[發明專利]裝配式剪力墻后澆圈梁模板與板支座一體設計與施工方法

有效

• 申請號: 201910657825.3
• 申請日: 2019-07-20
• 公開（公告）號: CN110397268B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 賈華遠;賈毅;馬沖;顧學良;翟凱;閻孔軍
• 申請（專利權）人: 山東金城建設有限公司
• 主分類號: E04G11/46
• 分類號: E04G11/46;E04G11/48;E04G17/16
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 張洪艷

1.一種裝配式剪力墻后澆圈梁模板與板支座一體設計與施工方法，其特征在于，采取以下步驟：

一、確定模板系統計算模型：

1.1、確定模板計算模型：

模板以背楞和豎桿為支座，按照三跨等跨連續梁確定模板計算模型；

1.2、確定楞梁計算模型：

1)外預制剪力墻、后澆圈梁模板以豎桿為楞梁，按照懸臂梁確定楞梁計算模型；

2)內預制剪力墻、后澆圈梁模板，分別以豎桿和背楞為楞梁，按懸臂梁確定楞梁計算模型；

二、模板系統承載力驗算：

1、模板承載力驗算：

1.1、模板側壓力標準值計算：G_k＝γ_cH；

式中：G_k—模板側壓力標準值，單位KN/m²；

γ_c—混凝土容重，取24KN/m³；

H—后澆圈梁截面高度，單位m；

1.2、模板均布荷載設計值計算：q_m＝(γ_GG_k+γ_QQ_k)B；

式中：q_m—模板均布荷載設計值，單位KN/m；

γ_G—模板側壓力分項系數；

G_k—模板側壓力標準值，單位KN/m²；

γ_Q—傾倒混凝土產生的水平荷載分項系數；

Q_k—傾倒混凝土產生的水平荷載標準值，單位KN/m²；

B—模板計算寬度；

1.3、模板抗彎強度驗算

模板最大彎矩計算：M_1max＝K_M3q_ml_m²；

模板抗彎強度驗算：σ₁＝M_1max/W₁≤[σ₁]；

式中：M_1max—模板最大彎矩值,單位KN·m；；

K_M3—三跨等跨連續梁彎矩系數；

q_m—模板均布荷載設計值，單位KN/m；

l_m—模板跨度，單位m；

σ₁—模板抗彎強度計算值，單位N/mm²；

W₁—模板截面抵抗矩，單位mm³；

[σ₁]—模板抗彎強度設計值，單位N/mm²；

1.4、模板撓度驗算：ω_1max＝(K_w3q_ml_m⁴)/(100E₁I₁)≤[ω₁]；

式中：ω_1max—模板最大撓度計算值，單位mm；

K_w3—三跨等跨連續梁撓度系數；

q_m—模板均布荷載設計值，單位KN/m；

l_m—模板跨度，單位m；

E₁-模板彈性模量，單位N/mm²；

I₁—模板截面慣性矩，單位mm⁴；

[ω₁]—模板容許撓度值取l_m/400，單位mm；

2、楞梁承載力驗算：

2.1、楞梁均布荷載設計值計算：q_z＝(γ_GG_k+γ_QQ_k)l_m

式中:q_z—楞梁均布荷載設計值，單位KN/m；

γ_G—模板側壓力分項系數；

G_k—模板側壓力標準值，單位KN/m²；

γ_Q—傾倒混凝土產生的水平荷載分項系數；

Q_k—傾倒混凝土產生的水平荷載標準值，單位KN/m²；

l_m—模板跨度，單位m；

2.2、楞梁抗彎強度驗算：

楞梁最大彎矩計算：

楞梁抗彎強度驗算：σ₂＝M_2max/W₂≤[σ₂]

