。而在混凝土收缩的结构部位,钢模板无法下包,致使模板孔位无法对正。针对此问题可按下图所示方法进行施工。
  
  3)劲性结构部位
  在进行铝合金模板设计时,应着重注意存在劲性结构部分墙体模板的设计。由于其存在钢骨柱,拉片无法进行对拉,因此在进行设计时,墙体的模板排版应从进行结构部位向其他部位进行排布,尽量使其避开钢骨柱。若因钢骨过大,无法避免时,应考虑将对拉杆一端焊接与钢骨柱上,以防止在浇筑混凝土时发生涨模。
  4)楼板板厚减薄
  在铝合金模板施工的过程中,层高不发生变化的情况下,若碰到楼板模板变薄的现象,其可以采用浇筑导墙的形式进行浇筑。例如,某工程标准层层高3.6m,板厚150,在某一层,层高还是3.6m,板厚变为120mm。在其浇筑的前一层可以墙体多浇筑30mm,在进行变化层模板支设时,只需要将模板多支高30mm即可。
  5)相邻房间相对高差变化;
  由于铝合金模板属于整体拼装整体施工的一种工艺体系,如果相邻模板间标高设计出现失误,将导致整体模板无法正确拼装,且模板重新加工的量非常大,成本及工期损耗较大。特别注意卫生间、楼梯间平台部位及走廊等部位。
  如果在施工的过程中,楼板相对标高发生了变化,其将无法进行整体施工,其可采用分开浇筑的方法进行施工,即先采用墙体铝合金模板将墙体浇筑完成,然后采用木模板施工水平结构。
  (4)铝铝结合与铝钢结合的深化设计;
  1)铝合金模板之间的对拉杆:为了便于人工安装、转用,单块铝合金模板宽度较小,因此其对拉杆的设置无需在面板上加工对拉杆孔洞,设置与墙模板之间即可。铝合金模板之间的对拉杆采用扁平的拉片形式,在其拉片两端设置缩口,以方便在模板拆拆除后将其露出墙面的部分折断、清除。
  
  2)大钢模与铝合金模板之间的对拉杆:由于一块大钢模面积较大,因此其对拉杆只能从钢模面板上穿过,若采用拉片的形式,拉片孔洞加工较为困难,且不易固定。为解决上述问题,在钢模板一侧设置拉杆连接器(带有丝头)。对拉杆采用圆钢丝杆,大钢模一端带有丝扣(与连接器连接),与铝板相连的一端采用带有缩口的扁平拉片。
  
  4.保证铝合金模板设计能够普遍适用,充分发挥经济性;
  (1)铝合金模板的配模方式及加固方式确定之后,其模板支撑体系将确定,在后续的施工过程中,其模板体系不应再进行变动。
  (2)在进行墙体对拉杆设计时,应充分利用模板与模板之间的拼缝,避免在板面上进行开洞,以保证模板的完整性,便于标准板型的回收再利用,因此其可以采用上述拉片的方式进行加固。且在模板设计时应遵循整体考虑、分项设计的原则进行施工。
  (3)对拉孔的设计可按照下述当时进行确定:从控制标高向上50mm处确定为铝合金模板孔位水平位置的第一水平位置,然后逐渐按照150~300~600进行设计,设计中还应根据实际墙体高度对其对拉孔位进行调整。
  (4)尽量选用标准构件。其中墙模板、顶板模板、转承板、踢脚板、楼梯模板均可按照结构特点设定合理的模数之后进行设计,而其他部位的接高模板、洞口模板、墙体变截面时变化转承板则需要根据标准构件的排布与实际情况按照最为经济的原则进行配置。
  在进行模板设计时,应根据结构类型、形式,房间的开间、进深及层高等,首先合理选配标准模板的尺寸,在选择标准模板尺寸时应按照“模板配置完成后,异型模板最少的原则”进行标准板尺寸的选取。在模板配置完成后,同一种板型的模板尺寸最好不多于4种,以降低现场拼装施工的难度。由于建筑结构标准层层高为3m、3.9m、4.2m,板厚150mm的居多,为了便于其应用到其他类似的工程中,宜将墙体模板标准板型设计成400mm×2700mm,转承板设置为150mm高。根据早拆规范要求及铝模自身的特点,楼板标准模板的板型宜为600mm×1200mm。
  (5)与钢模板结合时,由于钢模板与铝合金模板本身的材质均为金属,刚度较大,故钢模板的厚度可在4~6mm选择。存在两种连接方式。一种为拉片式连接,由于铝合金模板的孔位水平距离一般为450mm左右,故将钢模板对应孔位设置为450mm时,可不需要太厚的面板,因此可将钢模板设计为4mm厚的面板。另外一种为采用螺杆进行连接,采用螺杆时,螺杆间距可适当放大,为发挥经济性,可将钢模板厚度设计为6mm,但由于钢模板重量的增加,需要考虑增加之后对模板提升方法或工艺存在新的要求;
  (6)立杆的设计:
  铝合金模板立杆设计时。立杆间距不能够过大,过大在混凝土浇筑的过程中存在安全隐患,若间距过小,不经济且工程量较大。应此在进行立杆设计时应根据楼板厚度及楼板标准模板模板尺寸进行设计。对于目前工程建设情况的调查发现,建筑结构楼板一般都为100~200mm厚,根据实际工程应用情况,立杆间距为1200×1200较为合理。立杆与快拆头连接时可以采用两种方式:①在立杆端部设计一个套管,快拆头上设计一个圆管,连接时将快拆头套于立杆即可;②在立杆端部设置一个法兰,将其与快拆头用螺栓拧紧。
  铝合金模板立杆,由于其后安装,为了保证其安装后较为紧固,且其由于在应用完后需重复利用,应将其设计成为可调立杆,建议可调范围为2.8~3.8m。当期立杆高度过高时,还应按照规范要求加设水平横杆以减小立杆的长细比,保证其的稳定性。
  5.铝合金模板细部节点的设计
  (1)竖向洞口模板设计;
  对于在存在结构洞口部位(墙端部位)墙体封头模板,由于封头模板中间无法设置拉片,如果墙体太厚,致使标准板厚的铝模板面板支撑跨度较大,模板面无法承受施工荷载。若按照侧压力要求设计出的铝合金模板较为笨重,不便周转使用;若采用内支撑的型式对其进行加固,将会导致此部位施工复杂化、现场混乱,体现不出铝合金模板施工的优越性。通过对现场铝模实际调查发现,将墙体封头模板按水平放置进行设计,使其背楞竖向设置,以减小面板的支撑间距,满足侧压力的要求。其两端角膜或侧向墙模板相连,板与板之间用销钉、销片将其销紧。
  
