数字化刚性模板支撑结构在建筑工程中的运用

1、数字化刚性模板支撑结构在建筑工程中的运用倪文杰、彭华华、黄瑞忠、印杰江苏南通二建集团有限公司山东区域公司 226200摘 要:本文阐明利用数字化刚性建筑模板支撑组合结构，在建筑工程顶板施工中的安装、使用及拆除，极有效地控制了顶板的质量，减少木材消耗，绿色减排，同时提高工效和经济效益。关键词:顶板 数字化刚性建筑模板支撑组合结构 建筑施工 质量 经济效益1、前言目前，在建筑施工中为了彻底根除建筑业大量消耗木材的状况普遍采用木杆、钢管、木方、扣件、U托、步步紧等连接作为混凝土成形过程的主要支撑体系，目前使用的所有钢质支撑、模板与脚手杆等均存在自重大、单体尺寸不可变可调的特点，使其适应性较差、安装速

2、度慢、繁琐、效率低，材料浪费极其严重、同时引发工人劳动强度大、安全性能低及不能完全保证工程质量等一系列问题。可适用于层高在24.8m之间的建筑结构工程的楼板支撑体系。2. 数字化刚性建筑模板支撑组合结构简介数字化刚性建筑模板支撑组合结构完全钢结构采用薄壁型钢制作，替代了传统支模工艺中的方木, 主要构件标准化，模数化，适用性强。其稳定、先进、科学。组合方式更是简单易操作，其本身具有如下明显的特点： 自重轻； 连接操作简单，结构稳固； 可自由伸缩，能随意适应任何尺寸； 各构件连接节点均采用构思巧妙，结构新颖的节点模块，连接牢固，安装拆卸操作简便； 施工现场美观整洁； 安全保障高。从而彻底地取代了传

3、统的钢木混装支撑方式。是一套严密的、科学的、无材料损耗的系统化的、可连续周转的混凝土支撑体系。大大的提高了施工质量，杜绝了资源浪费，并节省了大量的人力资源，经项目测算，综合效率提高了300%，经济效益提升138%同时其节约了大量的木方，带来巨大的社会效益。3、工程概况临沂金世纪住宅小区工程。工程建设地点：临沂市青年路；属于剪力墙结构。本工程总建筑面积26.44万，地下建筑面积10.4万；其中7#楼地上29层，建筑高度81.2m，建筑面积25610；12#楼地上26层，建筑高度73.85m，建筑面积20050.91；标准层层高2.8m ，顶板厚度120mm；总工期：400天。（之前的有误，已经修

4、改完成）4、工艺原理4.1顶板模板支撑组合结构由主背楞、次背楞、支撑立杆、水平杆组成，四者结合在一起形成顶板模板支撑系统。4.2采用可自由调节伸缩薄壁C型钢作为主、次背楞，高性能冷轧钢，厚度是2毫米至2.5毫米，这种新型材料的特点是：耐腐蚀，弹性大，坚固不变形。主、次背楞是按建筑模数设计制成的标准构件，施工时，根据所需尺寸进行组拼，对各别不合模数的部位，可通过伸缩节进行调整，其灵活多变的尺寸能满足了建筑结构各种尺寸的需求，产品随意组合。4.2顶板支撑立杆采用可自由调节伸缩并带有对接接头和水平杆连接装置的钢管支撑。施工时，支撑立杆自由调至所需标高，顶端与主背楞连接，中部与水平杆连接，组成稳定支撑

5、。水平杆支撑立杆5、施工工艺流程顶板模板支撑流程：主、次背楞安装安装抄平模板铺设6、施工准备与计算6. 1根据建筑图纸，计算可支撑空间大小高度层高顶板厚度模板厚度-70mm（主背楞横断面的高度）（当地面不平时要考虑底部铺垫物的厚）；房间东西、南北长度两轴间距一个墙体厚度两个梁侧模厚度。（当剪力墙结构时，只减去一个墙体厚度；当在框架、框剪结构中减一个梁厚度和两个梁模厚度，便于施工。）6.2根据支撑结构面积计划所用主要产品的规格和数量计划用料1、顶板主背楞：由外套、梁芯、活节组成。外套和活节两侧装有次背楞托架，下部装有顶杆连接插孔。梁芯在外套中可纵向滑动，以便调整主背楞的使用长度。活节在梁芯上可移

6、动，保证次背楞间的距离。主背楞常用规格分别为：可支撑长度大于3680mm时，用一号型（2680mm4390mm）主背楞；小于3680mm大于2880mm时用二号型（2280mm3680mm）主背楞；小于2880mm大于1780mm时用三号型（1770mm2880mm）主背楞；小于1780mm大于1120mm时用四号型（1170mm1780mm）主背楞。一号主背楞：2680mm4390mm 重量：20.80KG/根二号主背楞：2280mm3680mm 重量：17.60KG/根三号主背楞：1770mm2880mm 重量：13.55KG/根四号主背楞：1170mm1780mm 重量：8.80KG/根

