CN109610817A - 井字梁模板支架及其设计与施工方法 - Google Patents

井字梁模板支架及其设计与施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑结构模板支架设计与施工技术领域，具体涉及一种井字梁模板支架及其设计与施工方法，该方法包括以下步骤：一、井字梁模板支架施工图设计；二、承载力验算；三、调整施工图；四、梁底模板托盘制作；五、立杆定位放线；六、搭设梁底模板支架；七、安装梁底可调托撑；八、安装梁底模板托盘；九、安装梁底模板主楞；十、安装梁底模板次楞；十一、安装梁底模板面板；十二、井字梁钢筋绑扎与梁侧模板安装。本发明可有效解决纵横向井字梁底模板主楞标高差异的关键技术难题，比传统技术井字梁模板支架搭设速度提高3倍，梁底模板托盘工厂化加工、装配化施工，数百次循环使用，可大幅度节约施工综合费用，符合节能降耗与绿色施工要求。

Description

井字梁模板支架及其设计与施工方法
技术领域
本发明提供一种井字梁模板支架及其设计与施工方法，属于建筑结构模板支架设计与施工技术领域，适用于各种截面与跨度的井字梁模板支架设计与施工。
背景技术
近年来，为适应影视厅、会议室、展销厅等共享大空间需求，井字梁楼(屋)盖结构设计形式越来越多。但传统模板支架的梁下纵向水平杆在纵横井字梁交汇区重叠，导致纵横井字梁底模板主楞形成高差，无法满足纵横向井字梁底模板标高一致的要求，只能将较低方向的井字梁底模板主楞用钢钉固定方木调平。不仅施工难度大、浪费衬平方木、损坏梁底模板主楞和影响工期，而且衬平后的梁底模板主楞很不稳定，导致梁底混凝土弯曲；贯通纵横井字梁交汇区的梁底模板次楞承载力不满足要求，导致井字梁混凝土开裂而影响结构承载力与耐久性。上述问题已经成为一项亟待解决的全国性技术难题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种井字梁模板支架及其设计与施工方法，可有效解决纵横向井字梁底模板主楞标高差异的关键技术难题，比传统技术井字梁模板支架搭设速度提高3倍，梁底模板托盘工厂化加工、装配化施工，数百次循环使用，可大幅度节约施工综合费用，符合节能降耗与绿色施工要求。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：
所述井字梁模板支架，包括梁底模板托盘、梁底立杆和梁侧立杆，所述梁底模板托盘包括两根横杆、两根纵杆、一根中杆、四个四通和8根外延杆，两根横杆和两根纵杆通过四个四通焊接为矩形，四个四通外侧接口焊接外延杆，两根纵杆长度中点位置焊接中杆；外延杆分别与纵向井字梁和横井字梁的梁下两侧纵向水平杆上下搭接后采用旋转扣件连接牢固，并与横向井字梁的梁侧立杆采用十字扣件连接牢固；梁侧立杆与梁下两侧纵向水平杆采用十字扣件连接牢固；梁底立杆顶部采用可调托撑与梁底模板主楞和梁底模板托盘的中杆顶紧；梁底模板主楞在梁下两侧纵向水平杆和梁侧立杆节点处采用十字扣件连接牢固。
本发明还提供一种上述井字梁模板支架的设计与施工方法，包括如下步骤：
一、井字梁模板支架施工图设计：
1)现场采集确认井字梁模板支架所用材料品种、规格与物理力学性能指标；
2)掌握井字梁标高、跨度、间距、截面尺寸；
3)了解现场地基类型与场地排水条件；
4)根据上述条件和参数，按照井字梁模板支架结构进行井字梁模板支架施工图设计；
二、承载力验算：
1)确定计算单元：
以平行于井字梁跨度方向的梁底立杆和梁侧立杆最大间距区域为井字梁模板支架承载力代表计算单元；
2)确定计算模型：
a、当梁底模板次楞为3根时，梁底模板面板采用两跨连续梁计算模型；当梁底模板次楞为4根及以上时，梁底模板面板采用三跨连续梁计算模型；
b、梁底模板次楞采用三跨连续梁计算模型；
c、当垂直于梁跨度方向的梁底立杆为1根时，梁底模板主楞采用两跨连续梁计算模型；当垂直于梁跨度方向的梁底立杆为2根时，梁底模板主楞采用三跨连续梁计算模型；
3)井字梁模板支架承载力验算：
三、调整井字梁模板支架施工图：
当井字梁模板支架承载力不满足设计要求时，按照如下方法调整：
1)当梁底模板面板承载力不满足设计要求时，缩小梁底模板次楞间距，使其强度和刚度均满足设计要求；
2)当梁底模板次楞承载力不满足设计要求时，同步缩小平行于梁跨度方向梁底立杆和梁侧立杆间距，使梁底模板次楞强度和刚度均满足设计要求；
3)当梁底模板主楞承载力不满足设计要求时，采用双钢管作为梁底模板主楞，使其强度和刚度均满足设计要求；
4)当梁底立杆承载力不满足设计要求时，同步缩小平行于梁跨度方向的梁底立杆和梁侧立杆间距，使梁底立杆轴心抗压强度满足设计要求；
5)当梁底立杆长细比不满足设计要求时，缩小水平杆步距，使梁底立杆长细比满足设计要求；
6)当地基承载力不满足设计要求时，增加木垫板宽度或者浇筑混凝土垫层，使地基满足承载力要求；
四、梁底模板托盘制作：
1)按照横向井字梁和纵向井字梁的梁下两侧纵向水平杆间距，分别确定纵杆和横杆间距；
