[發明專利]空腹夾層板剪力鍵裝配式模板設計與施工方法

有效

• 申請號: 202010838493.1
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111962860B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 賈華遠;李剛;張東健;左亭亭;王志國
• 申請（專利權）人: 山東金馳建設有限公司
• 主分類號: E04G11/36
• 分類號: E04G11/36;E04G11/48;E04G11/50;E04G9/04;E04G17/00;E04G11/40;E04G11/42;E04B5/28
• 代理公司: 淄博啟智達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 37280
• 代理人: 王燕

1.一種空腹夾層板剪力鍵裝配式模板設計與施工方法，其特征在于，采取以下步驟：

一、確定模板系統計算模型；

二、確定模板系統受力構件材質；

三、面板承載力驗算；

四、次楞承載力驗算；

五、主楞承載力驗算；

六、模板制作；

七、外框主楞制作；

八、模板支撐體系搭設；

九、下肋與剪力鍵模板安裝；

十、下肋與剪力鍵混凝土澆筑；

十一、上肋與現澆板模板安裝；

十二、上肋與現澆板混凝土澆筑；

步驟一中確定模板系統計算模型為

1)確定次楞和主楞布置方向與間距

次楞豎向布置，間距為150㎜～250㎜；主楞水平布置，間距為400mm～600㎜；

2)確定面板計算模型

面板以次楞為支座，按照三跨等跨連續梁確定計算模型；

3)確定次楞計算模型

次楞以主楞為支座，按照外伸梁確定計算模型；

4)確定主楞計算模型

主楞以相鄰的與其垂直的方鋼管外框主楞為支座，按照簡支梁確定計算模型；

5)確定混凝土一次澆筑厚度

混凝土一次澆筑厚度為剪力鍵和下肋高度之和；

步驟二中確定模板系統受力構件材質采用木膠合板面板、方木次楞、方鋼管主楞、螺栓和螺母；

步驟三中面板承載力驗算為

1)面板側壓力標準值計算：G_k＝γ_cH；

式中：G_k—面板側壓力標準值，單位kN/m²；

γ_c—混凝土容重，取24kN/m³；

H—混凝土一次澆筑厚度，單位m；

2)面板均布荷載設計值計算：q_m＝(γ_GG_k+γ_QQ_k)B；

式中：q_m—面板均布荷載設計值，單位kN/m；

γ_G—面板側壓力分項系數，取1.2；

G_k—面板側壓力標準值，單位kN/m²；

γ_Q—傾倒混凝土產生的水平荷載分項系數，取1.4；

Q_k—傾倒混凝土產生的水平荷載標準值，單位kN/m²；

B—面板計算單元，取1000㎜；

3)面板抗彎強度驗算

面板最大彎矩計算：

面板抗彎強度驗算：σ₁＝M_1max/W₁≤[σ₁]；

式中：M_1max—面板最大彎矩值，單位kN·m；

K_M3—三跨等跨連續梁彎矩系數，取0.1；

q_m—面板均布荷載設計值，單位kN/m；

l_m—面板跨度，單位m；

σ₁—面板抗彎強度計算值，單位N/mm²；

W₁—面板截面抵抗矩，單位mm³；

[σ₁]—面板抗彎強度設計值，單位N/mm²；

4)面板撓度驗算：ω_1max＝(K_w3q_ml_m⁴)/(100E₁I₁)≤[ω₁]；

式中：ω_1max—面板最大撓度計算值，單位mm；

K_w3—三跨等跨連續梁撓度系數，取0.677；

q_m—面板均布荷載設計值，單位kN/m；

l_m—面板跨度，單位mm；

E₁-面板彈性模量，單位N/mm²；

I₁—面板截面慣性矩，單位mm⁴；

[ω₁]—面板容許撓度值取l_m/400，單位mm；

步驟四中次楞承載力驗算為

1)次楞均布荷載設計值計算：q_c＝(γ_GG_k+γ_QQ_k)a；

式中：q_c—次楞均布荷載設計值，單位kN/m；

γ_G—面板側壓力分項系數，取1.2；

G_k—面板側壓力標準值，單位kN/m²；

γ_Q—傾倒混凝土產生的水平荷載分項系數取1.4；

Q_k—傾倒混凝土產生的水平荷載標準值，單位kN/m²；

a—次楞間距，單位m；

2)次楞抗彎強度驗算

次楞最大彎矩計算：

次楞抗彎強度驗算：σ₂＝M_2max/W₂≤[σ₂]；

式中：M_2max—次楞最大彎矩值，單位kN·m；

K_M3—外伸梁彎矩系數，取0.125；

q_c—次楞均布荷載設計值，單位kN/m；

l_c—次楞跨度，單位m；

a—懸挑長度，單位m；

σ₂—次楞抗彎強度計算值，單位N/mm²；

W₂—次楞截面抵抗矩，單位mm³；