7、主背楞截面图：2、顶板次背楞：由梁体和两端的卡片组成，两端的卡片卡在主背楞外套或活节上的次背楞托架内与主背楞形成牢固的连接，次背楞中心距为305mm，边距为245mm。其标准小于常用模板所界定的400mm-600mm范围标准。次背楞根据其长短分三种规格，由这些规格的次背楞保证支撑面积和支撑质量，能使主背楞与平行主背楞的墙体表面的间隙不大于290mm。次背楞常用规格分别为：一号次背楞：1150mm 重量：3.25 KG/根二号次背楞：800mm 重量：2.31KG/根三号次背楞：400mm 重量：1.25KG/根次背楞截面图：3、支撑立杆：采用了符合GB/T 3091国家标准的48×3

8、.2低压流体输送用焊接钢管制造，材料为Q235碳素结构钢。调节丝杠采用45#优质碳素结构钢制造，经调质处理，螺纹采用TR42×8梯形螺纹，丝杠本身承载能力立柱主体。由主定型管、伸缩管、微调节丝杠及底座组成。支撑立杆通过端头的蝶形锁片与主背楞连接，把来自主、次背楞的压力传递给地面。每根支撑杆可以支撑3-4吨左右，两根主龙脊之间可以承重2-2.5吨的重量，每根副龙脊可以承重1吨。现在工地现浇水泥一般厚度也就是10-15厘米，同等面积重量最多100-150公斤，这个支撑力度一般高层建筑完全够用。支撑立杆常用规格分别为：一号支撑立杆：2.55m 重量:8.85KG二号支撑立杆：1.95m 重

9、量:6.60KG三号支撑立杆：1.35m 重量:4.81KG四号支撑立杆：1.05m 重量:3.88KG五号支撑立杆：2.10m-3.20 m重量:2.61KG4、水平杆：由杆身和两端的带孔卡头组成，与支撑立杆上的卡头连接起到水平稳定作用。常用规格： 一号水平杆：1.15m 重量:3.85KG 二号水平杆：0.90m 重量: 2.87KG三号水平杆：0.80m 重量: 2.79KG四号水平杆：0.60m 重量:1.97KG五号水平杆：0.40m 重量:1.58KG5、将所需部件运到施工现场。6、调整有关部件尺寸6.3计算方法6.3.1、顶板模板支撑计算6.3.1.1主背楞计算方法1）主背楞与主

10、背楞之间的距离是由次背楞的长度决定的，为次背楞的长度加70mm，以1150mm规格的次背楞为例，计算式如下：主背楞与主背楞之间的点间距=1150mm+70mm=1220mm；主背楞的使用原则，当房间的可支撑长边不大于4390mm时，一般坚持以长边为主背楞伸长方向，以便提高支撑面积。当一根主背楞不够长度时，可用两根对接。使用主背楞根数的确定：以垂直于主背楞边的可支撑尺寸，按先用1150mm次背楞，最后一排放不下1150mm次背楞时，放800mm或400mm的次背楞排数确定。主背楞根数=次背楞排数+1每个房间所用主背楞的根数=房间净长度-2个侧模的厚度÷1220mm(1150mm+70m

11、m)+1根；6.3.1.2次背楞计算方法2）采用2mm厚高性能冷轧钢板制作而成，有三种不同规格，副龙脊与主龙脊搭接，副龙脊间距为点中距0.305m，使用根数等于主背楞使用长度（可支撑长度）÷305mm，得数不论小数部分大小均进位成整数再加1，乘排数以1150mm规格的次背楞排数的（以砖混结构两轴间距14980mm×3550 mm，梁侧模板厚度为60mm，墙体厚度为200mm为例）计算如下：可支撑长度=14980-200-60×2=14660mm；计算能放几排1150mm的次背楞：次背楞排数=14660÷1220（主背楞与主背楞之间的点间距）=12.01，

12、取整数为12；次背楞间距可根据支撑长度与次背楞排数确定。14660-（1220×11+80）=1160mm确定可放11排1150mm的次背楞，12根主背楞余1120mm1120mm可放一根800的次背楞和一根主背楞1120-(800+70)=250mm最后确定：需用主背楞13根，1150mm次背楞11排，800mm次背楞1排，余250mm，这就意味着两边主背楞旁梁帮的空隙为125mm。6.3.1.3支撑立杆3）采用48钢管制作而成, 支撑立杆间距为纵横1.2 m，支撑立杆根数=主背楞使用长度600mm（主背楞两端的顶杆位置据端点300mm）÷1220（主背楞与主背楞之间的点

