泵送混凝土对模板侧压力计算公式应用分析20110218(可编辑)

1、泵送混凝土对模板侧压力计算公式应用解析20110218泵送混凝土对模板侧压力计算公式应用解析新浇混凝土侧压力的影响因素刚浇筑入模的混凝土在振动作用下拥有很大的流动性近似液体因此这时混凝土对模板的侧压力分布规律亦近似静水压力但由于混凝土具有触变性只要振动一停止混凝土在振动时所获得的流动性将会丧失而且随着水泥的水化作用不断进行混凝土的极限剪切应力逐渐增大所以实质作用在模板上的侧压力要比按静水压力计算公式求得的小从而影响混凝土模板侧压力的因素也要复杂的多影响混凝土侧压力的因素有水泥的品种外加剂的种类集料的种类及其级配混凝土的配合比及其稠度又称坍落度周围环境温度及混凝土的温度捣实混凝土的方法模板的刚度

2、及表面的粗糙程度结构构件的配筋情况及断面尺寸等泵送混凝土的坍落度可按国家现行标准混凝土结构工程施工及验收规范的规定采用对不同样泵送高度入泵时混凝土的坍落度可按下表选用不同样泵送高度入泵时混凝土坍落度采用值泵送高度M30以下30?6060?100100以上坍落度mm100?140140?160160?180180?200混凝土经时坍落度损失值可按下表确定混凝土经时坍落度损失值大气温度10?2020?3030?35混凝土经时坍落度损失值掺粉煤灰和木钙经时lh5?2525?3535?50注掺粉煤灰与其他外加剂时坍落度经时损失值可依照施工经验确定无施工经验时应经过试验确定2泵送混凝土侧压力21泵送混凝

3、土的特点泵送混凝土由于其效率高浇筑速度快机械化程度高技术措施花费低现场施工文明其优越性十分显然这是实现现浇混凝土工业化生产的重要路子也是混凝土施工工艺的一大飞驰这种施工方法所使用的混凝土因可泵性要求一般都是坍落度较大流动性较好粘聚性较大其资料组成配合比坍落度等变化小浇筑过程比较连续均衡同时加入合适外加剂所有这些特点使得泵送混凝土对模板的侧压力影响比较突出泵送混凝土侧压力的影响因素解析com混凝土浇注速度混凝土的浇注速度仍就是影响泵送混凝土对模板侧压力的一个重要影响因素随着混凝土浇注速度的增加混凝土侧压力也增大大多数研究者认为混凝土的最大侧压力F与浇注速度V的关系式为幕函数即FkVncom温度温

4、度是影响混凝土凝结硬化的重要因素从而也影响混凝土侧压力在必然的浇注速度下温度愈低则混凝土侧压力愈大两者成反比关系com混凝土的振捣方法振捣密实混凝土的方法有两种一种为人工捣实一种为机械捣实目前大多采用机械捣实特别是对于一次浇捣量较大的泵送混凝土捣实方法影响混凝土的液化程度机械振捣会使混凝土液化得好流动性会增大混凝土侧压力相应地会增大试验表示机械振动捣时的混凝土侧压力要比手工捣实时增大体56当混凝土侧压力计算公式注明采用机械捣实时该因素不另考虑com混凝土的坍落度混凝土坍落度大其流动性好侧压力也增加对于泵送混凝土由于可泵性要求使得其坍落度较一般混凝土大所以其侧压力相对较大com水泥品种混凝土的初

5、凝时间不同样于水泥的初凝时间诚然不同样水泥的初凝时间相差较大相差幅度为1?4h但用它们的配制混凝土时在温度配合比基真同样的条件下相差很小仅1h左右所以水泥品种对混凝土侧压力计算式中可不予考虑com集料种类与级配集料的种类与级配决定了混凝土的容重也影响混凝土的内摩擦力对于混凝土的容重其对混凝土侧压力有较大的影响但在一般工业与民用建筑施工中所使用的一般混凝土其容重可以看作是一个常数因此在考虑混凝土侧压力的计算公式时只要要说明即可com混凝土配合比在泵送混凝土中常用的外加剂主若是减水剂大多数减水剂都拥有必然的缓凝作用据有关资料表示掺有减水剂的混凝土侧压力比未掺的要大如掺有木质素磺酸钙外加剂的混凝土侧

