3 模板设计与制作
3.1 设计
3.1.1 组合钢模板的设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,并应采用分项系数的设计表达式进行设计计算。
现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017中采用极限状态的计算方法,因此本规范也一致采用概率极限状态设计原则和分项系数表达的计算方法。
3.1.2 组合钢模板应具有足够的刚度和强度,并应满足稳定性的要求。
3.1.3 平面模板在规定荷载作用下的刚度和强度应符合本规范表3.4.4的要求。其截面特征应符合本规范附录B的要求。
钢模板的刚度和强度,与钢材的材质、钢板的厚度有很大关系。不少钢模板厂采用钢板下公差较大,造成钢模板的刚度和强度无法保证。
3.1.4 钢模板应拼缝严密、装拆灵活、搬运方便。
根据建筑工程施工质量的要求,钢模板应拼缝严密,保证混凝土浇筑质量。同时钢模板应发挥装拆灵活、搬运方便的特点。
3.1.5 钢模板采用模数制设计,通用模板的宽度模数应以50mm进级,宽度超过600mm时,应以150mm进级;长度模数应以150mm进级,长度超过 900mm时,应以 300mm进级,并应符合本规范第A.0.1条的规定。
3.1.6 钢模板施工时,可根据工程特点的需要,增加其他专用模板,但其模数应与本规范钢模板的模数相一致,并应符合本规范第A.0.2条的规定。
本规范所列钢模板规格为通用性较大的基本规格,如有的部门和地区对此基本规格感到不足,可以结合工程需要增加其他规格模板和异形模板,但这些增加的模板应与本规范的模数相一致,并经有关主管部门批准后方可生产。
3.1.7 钢模板纵、横肋的孔距与模板的模数应一致,模板横竖均可拼装。
为满足组合钢模板横竖拼装的特点,钢模板纵、横肋的孔距与模板长度和宽度的模数应一致,由于模板长度的模数以150mm进级,宽度模数以50mm进级,所以,模板纵肋上的孔距宜为150mm,端横肋上的孔距宜为50mm,这样可以达到横竖任意拼装的要求。现行国家标准《组合钢模板标准设计》GBJT 1中已将100mm宽模板改为2个孔,200mm和250mm宽的模板改为4个孔,在制作中也可以将150mm宽的模板改为3个孔,300mm宽的模板改为6个孔,更利于模板的横竖组合拼装。
3.1.8 钢模板的规格应符合表3.1.8和本规范附录C、附录D的要求。
表3.1.8 钢模板规格(mm)
续表3.1.8
3.1.9 连接件应符合配套使用、装拆方便、操作安全的要求,连接件的规格应符合表3.1.9、本规范第A.0.3条和附录E的要求。
表3.1.9 连接件规格(mm)
关于连接件需要说明以下几点:
(1)本规范中的连接件附图,仅作示意图,所以尺寸不全或没有尺寸,制作应按现行国家标准《组合钢模板标准设计》GBJT 1(二)进行加工。
(2)U形卡一般都采用Q235钢制作,通过工程实践使用,基本能满足要求,但还存在一些问题,有的U形卡使用几次后,卡口张大,夹紧力不足,弹性孔内圆面有裂纹,使用几次易产生断裂,所以宜提高U形卡材质。卡口处尺寸应根据板厚来调整,卡口宽度=2δ+1mm(δ为钢板厚)。另外,在加工工艺上要保证加工质量。目前采用改制钢材加工的U形卡已很多,这种U形卡价格很低,但不能满足使用要求。各有关部门应严格限制生产这种U形卡。
