现浇剪力墙转换层模板支撑结构优化设计研究

摘 要：高层建筑转换层是建筑结构中的重要部位，由于跨度大且承受的竖向荷载很大，致使此种类型结构具有钢筋密集，混凝土一次灌入量大，施工缝留置难度大，模板、排架支承体系要求高等特点，是建筑施工中的重点难点。其中转换层结构的模板支撑系统是一关键因素，直接关系到整个工程质量品质，并且占有相当可观的成本造价。本文在混凝土浇筑及安全性方面提出了新要求，并探讨了模板支撑的施工质量控制的要点，为工程创优打下良好基础，不仅保证了工程质量与工期，还可为类似的高层建筑转换层结构施工技术提供参考价值。

关键词：现浇剪力墙；转换层；模板；支撑；验算；质量控制；

1工程概况

某建筑工程，为商住一体的高层建筑，地下2层，地上32层，采用现浇剪力墙结构，面积33589m2。根据建筑功能的需要，该工程结构在标高18.00m楼层设置了转换层，采用800×2500、600×2500、600×2200、600×1800、500×2000以及600×1800、600×1500等大截面的梁构件，该层层高为5.7m，混凝土设计标号为C45。

2模板总体设计

本文以较典型的转换层大梁800×2500作为设计算例，梁模支撑均采用48×3.0钢管支撑系统，模板支架搭设高度为5.5m，梁侧模内龙骨采用80×100mm木方，间距250mm，外龙骨采用双钢管48mm×3.0mm。对拉螺栓直径20mm，布置4道，从梁底自下而上间距分别为350、500、500、550mm，沿跨度方向间距500mm；梁底楞木为80×100，支撑立柱间距（跨度方向）为450，梁底增加3道承重立杆。

施工时底层立柱支撑在混凝土顶板上，并脚手板垫板，其长5cm厚，宽25cm～30cm。支撑处按@1500设水平拉杆和剪刀撑。根据设计标高首先对支柱高度进行调整，然后安装梁底模板，并拉线找平。

3模板设计验算

3.1梁侧模板计算

（1）梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构，因此需对其抗弯强度和刚度进行验算[1]。将模板面板参照简支梁计算。，宽度取0.25m。则荷载计算值为q=1.2×54.000×0.250+1.40×3.600×0.250=17.460kN/m

截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=25.00×1.80×1.80/6=13.50cm3；

I=25.00×1.80×1.80×1.80/12=12.15cm4；

经计算可得：最大弯矩M=0.109kN.m；最大变形V=0.49mm。

面板抗弯强度计算值f=0.109×1000×1000/13500=8.074N/mm2

面板最大挠度计算值V=0.49mm

（2）梁侧模板外龙骨的计算

外龙骨承受内龙骨传递的荷载，按集中荷载条件下的连续梁计算，集中荷载P取横向支撑钢管传递力。

经计算可得：最大弯矩Mmax=1.496kN・m

最大变形Vmax=0.529mm

最大支座力Qmax=36.762kN

抗弯计算强度f=1.496×106/9458000.0=158.17N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2，满足要求。

支撑钢管的最大挠度小于500.0/150与10mm，满足要求。

（3）对拉螺栓的计算

经计算：N=fA=36.762

3.2梁模板扣件钢管支撑验算

本模板支架搭设高度为5.5m，采用的钢管类型为48×3.0。梁支撑立杆的横距（跨度方向）l=0.45m，立杆的步距h=1.50m，梁底增加3道承重立杆。

计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递，集中力大小为F=0.9×1.20×25.000×0.200×0.500×0.450=1.215kN。采用的钢管类型为48×3.0。

（1）模板面板计算

模板面板按照多跨连续梁计算，考虑的作用荷载有梁与模板自重荷载、施工活荷载等[2]。

①荷载的计算

a.钢筋混凝土梁自重：q1=25.000×2.500×0.450=28.125kN/m。

b.模板的自重线荷载：q2=0.500×0.450×（2×2.500+0.800）/0.800=1.631kN/m。

②抗弯强度计算

经计算得：0.273×1000×1000/24300=11.235N/mm2

面板的抗弯强度设计值[f]取15.00N/mm2，满足要求。

（2）梁底支撑木方的计算

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。

均布荷载q=10.731/0.450=23.846kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×23.85×0.45×0.45=0.483kN.m

最大剪力Q=0.6×0.450×23.846=6.439kN

最大支座力N=1.1×0.450×23.846=11.804kN

本算例中，木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=8.00×10.00×10.00/6=133.33cm3；

I=8.00×10.00×10.00×10.00/12=666.67cm4；

木方的抗弯计算强度f=0.483×106/133333.3=3.62N/mm2≤13.0N/mm2，满足要求！

通过变形受力图计算的最大支座力除以跨度可得均布荷载值为19.397kN/m

则最大变形量：V=0.677×19.397×450.04/（100×9500.00×6666667.0）=0.085mm

木方的最大挠度小于450.0/250，满足要求！

4混凝土浇筑及安全要求

①混凝土应先浇筑结构柱，待混凝土强度达到70%后，方可浇筑该层结构的梁、板混凝土。

②在转换层施工混凝土浇筑时，其下两层的模板及其支撑不得拆除。

③混凝土浇筑时，考虑到架体的受力均匀性，混凝土采用2台汽车泵从中间向东西两边对称浇筑。

5质量控制要点

①严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应在不同的框格层中进行错开设置。

②按要求设置剪刀撑：沿支架四周外立面应满设剪刀撑；中部在纵横向每隔10m设竖向连续式剪刀撑，其宽度宜为4m～6m，并在剪刀撑部位的顶部、扫地杆、梁立杆支撑等处设置水平剪刀撑。

③确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于规范要求。

④施工时，应确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，且每个扣件的拧紧力矩都要控制在45N・m～60N・m，钢管不能选用已长期使用且发生过变形的。

6结束语

总之，模板支撑施工属于一个系统工程，针对现浇剪力墙结构转换层截面大、梁高、施工荷载大的特点，只有在对支撑系统进行分析验算后才能科学确定支撑布置形式。另外，施工中应严格按照设计方案进行施工、检查，确保转换层主体结构的可靠度与安全性。文中通过具体实例，对模板支撑系统的施工技术进行研究与优化设计，不仅保证了施工过程中模板支撑体系的稳定与可靠性，还提高了工程质量。

参考文献

[1]刘平. 梁式结构转换层高大模板支撑体系安全性研究[D].安徽建筑工业学院，2012.

[2]宋君勇，王昕. 梁式结构转换层的模板及支撑体系设计[J]. 山西建筑，2013，01：68-69.