6、压力比未掺外加剂的平均增大179几种计算公式31我国GBJ204-83规范计算式在一般工业与民用建筑中当采用内部振动器时若混凝土的浇注速度在6mh以下新浇注的混凝土作用于模板的最大侧压力可按计算取两者中的较小值式中T混凝土温度以下二式F新浇混凝土的最大侧压力kNm2V混凝土的浇注速度mhh混凝土侧压计算地址处至新浇混凝土顶面的高度mKs混凝土坍落度影响修正系数当混凝土坍落度小于3cm时取9cm时取15cm时取Kw外加剂的影响修正系数不掺加外加剂时取10掺拥有缓凝作用的外加剂时取12由于是泵送混凝土所以必掺外加剂塌落度必大于11cm所以对于泵送混凝土上述计算公式为该公式对混凝土侧压力的主要影响因

7、素考虑较为详细主要考虑下列因素的影响浇注速度浇注时混凝土温度混凝土的稠度及外加剂公式的形式也简单明确在模板设计中有着广泛的应用但该公式只合适于浇注速度在6mh以下的情况影响了它在浇注速度较大的泵送混凝土侧压力计算中的应用32我国GB50204-92规范计算式混凝土结构工程施工及查收规范GB50204-92规定的混凝土侧压力是以流体静压力原理为基础并结合浇注速度与侧压力的试验数据包括泵送混凝土的试验资料而建立的改进了原规范公式对浇注速度大于2mh时侧压力偏低的情况该规范中新浇注的混凝土作用于模板的最大侧压力可按以下二式计算取两者中较小值式中r新浇混凝土的重力密度tO混凝土初凝时间其计算公式式中B

8、1取值同前面的KsB2取值同前面的Kw由于是泵送混凝土所以必掺外加剂塌落度必大于11cm混凝土重力密度一般为235kNm3?240kNm3计算取r240kNm3所以对于泵送混凝土上述计算公式为我国冶金建筑研究总院建议的计算方法对于采用泵送工艺的新浇注混凝土其对钢模板产生的最大侧压力按下式计算有效压头为式中T为新浇混凝土的初凝时间h可实测在还没有拟定一致的测定方法从前建议可暂用贯入阻力法测定一般为6h该计算公式适用于混凝土有效压头hWH的情况若hH时则取中H为浇注总高度单位为m标准hH其混凝土重力密度计算取r240kNm3则公式可变为三种计算公式的比较在室温情况下TtO20C三种公式为从图中看出

9、GBJ204-83规范计算式偏小冶金建筑研究总院建议的计算方法偏大GB50204-92规范计算式较为合应该VW20mh时GBJ204-83规范与GB50204-92规范计算结果较为凑近三种计算公式比较图GB50204-92规范计算式参数选择泵送混凝土条件下r24kNm3侧压力计算公式为T一般在528之间变化当V分别为10mh20mh40mh60mh80mh时F为混凝土最大侧压力与施工温度关系图当V分别为10mh20mh40mh60mh80mh时h为混凝土有效压头与施工温度的关系图从上图可看出当模板高度低于14m时不需要考虑混凝土初凝时间即浇筑速度对模板侧压力的影响混凝土侧压力分布见以下列图侧压

10、力计算分布图其中h有效压头高度hFYcm泵送混凝土条件下侧压力由两个因素决定混凝土初凝时间和混凝土浇筑速度所以混凝土初凝时间和混凝土浇筑速度成为确定混凝土对模板的侧压力大小的要点由于这两个参数颠簸特别大混凝土初凝时间在1?10之间颠簸混凝土浇筑速度可在Olmh?40mh颠簸这样大的差距对模板的设计至关重要这也正是高支模易发生垮塌的重要原因com初凝时间的选择混凝土初凝时间与试验室初凝时间不同样试验室计算初凝时间从泥加水开始而作为计算模板侧压力的混凝土初凝时间则是从混凝水土入模开始算起混凝土初凝时间与混凝土施工温度有以下关系依照建筑工程冬期施工规范JGJ104-97规定当室外H平均气温连续5d牢

11、固低于5即进入冬期施工当室外日平均气温连续5d牢固高于5即清除冬期施工所以混凝土的最低施工温度为5夏季高温时施工混凝土入模温度要求不高于28当温度高于28时即采用降温措施所以混凝土的最高施工温度为28作为模板设计要求的混凝土施工温度范围为5?28与此相应的混凝土初凝时间为10?465h混凝土施工温度与初凝时间关系见以下列图混凝土施工温度与初凝时间关系图com浇筑速度的选择影响混凝土浇筑速度有三个环节混凝土搅拌站生产能力混凝土的运输能力混凝土的泵送能力一般情况下这三者是相互当套的协调的而且一般情况下三者之间的关系为混凝土搅拌站生产能力混凝土的运输能力混凝土的泵送能力特别在使用商品混凝土时所以混凝