  (2)水平洞口设计;
  部分楼板水平洞口处于楼板与墙体相交接的部位,在进行设计时,为方便转用、防止出现漏浆,在此部位应增设设计墙板支撑板,其高度应大于等于150mm。
  (3)阴阳角模板设计;
  墙体阳角模板设计时,在保证模板刚度的前提下,使得墙体模板拼装更为简单,应将墙体分为薄厚两种形式。由于混凝土浇筑时墙体模板所受的侧压力至于混凝土浇筑高度有关系,因此当墙高相等的情况下,墙体越厚,其分担到两边连接部位的线荷载越大,因此根据墙厚的不同,分别合适的形式进行阳角模板的配置,
  1)墙体厚度较薄(≤400mm):此类墙体混凝土浇筑时端模板与测墙模板连接点部位受力较小,可以設计成墙身阳角部位第一块模板边带一5cm宽边框(平行于模板板面方向),墙体封头模板直接与边框用销钉、销片相连。其主要特点是连接形式较为简单,连接件较少,施工方便,拼装速度快。但其只有一组销钉连接,较为薄弱,不能用于墙体较厚、侧压力较大的阳角部位;
  
  2)墙体厚度较厚(>400mm):此类墙体混凝土浇筑时端模板与测墙模板连接点部位受力较大,可以单独设置一个角钢形式的铝合金模板,将其一边与墙身阳角部位第一块模板相连,另一边与墙体封头模板相连。其主要特点是角模部位有两组连接、坚固牢靠、可靠度高,可用于墙体较厚、侧压力较大的阳角部位。但其增加了阳角部位模板类型,且连接销钉、销片较多,致使施工较为复杂。
  
  (4)墙身模板底部的处理
  在进行结构施工时,为了避免安装准确性,一般竖向水电安装均在结构施工完成后再进行安装施工,因此在结构施工时此些洞口需要预留出来。在进行墙身模板底部设计时,应充分考虑此些部位,采取合理的措施防止在进行混凝土浇筑时漏浆。例如,可以在墙体部位无楼板的应设置外部模板支撑模板,其与墙身模板相连,下包已经浇筑完混凝土墙面至少10cm。
  由于铝合金模板均带有5cm左右的边框,其与楼面完全相接,致使墙体模板拆除时,较为困难,针对此部位也应进行针对性的考虑。例如,可以在墙体铝模板接触楼面的一边设置5cm宽的(平行于墙身面板方向)的边框,使得其墙身模板与楼面接触面积减小,使得进行模板拆除时更加容易。
  
  (5)楼梯模板立杆的设计
  采用传统木模板体系进行施工时,由于木模板体系自身的特点,梯段板板底支撑杆均垂直于梯段板,因此在其模板体系中还应在立杆杆底部位设置支撑体系(如飞机头等),而铝合金模板立杆支托与模板连接在一起,因此在设计时可以通过调整立杆支托的方向,使得立杆垂直于楼梯踏步,从而减少楼梯梯段板立杆加固体系,减少模板支设复杂度及工程量,加快模板支设速度。
  
  6.结束语
  模板设计做为模板实施过程的第一步,其设计的合理性、正确性及精确性对后续现场施工具有非常重大的意义,尤其是采用钢模板与铝合金模板两种模板体系时,其结合方式需要反复斟酌,互相印证,否则模板设计出现偏差或存在问题,其不仅将延误工期,而且会带来较大的经济损失。因此正确认识及把控与钢模板结合时铝合金模板设计的要点,对于顺利实施与钢模板结合的铝合金模板工程具有重要意义。
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