2)采用φ48×3.0钢管，分别截取两根纵杆和两根横杆、1根中杆和8根外延杆，与DN48四通焊接形成梁底模板托盘；
五、立杆定位放线：
按照井字梁模板支架施工图中梁底立杆和梁侧立杆位置、间距，在地基或混凝土垫层上测量与弹线定位立杆中心线；
六、搭设梁底模板支架：
1)地基处理：
a、当地基为回填土时，按每匹虚填厚度≤300㎜进行地基回填土夯实，压实系数按0.94～0.95控制，并铺设40㎜～60㎜厚、250㎜～400㎜宽、长度2.0m～3.0m的木垫板；
b、当雨季施工时，地基回填土上部浇筑100mm～150㎜厚度C15混凝土垫层；
2)立杆设置：
a、首先在木垫板上弹线定位立杆中心线，然后在地基或混凝土垫层上铺设木垫板，并使木垫板上的立杆中心线与地基或混凝土垫层上的立杆中心线重合；
b、在木垫板上的立杆中心线位置安装铁靴，在铁靴中心安装梁底立杆、梁侧立杆，并临时固定水平杆；
3)水平杆搭设：
a、在梁底立杆和梁侧立杆上弹出水平杆和扫地杆位置线，然后搭设扫地杆及水平杆；
b、水平杆与框架柱模板环抱式可靠连接；
4)剪刀撑搭设：
按井字梁模板支架施工图中的设计位置，分别搭设水平剪刀撑和竖向剪刀撑，与地面夹角为45°～60°；
5)梁下两侧纵向水平杆搭设：
在梁底模板主楞下平标高位置，将梁下两侧纵向水平杆与梁侧立杆采用十字扣件连接牢固；
七、安装梁底可调托撑：
在梁底立杆上安装可调托撑，并拉线调整可调托撑上平与梁底模板托盘和梁底模板主楞下平标高一致；
八、安装梁底模板托盘
1)按照施工图中的位置安装梁底模板托盘，将外延杆分别与纵向井字梁和横井字梁的梁下两侧纵向水平杆上下搭接后采用旋转扣件连接牢固；
2)梁底模板托盘与四周梁侧立杆采用十字扣件连接牢固，通过旋转可调托撑丝杠与梁底模板托盘顶紧；
九、安装梁底模板主楞
1)梁底模板主楞在梁下两侧纵向水平杆与梁侧立杆节点处采用十字扣件连接牢固；
2)通过旋转可调托撑丝杠与梁底模板主楞顶紧；
十、安装梁底模板次楞
1)纵向井字梁的梁底模板次楞在纵横井字梁交汇区域贯通设置；
2)横向井字梁的梁底模板次楞至纵向井字梁的外侧梁底模板次楞外边缘；
十一、安装梁底模板面板
1)纵向井字梁的梁底模板面板在纵横井字梁交汇区域贯通设置；
2)横向井字梁的梁底模板面板至纵向井字梁的梁底模板面板外边缘；
十二、井字梁钢筋绑扎与梁侧模板安装。
步骤一中绘制井字梁模板支架施工图设计要素如下：
1)平面图：
在井字梁楼盖结构平面图上绘制梁底立杆和梁侧立杆及现浇板立杆位置与纵横间距、水平剪刀撑位置与形式、竖向剪刀撑平面位置、水平杆与框架柱模板环抱连接方式；
2)剖面图：
在井字梁模板支架剖面图上绘制地基标高、木垫板铺设方向、梁底立杆和梁侧立杆及现浇板立杆位置与间距、扫地杆位置、水平杆步距、水平剪刀撑位置、竖向剪刀撑位置与形式、可调托撑伸出长度、梁底模板面板、梁底模板次楞、梁底模板主楞布置、梁编号与截面尺寸、现浇板厚度。
步骤二中井字梁模板支架承载力验算方法为：
1)作用于井字梁底模板面荷载设计值按下式计算：
a、由可变荷载效应控制的梁底模板面板荷载设计值：
b、由永久荷载效应控制的梁底模板面板荷载设计值：
c、取上述2式计算结果较大值为梁底模板面板荷载设计值qs；
式中：qb—由可变荷载效应控制的梁底模板面板荷载设计值(kN/m)；
qy—由永久荷载效应控制的梁底模板面板荷载设计值(kN/m)；
γG—永久荷载分项系数。由可变荷载效应控制的组合时γG取1.2，由永久荷载效应控制的组合时γG取1.35；
Gik—包括模板自重标准值G1k(kN/m2)、混凝土自重与梁截面高度乘积的标准值G2k(kN/m2)、钢筋自重与梁截面高度乘积的标准值G3k(kN/m2)；
γQ—可变荷载分项系数取1.4；
Q1k—可变荷载施工人员及施工设备荷载标准值(kN/m2)；
ψc—可变荷载Q1的组合系数取0.7；
L—梁底模板主楞间距(m)；
2)梁底模板面板验算：
a、梁底模板面板强度验算：
梁底模板面板最大弯矩计算：M1max＝K1Mqsl2；
梁底模板面板抗弯强度验算：σ1＝M1max/W1≤[σ1]；
式中：M1max—梁底模板面板最大弯矩(kN·m)；
K1M—梁底模板面板弯矩系数；
qs—梁底模板面板荷载设计值(kN/m)；
l—梁底模板次楞间距即梁底模板面板的跨度(m)；
W1—梁底模板面板截面抵抗矩(mm3)；
σ1—梁底模板面板弯曲应力计算值(N/mm2)：
[σ1]—梁底模板面板抗弯强度设计值(N/mm2)；
b、梁底模板面板挠度验算：
计算梁底模板面板挠度时的荷载设计值计算：
梁底模板面板挠度验算：ω1max＝(K1wGkxl4)/(100E1I1)≤[ω1]
式中：Gkx—计算梁底模板面板挠度时的荷载设计值(kN/m)；
Gik—包括模板自重标准值G1k(kN/m2)、混凝土自重与梁截面高度乘积的标准值G2k(kN/m2)、钢筋自重与梁截面高度乘积的标准值G3k(kN/m2)；