13、间距），得数不论小数部分大小均进位成整数再加1，再乘以主背楞根数。支撑立杆间距可根据支撑面积与支撑立杆根数均匀布置。4）以下CAD图为一个14.98*3.55房间的产品布置图：计算出所有房间的主背楞、次背楞、支撑立杆的使用总量；如下图是每个房间的用量，加起来即可7、操作要点顶板模板支撑组合结构由主背楞、次背楞、支撑立杆、水平杆、U托组成。 7.1、主、次背楞安装1）取两根支撑立杆，根据设计标高调节好尺寸，用水平杆插入插槽插紧，安装在支撑立杆上，依此类推，使其形成模块式组合结构。支撑立杆可以根据设计标高伸缩加接，可调节丝杠是配装在立杆的上端，可做高度微调，满足现场施工需要。到最后一空时，小于40

14、0mm部分可以不做支撑（也可以单加一根主背楞）因为这种情况下模板本身就可以搭到梁的侧模上，不影响承重。 2）按照房间净尺寸将主背楞调节到适用的长度，将第一道主背楞搭在支撑立杆上，并使两根支撑立杆上端凸出蝶形锁扣分别装入主背楞两端向内30mm处的卡槽内固定。按照同样的方法架起第二道主背楞，然后取次背楞，将其连接；同样的方法架起第三道主背楞，以后每道主次背楞依此类推把整体房间架满。次背楞安装 主次背楞节点3）五根次背楞（四个空）之间用一根支撑立杆，依次类推，将所有的支撑立杆支好。（如果混凝土的厚度超过150mm，可适当增加支撑立杆的数量，以增强承重力）。 7.2、抄平按已标好的基准点根据设计标高进

15、行抄平校核，可通过调节支撑立杆端头的微调节螺丝调整标高。 7.3、模板的铺设 顺主背楞方向将所有的支撑立杆调节到施工要求标高，一定要与地面平行垂直。顺主背楞外套的一端向活节端方向铺，铺到主背楞活节后，调节能活动的活节位置，将两个板相接的对缝搭在次背楞上，用钉子固定在次背楞上（次背楞有通透圆孔）。7.4 模板支撑拆除方案撤模时最先将每根主背楞上中间部分的顶杆撤掉，而后通过调整剩余部分顶杆底座丝杠或空心丝杠使支撑整体下降5-10mm，撤掉次背楞和随着下落的模板，最后撤掉主背楞和顶杆。7.5模板支撑工程保护要点7.5.1施工操作人员必须认真核对每个房间主背楞、次背楞、支撑立杆的使用量，以免在施工时出

16、现用料不足或者多余的现象。7.5.2不得任意锯割主背楞、次背楞、支撑立杆及其它各种配件；重视支撑立杆与主背楞结合处的锁片锁紧及支架的支承强度。7.5.3模板支撑工程完工后应上报项目部安全员、施工员及质量员进行验收，未经验收或经验收不合格的严禁转入下道工序。7.5.4模板支撑拆除前应报项目技术负责人或主施工员审批，同意后方可拆除。7.5.5每一部位、构件的模板支撑均作好标记，翻到上层时以防搅乱，以加快施工速度。7.5.6拆除模板支撑时不得用大锤撬棍硬砸、猛撬，以免使其外形和内部受到损伤。7.5.7模板支撑拆除后应及时归堆，放置整齐。主、次背楞安装完成图示8、经济效益分析以7#楼建筑面积25610

17、0平方米为例；具体分析如下：（一）、顶板总面积26100平方米（29层），单层900平方米的项目，保持施工速度的理想配备应该是层材料周转，即”三层倒”1、顶板主次钢背楞：3层*900平米=2700平方米*10KG（每平方单位重量）=27吨*7500元=20.25万元；2、立杆支撑（含两道水平连接与连接插件）：3*900平方米=2700平方米*18KG（每平方米单位的重量）=48.6吨*6500元=31.59万元；3、顶板主次钢背楞与立杆支撑（含两道水平连接与连接插件）两项合计重量27吨+48.6吨=75.6吨；合计投入51.84万元；按使用后成本核算，木材使用后废材残值可以忽略不计，刚性建筑模板支撑组合结构全部为钢制，使用300次后残值（废钢）为75.6吨*3000元=22.68万元，实际成本：51.84-22.68=29.16万元 （二）、因刚性建筑模板支撑组合结构在施工中代替所有木方、钢管、扣减，施工企业使用传统材料对比节省大幅成本的情况先，租金按每天每平方米0.60元计算，建筑总面积26100平方米（29层），单