双槽钢外楞加固大截面框架柱模板技术的运用

双槽钢外楞加固大截面框架柱模板技术的运用

张盛辉

中国建筑第四工程局有限公司珠海分公司深圳分公司广东深圳518000

摘要：随着人们对建筑空间追求的提高，大截面的框架柱运用越来越多，柱模板加固体系传统方法采用双钢管外楞加固，钢管刚度小，易变形，易造成框架柱砼爆模等质量、安全事故。

结合工程实例，大截面框架柱采用双槽钢外楞加固柱模技术，结果表明，大大提高了混凝土表面观感质量，减少了柱砼爆模等质量事故及降低了施工安全隐患，且槽钢周转次数多，损耗低，易维护，施工操作简便，提高了工效，降低了成本，并实现了预期目标，值得推广。

关键词：大截面框架柱；柱模板加固；双槽钢外楞；实体观感质量

1工程概况

惠阳安凯酒店位于惠州市惠阳区泗水，是集商业住宅、酒店、办公、休闲娱乐为一体的民用建筑。其总建筑面积103648.16㎡，由一栋公寓、一栋酒店、二层地下室组成，建筑总高度为59.55m，公寓楼为框架-剪力墙架构，酒店为框架结构。

2工程特点

本工程酒店为五星级，建设方对质量要求高，且酒店单层面积大，梁跨度大，层高4.5m～5.9m，截面超过1㎡的框架柱不仅数量多而且高度较高。为了满足建设方的要求，提高框架柱实体感官质量，降低大截面柱施工安全隐患，项目部决定采用[10槽钢作大截面框架柱柱箍，根据施工安排，配备三个区段的槽钢箍进行流水施工。

（1）大截面框架柱截面尺寸如下表：

3大截面框架柱支模设计

3.1模板支撑设计

原设计采用双钢管外楞加固框架柱模板，后优化为双槽钢外楞加固框架柱模板，且仅在模板外采用对拉螺栓对模板体系进行拉锚，优化后节约了钢管，免去了穿柱高强螺杆，无需对模板开孔，降低了模板损耗，并避免了孔洞引起的漏浆、起砂等质量缺陷，同时简化了工序，提高了工效，节约了成本。

结合柱模侧压力分析及成本考虑，柱模侧压力在有效压头h范围内呈锐减分布，则柱子上部h高度采用规格较小[5槽钢加固，柱子其余高度内（H—h）采用刚度较大的双槽钢箍加固（见图一）。

图一双槽钢外楞加固方柱模设计图

3.2槽钢柱箍加固高度

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力产生荷载标准值。

新浇混凝土侧压力F计算公式为下式中的较小值。

F=0.22γtβ1β2V1/2

F=γH

h=F/rc

根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F=24.002kN/m2，有效压头高度：

h=F/rc=24.002/25.000=0.96m。

取层高H0，除去板厚120mm，柱高为H=H0—0.12m，裙楼层高H0在4.5m-5.9之间，槽钢加固高度为HC=5.9—0.96—0.12=4.82m，实取加固高度为4.9m。

3.3槽钢加固技术参数

表1槽钢加固技术参数

4槽钢加固设计验算

4.1强度验算

取截面1400mm×1400mm柱子作算例

4.2柱箍的计算

本工程中，柱箍采用槽钢槽口水平[，类型为10号槽钢，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=39.7×2=79.4cm3；

I=198.3×2=396.6cm4；

其中P--竖楞传递到柱箍的集中荷载（kN）；

P=（1.2×24×0.9+1.4×2×0.9）×0.27×0.45=3.46kN；

柱箍最大支座力：N=8.639kN；

柱箍最大弯矩：M=4.138kN•m；

柱箍最大变形：ν=1.424mm；

4.2.1柱箍抗弯强度验算

柱箍截面抗弯强度验算公式

σ=M/（γxW）<f

其中，柱箍杆件的最大弯矩设计值：M=4138227.62N•mm；

弯矩作用平面内柱箍截面抵抗矩：W=79400mm3；

柱箍的最大应力计算值：σ=49.64N/mm2；

柱箍的抗弯强度设计值：[f]=205N/mm2；

柱箍的最大应力计算值σ=4.14×109/（1.05×7.94×107）=49.64N/mm2小于柱箍的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求!