l—梁底模板次楞间距即梁底模板面板的跨度(m)；
K1w—梁底模板面板挠度系数；
E1—梁底模板面板弹性模量(N/mm2)；
I1—梁底模板面板截面惯性矩(mm4)；
ω1max—梁底模板面板最大挠度值(mm)；
[ω1]—梁底模板面板设计容许挠度值(mm)；
3)梁底模板次楞验算：
a、梁底模板次楞强度验算
梁底模板次楞荷载设计值计算：q1＝Rmax/Lc，Rmax＝KVqsl
梁底模板次楞最大弯矩计算：
梁底模板次楞抗弯强度验算：σ2＝M2max/W2≤[σ2]
式中：q1—梁底模板次楞荷载设计值(kN/m)；
Rmax—梁底模板次楞支座反力(KN)；
Lc—梁底模板次楞跨度(m)；
KV—梁底模板次楞剪力系数；
qs—梁底模板面板荷载设计值(kN/m)；
l—梁底模板次楞间距即梁底模板面板的跨度(m)；
M2max—梁底模板次楞最大弯矩(kN·m)；
K2M—梁底模板次楞弯矩系数；
W2—梁底模板次楞截面抵抗矩(mm3)；
σ2—梁底模板次楞弯曲应力值(N/mm2)；
[σ2]—梁底模板次楞抗弯强度设计值(N/mm2)；
b、梁底模板次楞抗剪强度验算：
梁底模板次楞剪力值计算：V＝KVq1Lc
梁底模板次楞抗剪强度验算：τ＝3V/2bh≤fV
式中：V—梁底模板次楞剪力计算值(KN)；
KV—梁底模板次楞剪力系数；
q1—梁底模板次楞荷载设计值(kN/m)；
Lc—梁底模板次楞跨度(m)；
τ—梁底模板次楞剪应力设计值(N/mm2)；
b—梁底模板次楞截面宽度(mm)；
h—梁底模板次楞截面高度(mm)；
fV—梁底模板次楞抗剪强度设计值(N/mm2)；
c、梁底模板次楞挠度验算：
计算梁底模板次楞挠度时荷载设计值计算：
梁底模板次楞挠度验算：ω2max＝(K2wq2Lc 4)/(100E2I2)≤[ω2]
式中：q2—计算梁底模板次楞挠度时荷载设计值(kN/m)；
Gik—包括模板自重标准值G1k(kN/m2)、混凝土自重与梁截面高度乘积的标准值G2k(kN/m2)、钢筋自重与梁截面高度乘积的标准值G3k(kN/m2)；
l—梁底模板次楞间距即梁底模板面板的跨度(m)；
Lc—梁底模板次楞跨度(m)；
K2w—梁底模板次楞挠度系数；
E2—梁底模板次楞弹性模量(N/mm2)；
I2—梁底模板次楞截面惯性矩(mm4)；
ω2max—梁底模板次楞最大挠度值(mm)；
[ω2]—梁底模板次楞设计容许挠度值(mm)；
4)梁底模板主楞与立杆验算：
采用建书模板计算软件V8，对梁底模板主楞和梁底立杆和梁侧立杆进行有限元分析，生成梁底模板主楞抗弯强度、挠度和立杆稳定验算结果；
5)地基验算：
a、地基承载力设计值计算：fg＝kcfak
式中：fg—地基承载力设计值(KN/m2)；
kc—地基承载力调整系数；
fak—地基承载力特征值(KN/m2)；
b、地承载力验算：p＝N/Ag≤fg
式中：p—梁底立杆基础底面平均压力设计值(KN/m2)；
N—梁底立杆轴力设计值(KN)；
Ag—梁底立杆基础底面积(m2)；
fg—地基承载力设计值(KN/m2)；
步骤四中横向井字梁是指平面坐标系中水平方向的井字梁；纵向井字梁是指平面坐标系中竖向方向的井字梁。
步骤四中中杆长度为两根纵杆之间的净距；外延杆的长度为300㎜～400mm；
步骤五梁底立杆和梁侧立杆定位放线的同时完成现浇板立杆定位放线；现浇板立杆纵横间距分别与平行于纵向井字梁、横向井字梁的梁底立杆和梁侧立杆间距相等。
步骤六搭设梁底模板支架、步骤七安装梁底可调托撑、步骤八安装梁底模板托盘、步骤九安装梁底模板主楞、步骤十安装梁底模板次楞和步骤十一安装梁底模板面板的施工过程，同时进行现浇板模板支架搭设、梁侧模板安装，然后进行梁板钢筋绑扎与混凝土浇筑。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)解决传统技术梁底模板主楞无法满足井字梁底标高一致设计要求的关键性技术难题；
2)比传统技术纵横井字梁交汇区梁底模板次楞跨度缩小1/2，解决50mm×70mm通用截面梁底模板次楞方木不满足承载力要求的关键性技术难题。
3)梁底模板托盘工厂化加工，装配化施工，数百次循环使用，支架搭设速度比传统技术提高3倍，符合节能降耗与绿色施工要求，具有显著的社会效益和经济效益；
4)本发明适用于各种截面与跨度的井字梁模板支架设计与施工，施工操作简单，针对性强，适应范围广，具有广阔的推广应用前景。
附图说明
图1是本发明的井字梁模板支架梁底模板托盘示意图；
图2是本发明的井字梁模板支架平面示意图；
图3是图2中A-A剖面示意图；
图中：1、横杆；2、四通；3、纵杆；4、外延杆；5、中杆；6、梁底模板托盘；7、十字扣件；8、梁侧立杆；9、梁底立杆；10、水平杆；11、可调托撑；12、梁底模板次楞；13、旋转扣件；14、梁下两侧纵向水平杆；15、梁底模板主楞；16、梁底模板面板；17、横向井字梁；18、纵向井字梁；19、现浇板；20、地基；21、木垫板；22、铁靴；23、扫地杆；24、水平剪刀撑；25、竖向剪刀撑；26、混凝土垫层；27、现浇板立杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：