(3)扣件。有碟形和3形两种。碟形扣件是用于承载能力大的矩形钢管或卷边槽钢。3形扣件用于承载能力小的圆形钢管,原碟形扣件的外形设计不太合理,虽然耗用钢材多,但承载能力并不大,3形扣件的外形较合理,承载能力较大。从表1的试验结果可见,3形扣件的破坏荷重比碟形扣件大,所以在现行国家标准《组合钢模板标准设计》GBJT 1(二)中,已对碟形扣件的钢板加厚,外形设计也作了改进,使碟形扣件的承载能力提高到能与钢楞和拉杆配套使用。
表1 扣件承载试验
(4)对拉螺栓,是模板拉杆的一种形式,由内、外拉杆和顶帽组成的三节工具式对拉螺栓,其优点是:
1)能将内外面模板的位置固定,不用再加内顶杆。用它来承受混凝土侧压力,使模板的支撑简单。
2)内拉杆不露出混凝土表面,适于防水混凝土结构。
3)外拉杆和顶帽装拆简单,可多次周转使用。
但也有一些缺点,如外拉杆加工较复杂,使用时模板上要打孔洞,内拉杆安装时两头的丝扣量不易保证均匀,内拉杆不易取出。
对拉装置的种类和规格尺寸较多,可按设计要求和供应条件选用,目前有不少单位使用通长螺栓代替内外拉杆,加工简单,也有采取在内拉杆外用纸包裹或加水泥管、塑材管等办法,可以取出内拉杆。还有板条式拉杆和螺纹拉杆等,需通过工程实践后再总结。
3.1.10 支承件均应设计成工具式,其规格应符合表3.1.10、本规范第A.0.4条和附录E的要求。
表3.1.10 支承件规格(mm)
关于支承件需要说明以下几点:
(1)支承件的附图均为示意图,其种类还不齐全,还需要通过实践使用加以补充完善。
(2)钢楞的称呼较多。如“连杆”其含义是能将单块板连结拼成大块的杆件;“龙骨”即骨架的意思;“背楞”即模板背面的楞;“加强梁”即对模板起加强作用的梁,以及檩条、格栅、连系梁、支撑等。经反复推敲,认为称“背楞”较适宜。由于目前背楞都是用的钢材,为强调以钢代木,最后正式定名为“钢楞”,钢楞的类型和规格尺寸较多,本规范不可能将各地使用的类型都包括进去,各地可根据设计要求和供应条件选用。
(3)柱箍,又称定位夹箍、柱卡箍等。对目前使用的柱箍主要有两个意见,一是认为刚度不够,二是认为应增加通用性。75mm×25mm×3mm角钢柱箍的刚度较差,在侧压力30kN/m2时,柱宽不大于600mm,现已改为75mm×25mm×5mm。为增加通用性,可以设计成柱箍与梁托架通用,又可以利用现有钢楞(如圆钢管、内卷边槽钢等)作为柱箍,这在有些工程中已采用,效果较好。
(4)钢支柱,又称钢管架、钢管支撑、钢顶撑等,是一种单管式支柱,其优点是:①在使用长度内,可以自由连续调节高度;②采用深槽方牙螺纹,旋转流畅,制动灵活;③结构简单,强度较大,使用安全可靠;④操作简单,适应性强,可多次重复使用。
外螺纹钢支柱在使用中,存在砂浆等污物易沾结螺纹,螺纹在使用和搬运中易碰坏,以及帽盖、链条和插销丢失较严重等问题。内螺纹钢支柱,除具有上述优点外,还可以避免以上的不足,由于还未大量应用,所以暂未列入本规范。
(5)钢管支架,是利用现有扣件式脚手钢管来作模板支架,目前,钢管支架的应用已比较普遍,其优点是:①装拆方便,组装灵活,可按需要组装成各种形状,适应建筑物平、立面的变化;②通用性强,坚固耐用,可用于各种不同现浇混凝土结构的模板工程;③结构简单,搬运方便。
但是,扣件式钢管支架的安全性较差,在高大空间的模板支架中,应避免使用。
(6)门式支架,是利用门式脚手架来作模板支架,其优点是:①装拆简单,施工工效高;②承载性能好,使用安全可靠;③使用功能多、寿命长,经济效益好。目前已大量应用,效果也较好。
(7)碗扣式(插接式、盘销式)支架,是利用碗扣式(插接式、盘销式)脚手架来作模板支架,其优点是:①装拆灵活、操作方便,可提高工效;②结构合理、使用安全、使用寿命长;③使用功能多,应用范围广。碗扣式支架是新型脚手架中推广应用量最多的脚手架。