4.2.2柱箍挠度验算

经过计算得到：ν=1.424mm；

柱箍最大容许挠度：[ν]=1400/250=5.6mm；

柱箍的最大挠度ν=1.424mm小于柱箍最大容许挠度[ν]=5.6mm，满足要求!

4.3高强对拉螺栓强度验算

计算公式：

N<[N]=fA。

其中，N为对拉螺栓所受的拉力，取最大拉力：N=8.639kN。A为对拉螺栓有效面积，对拉螺栓的直径：14mm；对拉螺栓有效直径：12mm，A取105.000mm2；f为对拉螺栓抗拉强度设计值，取170N/mm2；对拉螺栓最大容许拉力值：[N]=fA=17.85kN；N<[N]，对拉螺栓强度验算满足要求。

5柱模加固施工工序

5.1柱加固材料

1）920×1830×18mm，双面胶合夹板；

2）热轧普通[10号槽钢，单位重量10.007kg/m；

3）Φ48×3.5mm钢管，4m×50mm×100mm木枋，Φ14高强对拉螺栓及双螺母，平头形卡、蝴蝶卡、压脚板、卷尺、钉锤、海绵条、扳手、水平尺等；

4）脱模剂：环保型水泥脱模剂。

5.2柱模加固工序

1）按设计图纸配柱侧模，模板内侧均匀涂刷托模剂。

2）粘海绵条、钉好压脚板再安装柱模板，背面钉竖向长木枋，侧模用线锤吊线调直，用铁钉钉牢，柱角必设木枋。柱底部每个侧面需加设2根2m木枋作为竖楞加强。

3）定出柱箍间距，从柱根用双槽钢作外楞向上加固至5m

4）在柱角侧板上均加一道钢管作斜支撑，斜撑顶在混凝土楼板上。

5）校正模板，调整横向支撑及拧紧对拉螺栓螺帽。

6）柱模板下侧留清扫口，清洁完毕封口。

6实体质量及效益分析

6.1实体质量

双槽钢外楞加固大截面框架柱的技术较好地消除了胀模隐患，可充分保证柱面的平整度、垂直度，明显地提升了混凝土实体观感质量。

6.2效益分析

1）工具化施工，循环利用。槽钢周转次数多，损耗率极低，易维护，可在多个工程循环使用，降低了成本。

2）操作简便快捷，提高了工效。

3）降低了模板损耗。双槽钢外楞作柱箍柱侧模不需穿螺栓，模板损耗率降低了约20％。节省了材料费（如PVC穿管、堵孔用的防水砂浆、高强螺栓）和人工费（侧模打孔、穿螺杆、安装PVC管、螺栓孔的堵塞、灌浆、抹面等）。

4）清水混凝土柱面一次成型。混凝土柱构件表面光洁平整、棱角分明、感官效果良好。

5）社会效益。双槽钢外楞加固大截面框架柱达到预期效果，值得推广运用，可取得更大的社会效益。

7结语

由于我国建筑市场主要还是使用木模板为主，使用双槽钢外楞加固大截面框架柱模板技术特点简单明了，易于操作，显著的提高了工效，降低能耗几模板的损耗，特别对柱子结构质量有了很大的提升，方便了后期装饰装修施工，相比于钢管加固大截面框架柱具有较大优势，有较广阔运用前景。

参考文献：

[1]《建筑施工手册》编委会．建筑施工手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2012．

[2]《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）．

[3]江正荣．建筑施工计算手册[M]．北京：中国建筑工业出版社．2001．

[4]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010．

[5]中国钢结构协会．建筑钢结构施工手册[M]．北京：中国计划出版社．2002．