实施例1：
如图1-3所示，本实施例所述井字梁模板支架，包括梁底模板托盘6、梁底立杆9和梁侧立杆8，所述梁底模板托盘6包括两根横杆1、两根纵杆3、一根中杆5、四个四通2和8根外延杆4，两根横杆1和两根纵杆3通过四个四通2焊接为矩形，四个四通2外侧接口焊接外延杆4，两根纵杆3长度中点位置焊接中杆5；外延杆4分别与纵向井字梁18和横井字梁17的梁下两侧纵向水平杆14上下搭接后采用旋转扣件13连接牢固，并与横向井字梁17的梁侧立杆8采用十字扣件7连接牢固；梁侧立杆8与梁下两侧纵向水平杆14采用十字扣件7连接牢固；梁底立杆9顶部采用可调托撑11与梁底模板主楞15和梁底模板托盘6的中杆5顶紧；梁底模板主楞15在梁下两侧纵向水平杆14和梁侧立杆8节点处采用十字扣件7连接牢固。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上提供一种井字梁模板支架设计与施工方法，包括如下步骤：
一、井字梁模板支架施工图设计：
1)现场采集确认井字梁模板支架所用材料品种、规格与物理力学性能指标；
2)掌握井字梁标高、跨度、间距、截面尺寸；
3)了解现场地基类型与场地排水条件；
4)根据上述条件和参数，按照井字梁模板支架结构进行井字梁模板支架施工图设计；
二、承载力验算：
1)确定计算单元：
以平行于井字梁跨度方向的梁底立杆9和梁侧立杆8最大间距区域为井字梁模板支架承载力代表计算单元；
2)确定计算模型：
a、当梁底模板次楞12为3根时，梁底模板面板16采用两跨连续梁计算模型；当梁底模板次楞12为4根及以上时，梁底模板面板16采用三跨连续梁计算模型；
b、梁底模板次楞12采用三跨连续梁计算模型；
c、当垂直于梁跨度方向的梁底立杆9为1根时，梁底模板主楞15采用两跨连续梁计算模型；当垂直于梁跨度方向的梁底立杆9为2根时，梁底模板主楞15采用三跨连续梁计算模型；
3)井字梁模板支架承载力验算：
三、调整井字梁模板支架施工图：
当井字梁模板支架承载力不满足设计要求时，按照如下方法调整：
1)当梁底模板面板16承载力不满足设计要求时，缩小梁底模板次楞12间距，使其强度和刚度均满足设计要求；
2)当梁底模板次楞12承载力不满足设计要求时，同步缩小平行于梁跨度方向梁底立杆9和梁侧立杆8间距，使梁底模板次楞12强度和刚度均满足设计要求；
3)当梁底模板主楞15承载力不满足设计要求时，采用双钢管作为梁底模板主楞15，使其强度和刚度均满足设计要求；
4)当梁底立杆9承载力不满足设计要求时，同步缩小平行于梁跨度方向的梁底立杆9和梁侧立杆8间距，使梁底立杆9轴心抗压强度满足设计要求；
5)当梁底立杆9长细比不满足设计要求时，缩小水平杆10步距，使梁底立杆9长细比满足设计要求；
6)当地基20承载力不满足设计要求时，增加木垫板21宽度或者浇筑混凝土垫层26，使地基20满足承载力要求；
四、梁底模板托盘6制作：
1)按照横向井字梁17和纵向井字梁18的梁下两侧纵向水平杆14间距，分别确定纵杆3和横杆1间距；
2)采用φ48×3.0钢管，分别截取两根纵杆3和两根横杆1，1根中杆5和8根外延杆4，与DN48的四通2焊接形成梁底模板托盘6；
五、立杆定位放线：
按照井字梁模板支架施工图中梁底立杆9和梁侧立杆8位置、间距，在地基20上测量与弹线确定立杆准确位置；
六、搭设梁底模板支架：
1)地基20处理：
a、当地基20为回填土时，按每匹虚填厚度≤300㎜进行地基20回填土夯实，压实系数按0.94～0.95控制，并铺设40㎜～60㎜厚、250㎜～400㎜宽、长度2.0m～3.0m的木垫板21；
b、当雨季施工时，地基20回填土上部浇筑100mm～150㎜厚度C15混凝土垫层26；
2)立杆设置：
a、首先在木垫板21上弹线定位立杆中心线，然后在地基20或混凝土垫层26上铺设木垫板21，并使木垫板21上的立杆中心线与地基20或混凝土垫层26上的立杆中心线重合；
b、在木垫板21上的立杆中心线位置安装铁靴22，在铁靴22中心安装梁底立杆9、梁侧立杆8，并临时固定水平杆10；
3)水平杆10搭设：
a、在梁底立杆9和梁侧立杆8上弹出水平杆10和扫地杆23位置线，然后搭设扫地杆23及水平杆10；
b、水平杆10与框架柱模板环抱式可靠连接；
4)剪刀撑搭设：
按井字梁模板支架施工图中的设计位置，分别搭设水平剪刀撑24和竖向剪刀撑25，与地面夹角为45°～60°；
5)梁下两侧纵向水平杆14搭设：
在梁底模板主楞15下平标高位置，将梁下两侧纵向水平杆14与梁侧立杆8采用十字扣件7连接牢固；
七、安装梁底可调托撑：
在梁底立杆9上安装可调托撑11，并拉线调整可调托撑11上平与梁底模板托盘6和梁底模板主楞15下平标高一致；
八、安装梁底模板托盘