式中：M_2max—楞梁最大彎矩值,單位KN·m；

q_z—楞梁均布荷載設計值，單位KN/m；

l_z—楞梁跨度，單位m；

σ₂—楞梁抗彎強度計算值，單位N/mm²；

W₂—楞梁截面抵抗矩，單位mm³；

[σ₂]—楞梁抗彎強度設計值，單位N/mm²；

2.3、楞梁撓度驗算：

式中：ω_2max—楞梁最大撓度計算值，單位mm；

q_z—楞梁均布荷載設計值，單位KN/m；

l_z—楞梁跨度，單位mm；

E₂-楞梁彈性模量，單位N/mm²；

I₂—楞梁截面慣性矩，單位mm⁴；

[ω₂]—楞梁容許撓度值取l_z/400，單位mm；

3、水平桿抗拉強度驗算：

水平桿軸向力設計值計算：N＝q_zl_z；

水平桿抗拉強度驗算：

式中：N—水平桿軸向力設計值,單位KN；

q_z—楞梁均布荷載設計值，單位KN/m；

l_z—楞梁跨度，單位mm；

—水平桿軸向抗拉承載力設計值，單位KN；

A_n—水平桿凈截面面積，單位mm²；

f_t^b—水平桿抗拉強度設計值，單位N/mm²；

三、確定預制板支座系統計算模型：

1、確定預制板支座模板計算模型

預制板以模板為支座，按照三跨等跨連續梁確定模板計算模型；

2、確定模板支座水平桿計算模型

模板以水平桿為支座，按照懸臂梁確定水平桿計算模型；

四、預制板支座系統承載力驗算：

1、預制板支座模板承載力驗算：

1.1、預制板支座模板荷載設計值計算：

式中：q—預制板支座模板荷載設計值,單位KN/m；

γ_G1—永久荷載分項系數；

G_ik—包括模板及支架自重標準值G_1k(0.3KN/m²)、預制板與后澆疊合層鋼筋混凝土自重G_2k(25.1KN/m³)；

γ_Q1—活荷載分項系數；

Q₁—施工人員與設備活荷載，取2.5KN/m²；

l—預制板跨度，單位m；

1.2、預制板支座模板抗彎強度驗算

預制板支座模板最大彎矩計算：M_max＝K_M3ql₁²

預制板支座模板抗彎強度驗算：σ＝M_max/W≤[σ]；

式中：M_max—預制板支座模板最大彎矩值,單位KN·m；

K_M3—三跨等跨連續梁彎矩系數；

q—預制板支座模板荷載設計值,單位KN/m；

l₁—預制板支座模板跨度，單位m；

σ—預制板支座模板抗彎強度計算值，單位N/mm²；

W—預制板支座模板截面抵抗矩，單位mm³；

[σ]—預制板支座模板抗彎強度設計值，單位N/mm²；

1.3、預制板支座模板撓度驗算：ω_max＝(K_w3ql₁⁴)/(100EI)≤[ω]；

式中：ω_max—預制板支座模板最大撓度計算值，單位mm；

K_w3—三跨等跨連續梁撓度系數；

q—預制板支座模板荷載設計值,單位KN/m；

l₁—預制板支座模板跨度，單位m；

E-預制板支座模板彈性模量，單位N/mm²；

I—預制板支座模板截面慣性矩，單位mm⁴；

[ω]—預制板支座模板容許撓度值取l_c/400，單位mm；

1.4、預制板支座模板抗剪強度驗算：

預制板支座模板最大剪力設計值：V＝K_V3左ql₁；

預制板支座模板抗剪強度按下式驗算:τ＝(3V/2bh)≤f_V；

式中：V—預制板支座模板最大剪力設計值，單位KN；

K_V3左—三跨等跨連續梁第二支座左側剪力系數；

q—預制板支座模板均布荷載設計值，單位KN/m；

l₁—預制板支座模板跨度，單位m；

τ—預制板支座模板剪切應力設計值,單位N/mm²；

b-預制板支座模板截面寬度，單位mm；

h—預制板支座模板截面高度，單位mm；

f_V—預制板支座模板抗剪強度設計值,單位N/mm²；

2、模板支座水平桿承載力驗算：

2.1、預制板支座模板最大支座反力設計值計算：F＝K_V3左右ql₁；

式中：F—預制板支座模板最大支座反力設計值，單位KN；

K_V3左右—三跨等跨連續梁第二支座左右剪力系數絕對值之和；

q—預制板支座模板荷載設計值,單位KN/m；

l₁—預制板支座模板跨度，單位m；

2.2、模板支座水平桿等效均布荷載設計值計算：q_s＝F/l_s；