[σ₂]—次楞抗彎強度設計值，單位N/mm²；

3)次楞抗剪強度驗算：

次楞最大剪力設計值：V＝K_V3右q_cl_c+K_V3左q_ca

次楞抗剪強度按下式驗算：τ＝(3V/2bh)≤f_V；

式中：V—次楞最大剪力設計值，單位kN；

K_V3左—外伸梁支座左側剪力系數，取1；

K_V3右—外伸梁支座右側剪力系數，取1/2；

q_c—次楞均布荷載設計值，單位kN/m；

l_c—簡支長度，單位m；

a—次楞一端外伸長度，單位mm；

τ—次楞剪切應力設計值，單位N/mm²；

b-次楞截面寬度，單位mm；

h—次楞截面高度，單位mm；

f_V—次楞抗剪強度設計值，單位N/mm²；

4)次楞撓度驗算：

式中：ω_2max—次楞最大撓度計算值，單位mm；

K_w3—外伸梁梁撓度系數，取1/384；

q_c—次楞均布荷載設計值，單位kN/m；

l_c—簡支長度，單位mm；

a—次楞一端外伸長度，單位mm；

E₂-次楞彈性模量，單位N/mm²；

I₂—次楞截面慣性矩，單位mm⁴；

[ω₂]—次楞容許撓度值取l_c/400，單位mm；

步驟五中主楞承載力驗算為

1)次楞支座反力設計值計算：F＝K_V3左右q_cl_c；

式中：F—次楞最大支座反力設計值，單位kN；

K_V3左右—外伸梁支座左右剪力系數，取1；

q_c—次楞均布荷載設計值，單位kN/m；

l_c—次楞跨度，單位m；

2)主楞等效均布荷載設計值計算：q_z＝nF/l_z

式中：q_z—主楞等效均布荷載設計值，單位kN/m；

n—次楞根數；

F—次楞最大支座反力設計值，單位kN；

l_z—主楞跨度，單位m；

3)主楞抗彎強度驗算

主楞最大彎矩計算：

主楞抗彎強度驗算：σ₃＝M_3max/W₃≤[σ₃]；

式中：M_3max—主楞最大彎矩值,單位kN·m；

q_z—主楞等效均布荷載設計值，單位kN/m；

l_z—主楞跨度，單位m；

σ₃—主楞抗彎強度計算值，單位N/mm²；

W₃—主楞截面抵抗矩，單位mm³；

[σ₃]—主楞抗彎強度設計值，單位N/mm²；

4)主楞撓度驗算：ω_3max＝(5q_zl_z⁴)/(384E₃I₃)≤[ω₃]；

式中：ω_3max—主楞最大撓度計算值，單位mm；

q_z—主楞等效均布荷載設計值，單位kN/m；

l_z—主楞跨度，單位mm；

E₃-主楞彈性模量，單位N/mm²；

I₃—主楞截面慣性矩，單位mm⁴；

[ω₃]—主楞容許撓度值取l_z/400，單位mm；

步驟六中模板制作為

1)裁割并組合長度比十字剪力鍵混凝土側面高度長20mm～100mm的方木次楞；

2)采用沉頭螺絲，分別將十字剪力鍵次楞與面板連接為整體，采用沉頭螺絲，在相對應的次楞外固定角鋼；

步驟七中外框主楞制作為

1)有鋼板拐角外框制作

裁割兩根長度與剪力鍵尺寸相匹配的方鋼管，一端切割45°角并吻合焊接形成直角，另一端上下面焊接鋼板拐角，并在鋼板拐角外伸部位預留橢圓孔；

2)無鋼板拐角外框制作

裁割兩根長度與剪力鍵尺寸相匹配的方鋼管，一端切割45°角并吻合焊接形成直角；

步驟八中模板支撐體系搭設為

1)搭設空腹夾層板下肋模板支撐體系與安裝下肋模板，并將立桿與水平桿搭設至上肋和現澆板可調托撐下平高度；

2)在下肋兩側立桿以外平行于下肋跨向鋪設木腳手架板，形成空腹夾層板下肋及剪力鍵混凝土澆筑操作平臺；

步驟九中下肋與剪力鍵模板安裝為

1)按照模板支撐體系施工圖安裝下肋可調托撐、主楞、次楞與面板，然后綁扎下肋與剪力鍵鋼筋，并對下肋支撐體系與模板進行驗收，合格后進行下道工序施工；

2)將十字剪力鍵裝配式模板分別吊裝就位，并將次楞吻合插至下肋側模以下20～100mm；

3)分別將裝配式單元模板就位后進行吻合拼裝，形成十字剪力鍵整體模板；

4)十字剪力鍵整體模板調整兩對角線偏差≤5mm后，將兩個方鋼管單元外框承插為一體，并采用螺栓連接牢固；

步驟十中下肋與剪力鍵混凝土澆筑為

1)下肋、十字剪力鍵、一字剪力鍵的模板支撐體系搭設完畢并驗收合格后，先澆筑下肋和剪力鍵混凝土至上肋混凝土下平留設施工縫；

2)待剪力鍵混凝土達到15MPa及其以上時，對剪力鍵混凝土上平進行施工縫毛化處理，并采用高壓噴霧器吹洗干凈施工縫；

步驟十一中上肋與現澆板模板安裝為

1)安裝上肋和現澆板立桿可調托撐與主楞；

2)安裝上肋底模板與側模及現澆板次楞和面板；

步驟十二中上肋與現澆板混凝土澆筑為

空腹夾層板上肋、現澆板模板支撐體系與鋼筋驗收合格后，澆筑混凝土前，在剪力鍵上平施工縫處噴涂混凝土界面劑后，隨即鋪設30～80mm厚度1:1水泥砂漿，然后澆筑上肋與現澆板混凝土。