1)按照施工图中的位置安装梁底模板托盘6，将外延杆4分别与纵向井字梁18和横井字梁17的梁下两侧纵向水平杆14上下搭接后采用旋转扣件13连接牢固；
2)梁底模板托盘6与四周梁侧立杆8采用十字扣件7连接牢固，通过旋转可调托撑11丝杠与梁底模板托盘6顶紧；
九、安装梁底模板主楞15：
1)梁底模板主楞15在梁下两侧纵向水平杆14与梁侧立杆8节点处采用十字扣件7连接牢固；
2)通过旋转可调托撑11丝杠与梁底模板主楞15顶紧；
十、安装梁底模板次楞12：
1)纵向井字梁18的梁底模板次楞12在纵横井字梁交汇区域贯通设置；
2)横向井字梁17的梁底模板次楞12至纵向井字梁18的外侧梁底模板次楞12外边缘；
十一、安装梁底模板面板16：
1)纵向井字梁18的梁底模板面板16在纵横井字梁交汇区域贯通设置；
2)横向井字梁17的梁底模板面板16至纵向井字梁18的梁底模板面板16外边缘；
十二、井字梁钢筋绑扎与梁侧模板安装：
井字梁钢筋绑扎、梁侧模板安装与一般梁板式楼盖施工方法相同。
步骤一中绘制井字梁模板支架施工图设计要素如下：
1)平面图：
在井字梁楼盖结构平面图上绘制梁底立杆9和梁侧立杆8及现浇板立杆27位置与纵横间距、水平剪刀撑24位置与形式、竖向剪刀撑25平面位置、水平杆10与框架柱模板环抱连接方式；
2)剖面图：
在井字梁模板支架剖面图上绘制地基20标高、木垫板21铺设方向、梁底立杆9和梁侧立杆8及现浇板立杆27位置与间距、扫地杆23位置、水平杆10步距、水平剪刀撑24位置、竖向剪刀撑25位置与形式、可调托撑11伸出长度、梁底模板面板16、梁底模板次楞12、梁底模板主楞15布置、梁编号与截面尺寸、现浇板19厚度。
步骤二中井字梁模板支架承载力验算方法为：
1)作用于井字梁底模板面16荷载设计值按下式计算：
a、由可变荷载效应控制的梁底模板面板16荷载设计值：
b、由永久荷载效应控制的梁底模板面板16荷载设计值：
c、取上述2式计算结果较大值为梁底模板面板16荷载设计值qs；
式中：qb—由可变荷载效应控制的梁底模板面板16荷载设计值(kN/m)；
qy—由永久荷载效应控制的梁底模板面板16荷载设计值(kN/m)；
γG—永久荷载分项系数，由可变荷载效应控制的组合时γG取1.2，由永久荷载效应控制的组合时γG取1.35；
Gik—包括模板自重标准值G1k(kN/m2)、混凝土自重与梁截面高度乘积的标准值G2k(kN/m2)、钢筋自重与梁截面高度乘积的标准值G3k(kN/m2)；
γQ—可变荷载分项系数取1.4；
Q1k—可变荷载施工人员及施工设备荷载标准值(kN/m2)；
ψc—可变荷载Q1的组合系数取0.7；
L—梁底模板主楞15间距(m)；
2)梁底模板面板16验算：
a、梁底模板面板16强度验算：
梁底模板面板16最大弯矩计算：M1max＝K1Mqsl2；
梁底模板面板16抗弯强度验算：σ1＝M1max/W1≤[σ1]；
式中：M1max—梁底模板面板16最大弯矩(kN·m)；
K1M—梁底模板面板16弯矩系数；
qs—梁底模板面板16荷载设计值(kN/m)；
l—梁底模板次楞12间距即梁底模板面板16的跨度(m)；
W1—梁底模板面板16截面抵抗矩(mm3)；
σ1—梁底模板面板16弯曲应力计算值(N/mm2)：
[σ1]—梁底模板面板16抗弯强度设计值(N/mm2)；
b、梁底模板面板16挠度验算：
计算梁底模板面板16挠度时的荷载设计值计算：
梁底模板面板16挠度验算：ω1max＝(K1wGkxl4)/(100E1I1)≤[ω1]
式中：Gkx—计算梁底模板面板16挠度时的荷载设计值(kN/m)；
Gik—包括模板自重标准值G1k(kN/m2)、混凝土自重与梁截面高度乘积的标准值G2k(kN/m2)、钢筋自重与梁截面高度乘积的标准值G3k(kN/m2)；
l—梁底模板次楞12间距即梁底模板面板16的跨度(m)；
K1w—梁底模板面板16挠度系数；
E1—梁底模板面板16弹性模量(N/mm2)；
I1—梁底模板面板16截面惯性矩(mm4)；
ω1max—梁底模板面板16最大挠度值(mm)；
[ω1]—梁底模板面板16设计容许挠度值(mm)；
3)梁底模板次楞12验算：
a、梁底模板次楞12强度验算
梁底模板次楞12荷载设计值计算：q1＝Rmax/Lc，Rmax＝KVqsl
梁底模板次楞12最大弯矩计算：
梁底模板次楞12抗弯强度验算：σ2＝M2max/W2≤[σ2]
式中：q1—梁底模板次楞12荷载设计值(kN/m)；
Rmax—梁底模板次楞12支座反力(KN)；
Lc—梁底模板次楞12跨度(m)；
KV—梁底模板次楞12剪力系数；
qs—梁底模板面板荷载设计值(kN/m)；
l—梁底模板次楞12间距即梁底模板面板16的跨度(m)；
M2max—梁底模板次楞12最大弯矩(kN·m)；
K2M—梁底模板次楞12弯矩系数；
W2—梁底模板次楞12截面抵抗矩(mm3)；
σ2—梁底模板次楞12弯曲应力值(N/mm2)；