式中：q_s—模板支座水平桿等效均布荷載設計值，單位KN/m；

F—預制板支座模板最大支座反力設計值，單位KN；

l_s—模板支座水平桿跨度，單位m；

2.3、模板支座水平桿抗彎強度驗算：

模板支座水平桿最大彎矩計算：

模板支座水平桿抗彎強度驗算：σ_s＝M_smax/W_s≤[σ_s]；

式中：M_smax—模板支座水平桿最大彎矩值,單位KN·m；

q_s—模板支座水平桿等效均布荷載設計值，單位KN/m；

l_s—模板支座水平桿跨度，單位m；

σ_s—模板支座水平桿抗彎強度計算值，單位N/mm²；

W_s—模板支座水平桿截面抵抗矩，單位mm³；

[σ_s]—模板支座水平桿抗彎強度設計值，單位N/mm²；

2.4、模板支座水平桿撓度驗算：

式中：ω_smax—模板支座水平桿最大撓度計算值，單位mm；

q_s—模板支座水平桿等效均布荷載設計值，單位KN/m；

l_s—模板支座水平桿跨度，單位m；

E_s-模板支座水平桿彈性模量，單位N/mm²；

I_s—模板支座水平桿截面慣性矩，單位mm⁴；

[ω_s]—模板支座水平桿容許撓度值取l_s/400，單位mm；

五、確定模板系統構件材質：

采用竹膠合板面板、落葉松襯板、HRB400級鋼筋豎桿、水平桿、螺桿和背楞；

六、制作背楞：

1)截取比預留孔下平至預制板下平距離短10㎜～15㎜的豎向鋼筋為背楞；

2)裁割長度比模板厚度與背楞直徑之和短5㎜～8㎜的套管；

3)先在螺桿頂部焊接水平托盤，然后將螺桿擰出螺帽，形成微調螺桿；

4)將套管與背楞外側對齊為90°焊接牢固，并在套管頂面的模板厚度中心位置焊接微調螺桿形成承插式背楞；

七、制作模板：

裁割寬度與背楞高度相等的面板和襯板，采用沉頭螺絲釘和膠黏劑將面板和襯板組合形成模板；

八、制作直角螺栓：

1、制作外墻用直角螺栓：

1)截取長度為外預制剪力墻厚度、模板厚度和100mm～120mm之和的鋼筋水平桿，外端套絲，內端切割45°；

2)截取長度比預留孔下平至預制板下平距離短10㎜～15㎜的鋼筋豎桿，上端切割水平，下端切割45°；

3)將水平桿和豎桿的45°截面焊接牢固，在水平桿頂面的模板厚度中心位置焊接微調螺桿，并與螺母、墊片組合形成外墻用直角螺栓；

2、制作內墻用直角螺栓：

1)截取長度為內預制剪力墻厚度、2倍模板厚度、2倍背楞直徑與50mm～70mm之和的鋼筋水平桿，外端套絲，內端切割45°；

2)截取長度比內預制剪力墻預留孔下平至預制板下平距離短10㎜～15㎜的鋼筋豎桿，上端切割水平，下端切割45°；

3)將水平桿和豎桿的45°截面焊接牢固，在水平桿頂面的模板厚度中心位置焊接微調螺桿，并與螺母組合形成內墻用直角螺栓；

九、制作模板內撐：

1)采用φ12鋼筋端頭焊接承壓板，形成長度與后澆圈梁寬度相等的外墻圈梁模板內撐；

2)截取長度與后澆圈梁寬度相等的φ12鋼筋作為內墻圈梁的模板內撐；

十、模板安裝：

1、外預制剪力墻后澆圈梁模板安裝

外預制剪力墻后澆圈梁鋼筋綁扎完畢并驗收合格后，按照下列方法進行模板安裝：

1)將水平桿由內向外穿過預留孔，并將豎桿調整垂直后在托盤上放置模板；

2)安裝模板內撐和墊片后臨時固定螺母；

3)采用水準儀檢測模板上平標高，通過旋轉螺帽將模板上平調整至預制板底平精確標高，然后擰緊與鎖定螺母；

2、內預制剪力墻后澆圈梁模板安裝

內預制剪力墻后澆圈梁鋼筋綁扎完畢并驗收合格后，按照下列方法進行模板安裝：

1)將水平桿穿過預留孔，在水平桿套絲一端裝入承插式背楞，并調整豎桿和背楞垂直后在托盤上放置模板；

2)安裝模板內撐后臨時固定螺母；

3)采用水準儀分別檢測兩側模板上平標高，通過旋轉螺帽將兩側模板上平分別調整至預制板底平精確標高，然后擰緊與鎖定螺母；

十一、預制板吊裝：

采用塔式起重機吊裝預制板平穩就位于后澆圈梁模板上平，并使預制板支撐端邊緣與模板內側平齊；

十二、澆筑混凝土：

后澆疊合層鋼筋綁扎完畢并驗收合格后，先施工后澆圈梁混凝土至預制板上平，初凝前澆筑完畢后澆疊合層混凝土，并覆蓋塑料薄膜保濕養護。