12、土浇筑速度一般依照输送泵的能力来确定混凝土泵的实质平均输出量可依照混凝土泵的最大输出量配管情况和作业效率按下式计算Q1=QXa1Xn式中Q1每台混凝土泵的实质平均输出量m3hQ每台混凝土泵的最大输出量m3ha1配管条件系数可取08?09作业效率依照混凝土搅拌运输车向混凝土泵供料的中止时间拆装混凝土输送管和布料逗留等情况可取05?07作为模板设计荷载取值宜考虑最不利工况也即各种参数宜取高值这样混凝土泵的实质平均输出量计算公式就为Ql=063Q混凝土浇筑速度就为式中V混凝土浇筑速度mhA结构截面积m2设计模板和支撐时第一对荷载的选择应特别慎重必然要考虑最不利工况否则即使模板支撐的设计计算有多么详细

13、合理依旧隐含了巨大的安全隐患其他模板支撐的设计必然要注明施工条件即混凝土的初凝时间和混凝土的浇筑速度施工过程要严格控制方可保证施工安全荷载设计与其说模板设计不如说荷载设计由于大多数情况下模板是现成的也许由于经济的便于操作等的原因模板的设计重量是有限度的也即模板的承载能力是有限度的所以在施工现场特别是利用既有模板的情况下进行荷载设计比模板设计更加合理和有效现以举例说明这一情况钢模板采用P30151500mmX300mm内钢楞采用2根51X35钢管间距为750mm外钢楞采用同一规格钢管间距为900mm对拉螺栓采用M18间距为750mm钢材抗拉强度设计值Q235钢为215Nmm2一般螺栓为170Nm

14、m2钢模的赞同挠度而板为15mm钢楞为3mm按模板强度确定的最大侧压力计算简图按模板强度确定的最大侧压力P3015钢模板&25mm截面特点Ixj2697X104mm4Wxj594X103mm3化为而均布荷载当采用泵送混凝土时倾倒混凝土时产生的水平荷载为6X14X085714kNm2模板侧压力设计值为F60544-71453404kNm2混凝土侧压力标准值为FlF12X08552357kNm2依照模板强度确定的混凝土最大侧压力为52357kNm2按模板挠度确定的最大侧压力化为而均布荷载当采用泵送混凝土时倾倒混凝土时产生的水平荷载为6X14X085714kNm2模板侧压力设计值为F48162-71

15、441022kNm2混凝土侧压力标准值为FlF12X08540218kNm2依照模板强度确定的混凝土最大侧压力为40218kNm2综上计算依照模板的承载能力确定的混凝土最大荷载为F40218kNm2依照内钢楞承载能力确定混凝土最大侧压力强度验算内钢楞采用两根50X35mm钢管其截面特点为I2X1481X104mm4W2X581X103mm3计算简图(o)215Nmm2M(o?W215X1162X10324983X103N?mmqlM01XL224983X10301X900230843Nmm化为而荷载308431030843Nmm230843X10-310630843kNm2F30843-714

16、12X08523238kNm所以与模板的承载力相差太大改为两根(80X40X30轻型槽钢其截而特点为I2X4392X104mm4W2X1098X103mm3M(o?W215X2196X10347214X103N?mmqlMOIX1247214X10301X900258289Nmm化为而荷载582891058289Nmm258289X10-310658289kNm2F58289-71412X08550146kNm2挠度验算(315mmq261107Nmni所以F6110712X08559909kNm2综上计算依照内钢楞承载能力确定的混凝土最大侧压力为F50146kNm2依照对拉螺栓确定的混凝土最

17、大侧压力对拉螺栓的规格和性能见下表对拉螺栓的规格和性能螺栓直径螺纹内径净面积mm2赞同拉力kNM121011761290M1411841051780M1613841442450T12950711205T1411501041765T1613501432427T1815501893208T2017502414091个螺栓所担当的最大压力而积为内外钢楞间距如075X090675m2若是依照与模板最大侧压力相般配则侮个螺栓所担当的最大拉力为40218kNm2X067527147kN所以选择T18螺栓44依照扣件赞同荷载确定混凝土最大侧压力扣件赞同荷载kN项目型号赞同荷载碟型扣件26型2618型183型扣件26型2612型12扣件的选择应与拉筋相当套所以决定模板施工安全的环节有模板钢楞拉筋扣件荷载必定依照最单薄环节来设计一般情况下设计原则为扣件能力2拉筋能力M钢楞能力三模板能力控制荷载当明确了模板系统的承载能力后那么施工时就必定控制荷载不得大于设计荷载影响混凝土侧压力的两个因素即混凝土初凝时间和混凝土浇筑速度所以施工时应严格控制混凝土初凝时间和混凝土浇筑速度仍以组合模板为例混凝土最大赞同侧压力为F40218kNm2则有混凝土初凝时间与浇筑速度有以下关系图混凝土有效压头为hF2404021824168m也就是说当模板高度不高出168m时是不用