[σ2]—梁底模板次楞12抗弯强度设计值(N/mm2)；
b、梁底模板次楞12抗剪强度验算：
梁底模板次楞12剪力值计算：V＝KVq1Lc
梁底模板次楞12抗剪强度验算：τ＝3V/2bh≤fV
式中：V—梁底模板次楞12剪力计算值(KN)；
KV—梁底模板次楞12剪力系数；
q1—梁底模板次楞12荷载设计值(kN/m)；
Lc—梁底模板次楞12跨度(m)；
τ—梁底模板次楞12剪应力设计值(N/mm2)；
b—梁底模板次楞12截面宽度(mm)；
h—梁底模板次楞12截面高度(mm)；
fV—梁底模板次楞12抗剪强度设计值(N/mm2)；
c、梁底模板次楞12挠度验算：
计算梁底模板次楞12挠度时荷载设计值计算：
梁底模板次楞12挠度验算：ω2max＝(K2wq2Lc 4)/(100E2I2)≤[ω2]
式中：q2—计算梁底模板次楞12挠度时荷载设计值(kN/m)；
Gik—包括模板自重标准值G1k(kN/m2)、混凝土自重与梁截面高度乘积的标准值G2k(kN/m2)、钢筋自重与梁截面高度乘积的标准值G3k(kN/m2)；
l—梁底模板次楞12间距即梁底模板面板16的跨度(m)；
Lc—梁底模板次楞12跨度(m)；
K2w—梁底模板次楞12挠度系数；
E2—梁底模板次楞12弹性模量(N/mm2)；
I2—梁底模板次楞12截面惯性矩(mm4)；
ω2max—梁底模板次楞12最大挠度值(mm)；
[ω2]—梁底模板次楞12设计容许挠度值(mm)；
4)梁底模板主楞15与立杆验算：
采用建书模板计算软件V8，对梁底模板主楞15和梁底立杆9和梁侧立杆8进行有限元分析，生成梁底模板主楞15抗弯强度、挠度和立杆稳定验算结果；
5)地基验算：
a、地基承载力设计值计算：fg＝kcfak
式中：fg—地基承载力设计值(KN/m2)；
kc—地基承载力调整系数；
fak—地基承载力特征值(KN/m2)；
b、地承载力验算：p＝N/Ag≤fg
式中：p—梁底立杆9基础底面平均压力设计值(KN/m2)；
N—梁底立杆9轴力设计值(KN)；
Ag—梁底立杆9基础底面积(m2)；
fg—地基承载力设计值(KN/m2)；
步骤四中横向井字梁17是指平面坐标系中水平方向的井字梁；纵向井字梁18是指平面坐标系中竖向方向的井字梁。
步骤四中中杆5长度为两根纵杆3之间的净距；外延杆4的长度为300㎜～400mm；
步骤五中梁底立杆9和梁侧立杆8定位放线的同时完成现浇板立杆27定位放线；现浇板立杆27纵横间距分别与平行于纵向井字梁18、横向井字梁17的梁底立杆9和梁侧立杆8间距相等；
步骤六搭设梁底模板支架、步骤七安装梁底可调托撑11、步骤八安装梁底模板托盘6、步骤九安装梁底模板主楞15、步骤十安装梁底模板次楞12和步骤十一安装梁底模板面板16的施工过程，同时进行现浇板19模板支架搭设、梁侧模板安装，然后进行梁板钢筋绑扎与混凝土浇筑。

Claims (8)

1.一种井字梁模板支架，其特征在于，包括梁底模板托盘、梁底立杆和梁侧立杆，所述梁底模板托盘包括两根横杆、两根纵杆、一根中杆、四个四通和8根外延杆，两根横杆和两根纵杆通过四个四通焊接为矩形，四个四通外侧接口焊接外延杆，两根纵杆长度中点位置焊接中杆；外延杆分别与纵向井字梁和横井字梁的梁下两侧纵向水平杆上下搭接后采用旋转扣件连接牢固，并与横向井字梁的梁侧立杆采用十字扣件连接牢固；梁侧立杆与梁下两侧纵向水平杆采用十字扣件连接牢固；梁底立杆顶部采用可调托撑与梁底模板主楞和梁底模板托盘的中杆顶紧；梁底模板主楞在梁下两侧纵向水平杆和梁侧立杆节点处采用十字扣件连接牢固。
2.一种如权利要求1所述的井字梁模板支架的设计与施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
一、井字梁模板支架施工图设计：
1)现场采集确认井字梁模板支架所用材料品种、规格与物理力学性能指标；
2)掌握井字梁标高、跨度、间距、截面尺寸；
3)了解现场地基类型与场地排水条件；
4)根据上述条件和参数，按照井字梁模板支架结构进行井字梁模板支架施工图设计；
二、承载力验算：
1)确定计算单元：
以平行于井字梁跨度方向的梁底立杆和梁侧立杆最大间距区域为井字梁模板支架承载力代表计算单元；
2)确定计算模型：
a、当梁底模板次楞为3根时，梁底模板面板采用两跨连续梁计算模型；当梁底模板次楞为4根及以上时，梁底模板面板采用三跨连续梁计算模型；
b、梁底模板次楞采用三跨连续梁计算模型；
c、当垂直于梁跨度方向的梁底立杆为1根时，梁底模板主楞采用两跨连续梁计算模型；当垂直于梁跨度方向的梁底立杆为2根时，梁底模板主楞采用三跨连续梁计算模型；
3)井字梁模板支架承载力验算：
三、调整井字梁模板支架施工图：
当井字梁模板支架承载力不满足设计要求时，按照如下方法调整：
1)当梁底模板面板承载力不满足设计要求时，缩小梁底模板次楞间距，使其强度和刚度均满足设计要求；
2)当梁底模板次楞承载力不满足设计要求时，同步缩小平行于梁跨度方向梁底立杆和梁侧立杆间距，使梁底模板次楞强度和刚度均满足设计要求；
3)当梁底模板主楞承载力不满足设计要求时，采用双钢管作为梁底模板主楞，使其强度和刚度均满足设计要求；
4)当梁底立杆承载力不满足设计要求时，同步缩小平行于梁跨度方向的梁底立杆和梁侧立杆间距，使梁底立杆轴心抗压强度满足设计要求；
5)当梁底立杆长细比不满足设计要求时，缩小水平杆步距，使梁底立杆长细比满足设计要求；
6)当地基承载力不满足设计要求时，增加木垫板宽度或者浇筑混凝土垫层，使地基满足承载力要求；
四、梁底模板托盘制作：
1)按照横向井字梁和纵向井字梁的梁下两侧纵向水平杆间距，分别确定纵杆和横杆间距；
2)采用φ48×3.0钢管，分别截取两根纵杆和两根横杆、1根中杆和8根外延杆，与DN48四通焊接形成梁底模板托盘；
五、立杆定位放线：
按照井字梁模板支架施工图中梁底立杆和梁侧立杆位置、间距，在地基或混凝土垫层上测量与弹线定位立杆中心线；
六、搭设梁底模板支架：
1)地基处理：
a、当地基为回填土时，按每匹虚填厚度≤300㎜进行地基回填土夯实，压实系数按0.94～0.95控制，并铺设40㎜～60㎜厚、250㎜～400㎜宽、长度2.0m～3.0m的木垫板；
b、当雨季施工时，地基回填土上部浇筑100mm～150㎜厚度C15混凝土垫层；
2)立杆设置：
a、首先在木垫板上弹线定位立杆中心线，然后在地基或混凝土垫层上铺设木垫板，并使木垫板上的立杆中心线与地基或混凝土垫层上的立杆中心线重合；
b、在木垫板上的立杆中心线位置安装铁靴，在铁靴中心安装梁底立杆、梁侧立杆，并临时固定水平杆；
3)水平杆搭设：
a、在梁底立杆和梁侧立杆上弹出水平杆和扫地杆位置线，然后搭设扫地杆及水平杆；
b、水平杆与框架柱模板环抱式可靠连接；
4)剪刀撑搭设：
按井字梁模板支架施工图中的设计位置，分别搭设水平剪刀撑和竖向剪刀撑，与地面夹角为45°～60°；
5)梁下两侧纵向水平杆搭设：
在梁底模板主楞下平标高位置，将梁下两侧纵向水平杆与梁侧立杆采用十字扣件连接牢固；
七、安装梁底可调托撑：
在梁底立杆上安装可调托撑，并拉线调整可调托撑上平与梁底模板托盘和梁底模板主楞下平标高一致；
八、安装梁底模板托盘
1)按照施工图中的位置安装梁底模板托盘，将外延杆分别与纵向井字梁和横井字梁的梁下两侧纵向水平杆上下搭接后采用旋转扣件连接牢固；
2)梁底模板托盘与四周梁侧立杆采用十字扣件连接牢固，通过旋转可调托撑丝杠与梁底模板托盘顶紧；
九、安装梁底模板主楞
1)梁底模板主楞在梁下两侧纵向水平杆与梁侧立杆节点处采用十字扣件连接牢固；
2)通过旋转可调托撑丝杠与梁底模板主楞顶紧；
十、安装梁底模板次楞
1)纵向井字梁的梁底模板次楞在纵横井字梁交汇区域贯通设置；
2)横向井字梁的梁底模板次楞至纵向井字梁的外侧梁底模板次楞外边缘；
十一、安装梁底模板面板
1)纵向井字梁的梁底模板面板在纵横井字梁交汇区域贯通设置；
2)横向井字梁的梁底模板面板至纵向井字梁的梁底模板面板外边缘；
十二、井字梁钢筋绑扎与梁侧模板安装。
3.根据权利要求2所述的井字梁模板支架的设计与施工方法，其特征在于：步骤一中绘制井字梁模板支架施工图设计要素如下：
1)平面图：
在井字梁楼盖结构平面图上绘制梁底立杆和梁侧立杆及现浇板立杆位置与纵横间距、水平剪刀撑位置与形式、竖向剪刀撑平面位置、水平杆与框架柱模板环抱连接方式；
2)剖面图：
在井字梁模板支架剖面图上绘制地基标高、木垫板铺设方向、梁底立杆和梁侧立杆及现浇板立杆位置与间距、扫地杆位置、水平杆步距、水平剪刀撑位置、竖向剪刀撑位置与形式、可调托撑伸出长度、梁底模板面板、梁底模板次楞、梁底模板主楞布置、梁编号与截面尺寸、现浇板厚度。
4.根据权利要求2所述的井字梁模板支架的设计与施工方法，其特征在于：步骤二中井字梁模板支架承载力验算方法为：
1)作用于井字梁底模板面荷载设计值按下式计算：
a、由可变荷载效应控制的梁底模板面板荷载设计值：
b、由永久荷载效应控制的梁底模板面板荷载设计值：
c、取上述2式计算结果较大值为梁底模板面板荷载设计值qs；
式中：qb—由可变荷载效应控制的梁底模板面板荷载设计值(kN/m)；
qy—由永久荷载效应控制的梁底模板面板荷载设计值(kN/m)；
γG—永久荷载分项系数，由可变荷载效应控制的组合时γG取1.2，由永久荷载效应控制的组合时γG取1.35；
Gik—包括模板自重标准值G1k(kN/m2)、混凝土自重与梁截面高度乘积的标准值G2k(kN/m2)、钢筋自重与梁截面高度乘积的标准值G3k(kN/m2)；
γQ—可变荷载分项系数取1.4；
Q1k—可变荷载施工人员及施工设备荷载标准值(kN/m2)；
ψc—可变荷载Q1的组合系数取0.7；
L—梁底模板主楞间距(m)；
2)梁底模板面板验算：
a、梁底模板面板强度验算：
梁底模板面板最大弯矩计算：M1max＝K1Mqsl2；
梁底模板面板抗弯强度验算：σ1＝M1max/W1≤[σ1]；
式中：M1max—梁底模板面板最大弯矩(kN·m)；
K1M—梁底模板面板弯矩系数；
qs—梁底模板面板荷载设计值(kN/m)；
l—梁底模板次楞间距即梁底模板面板的跨度(m)；
W1—梁底模板面板截面抵抗矩(mm3)；
σ1—梁底模板面板弯曲应力计算值(N/mm2)：
[σ1]—梁底模板面板抗弯强度设计值(N/mm2)；
b、梁底模板面板挠度验算：
计算梁底模板面板挠度时的荷载设计值计算：
梁底模板面板挠度验算：ω1max＝(K1wGkxl4)/(100E1I1)≤[ω1]
式中：Gkx—计算梁底模板面板挠度时的荷载设计值(kN/m)；
Gik—包括模板自重标准值G1k(kN/m2)、混凝土自重与梁截面高度乘积的标准值G2k(kN/m2)、钢筋自重与梁截面高度乘积的标准值G3k(kN/m2)；
l—梁底模板次楞间距即梁底模板面板的跨度(m)；
K1w—梁底模板面板挠度系数；
E1—梁底模板面板弹性模量(N/mm2)；
I1—梁底模板面板截面惯性矩(mm4)；
ω1max—梁底模板面板最大挠度值(mm)；
[ω1]—梁底模板面板设计容许挠度值(mm)；
3)梁底模板次楞验算：
a、梁底模板次楞强度验算
梁底模板次楞荷载设计值计算：q1＝Rmax/Lc，Rmax＝KVqsl
梁底模板次楞最大弯矩计算：
梁底模板次楞抗弯强度验算：σ2＝M2max/W2≤[σ2]
式中：q1—梁底模板次楞荷载设计值(kN/m)；
Rmax—梁底模板次楞支座反力(KN)；
Lc—梁底模板次楞跨度(m)；
KV—梁底模板次楞剪力系数；
qs—梁底模板面板荷载设计值(kN/m)；
l—梁底模板次楞间距即梁底模板面板的跨度(m)；
M2max—梁底模板次楞最大弯矩(kN·m)；
K2M—梁底模板次楞弯矩系数；
W2—梁底模板次楞截面抵抗矩(mm3)；
σ2—梁底模板次楞弯曲应力值(N/mm2)；
[σ2]—梁底模板次楞抗弯强度设计值(N/mm2)；
b、梁底模板次楞抗剪强度验算：
梁底模板次楞剪力值计算：V＝KVq1Lc
梁底模板次楞抗剪强度验算：τ＝3V/2bh≤fV
式中：V—梁底模板次楞剪力计算值(KN)；
KV—梁底模板次楞剪力系数；
q1—梁底模板次楞荷载设计值(kN/m)；
Lc—梁底模板次楞跨度(m)；
τ—梁底模板次楞剪应力设计值(N/mm2)；
b—梁底模板次楞截面宽度(mm)；
h—梁底模板次楞截面高度(mm)；
fV—梁底模板次楞抗剪强度设计值(N/mm2)；
c、梁底模板次楞挠度验算：
计算梁底模板次楞挠度时荷载设计值计算：
梁底模板次楞挠度验算：ω2max＝(K2wq2Lc 4)/(100E2I2)≤[ω2]
式中：q2—计算梁底模板次楞挠度时荷载设计值(kN/m)；
Gik—包括模板自重标准值G1k(kN/m2)、混凝土自重与梁截面高度乘积的标准值G2k(kN/m2)、钢筋自重与梁截面高度乘积的标准值G3k(kN/m2)；
l—梁底模板次楞间距即梁底模板面板的跨度(m)；
Lc—梁底模板次楞跨度(m)；
K2w—梁底模板次楞挠度系数；
E2—梁底模板次楞弹性模量(N/mm2)；
I2—梁底模板次楞截面惯性矩(mm4)；
ω2max—梁底模板次楞最大挠度值(mm)；
[ω2]—梁底模板次楞设计容许挠度值(mm)；
4)梁底模板主楞与立杆验算：
采用建书模板计算软件V8，对梁底模板主楞和梁底立杆和梁侧立杆进行有限元分析，生成梁底模板主楞抗弯强度、挠度和立杆稳定验算结果；
5)地基验算：
a、地基承载力设计值计算：fg＝kcfak
式中：fg—地基承载力设计值(KN/m2)；
kc—地基承载力调整系数；
fak—地基承载力特征值(KN/m2)；
b、地承载力验算：p＝N/Ag≤fg
式中：p—梁底立杆基础底面平均压力设计值(KN/m2)；
N—梁底立杆轴力设计值(KN)；
Ag—梁底立杆基础底面积(m2)；
fg—地基承载力设计值(KN/m2)。
5.根据权利要求2所述的一种井字梁模板支架的设计与施工方法，其特征在于：步骤四中横向井字梁是指平面坐标系中水平方向的井字梁；纵向井字梁是指平面坐标系中竖向方向的井字梁。
6.根据权利要求2所述的井字梁模板支架的设计与施工方法，其特征在于：步骤四中中杆长度为两根纵杆之间的净距；外延杆的长度为300㎜～400mm。
7.根据权利要求2所述的井字梁模板支架的设计与施工方法，其特征在于：步骤五梁底立杆和梁侧立杆定位放线的同时完成现浇板立杆定位放线；现浇板立杆纵横间距分别与平行于纵向井字梁、横向井字梁的梁底立杆和梁侧立杆间距相等。
8.根据权利要求2所述的井字梁模板支架的设计与施工方法，其特征在于：步骤六搭设梁底模板支架、步骤七安装梁底可调托撑、步骤八安装梁底模板托盘、步骤九安装梁底模板主楞、步骤十安装梁底模板次楞和步骤十一安装梁底模板面板的施工过程，同时进行现浇板模板支架搭设、梁侧模板安装，然后进行梁板钢筋绑扎与混凝土浇筑。
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