CN110397268A - 装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于装配式建筑施工领域，特别涉及一种装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，其步骤为：一、确定模板系统计算模型；二、模板系统承载力验算；三、确定预制板支座系统计算模型；四、预制板支座系统承载力验算；五、确定模板系统构件材质；六、制作背楞；七、制作模板；八、制作直角螺栓；九、制作模板内撑；十、模板安装；十一、预制板吊装；十二、浇筑混凝土。本发明解决了后浇圈梁模板难以固定、板底漏浆和位移等关键技术难题，实现模板与预制板支座一体化，节约预制板支撑，并使后浇圈梁满足清水混凝土要求，模板标准化程度高，工厂化生产，装配式安装，反复循环使用，符合国家环保节能要求。

Description

装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法

技术领域

本发明提供一种装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，属于混凝土装配式建筑技术领域，适用于装配式剪力墙结构的内、外墙后浇圈梁模板与预制板支座一体化设计与施工。

背景技术

近年来，随着我国装配式建筑推广力度的持续加大，装配式建筑得到快速发展。为使水平构件节点连接满足抗震要求，需要在预制剪力墙顶设计后浇圈梁。但目前尚缺乏后浇圈梁模板科学的设计与施工方法，通常在后浇圈梁模板的竖向中部设置对拉螺栓固定模板，时常发生模板滑移、胀模、漏浆、露筋等严重质量缺陷，不仅影响结构耐久性与抗震性能，并且打磨修复施工难度大，严重影响工期，因此成为一项亟待解决的全国性模板设计与施工技术难题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，采用后浇圈梁模板兼做预制板临时支座，大量节约预制板临时支撑；经对模板水平和竖向施工荷载作用下承载力计算后确定模板系统受力杆件，不仅解决了后浇圈梁模板无法承载楼盖施工荷载和模板滑移、胀模、露筋等关键性技术难题，而且使后浇圈梁达到清水混凝土效果，大量节约传统技术后浇圈梁打磨找平综合费用；通过微调螺杆调整，使模板与预制板之间严丝合缝不漏浆，预制板底平精确度控制在±0.5mm～±1.0mm区间，达到清水混凝土平整度要求，大量节约板底找平腻子用量，模板构配件可工厂化生产，装配化施工，操作简单，施工效率高，质量稳定可靠，符合节能降耗与绿色施工要求，具有广阔的推广应用前景和显著的社会与经济效益。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，采取以下步骤：

一、确定模板系统计算模型：

1.1、确定模板计算模型：

模板以背楞和竖杆为支座，按照三跨等跨连续梁确定模板计算模型；

1.2、确定楞梁计算模型：

1)外预制剪力墙、后浇圈梁模板以竖杆为楞梁，按照悬臂梁确定楞梁计算模型；

2)内预制剪力墙、后浇圈梁模板，分别以竖杆和背楞为楞梁，按悬臂梁确定楞梁计算模型；

二、模板系统承载力验算：

1、模板承载力验算：

1.1、模板侧压力标准值计算：G_k＝γ_cH；

式中：G_k—模板侧压力标准值，单位KN/m²；

γ_c—混凝土容重，取24KN/m³；

H—后浇圈梁截面高度，单位m；

1.2、模板均布荷载设计值计算：q_m＝(γ_GG_k+γ_QQ_k)B；

式中：q_m—模板均布荷载设计值，单位KN/m；

γ_G—模板侧压力分项系数，取1.3；

G_k—模板侧压力标准值，单位KN/m²；

γ_Q—倾倒混凝土产生的水平荷载分项系数，取1.5；

Q_k—倾倒混凝土产生的水平荷载标准值，单位KN/m²；

B—模板计算宽度，取1000㎜；

1.3、模板抗弯强度验算

模板最大弯矩计算：M_1max＝K_M3q_ml_m ²；

模板抗弯强度验算：σ₁＝M_1max/W₁≤[σ₁]；

式中：M_1max—模板最大弯矩值,单位KN·m；；

K_M3—三跨等跨连续梁弯矩系数，取0.1；

q_m—模板均布荷载设计值，单位KN/m；

l_m—模板跨度，单位m；

σ₁—模板抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W₁—模板截面抵抗矩，单位mm³；

[σ₁]—模板抗弯强度设计值，单位N/mm²；

1.4、模板挠度验算：ω_1max＝(K_w3q_ml_m ⁴)/(100E₁I₁)≤[ω₁]；

式中：ω_1max—模板最大挠度计算值，单位mm；

K_w3—三跨等跨连续梁挠度系数，取0.677；

q_m—模板均布荷载设计值，单位KN/m；

l_m—模板跨度，单位m；

E₁-模板弹性模量，单位N/mm²；

I₁—模板截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω₁]—模板容许挠度值取l_m/400，单位mm；

2、楞梁承载力验算：

2.1、楞梁均布荷载设计值计算：q_z＝(γ_GG_k+γ_QQ_k)l_m

式中:q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

γ_G—模板侧压力分项系数，取1.3；

G_k—模板侧压力标准值，单位KN/m²；

γ_Q—倾倒混凝土产生的水平荷载分项系数，取1.5；

Q_k—倾倒混凝土产生的水平荷载标准值，单位KN/m²；

l_m—模板跨度，单位m；

2.2、楞梁抗弯强度验算：

楞梁最大弯矩计算：

楞梁抗弯强度验算：σ₂＝M_2max/W₂≤[σ₂]

式中：M_2max—楞梁最大弯矩值,单位KN·m；

q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

l_z—楞梁跨度，单位m；

σ₂—楞梁抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W₂—楞梁截面抵抗矩，单位mm³；

[σ₂]—楞梁抗弯强度设计值，单位N/mm²；

2.3、楞梁挠度验算：

式中：ω_2max—楞梁最大挠度计算值，单位mm；

q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

l_z—楞梁跨度，单位mm；

E₂-楞梁弹性模量，单位N/mm²；

I₂—楞梁截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω₂]—楞梁容许挠度值取l_z/400，单位mm；

3、水平杆抗拉强度验算：

水平杆轴向力设计值计算：N＝q_zl_z；

水平杆抗拉强度验算：

式中：N—水平杆轴向力设计值,单位KN；

q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

l_z—楞梁跨度，单位mm；

—水平杆轴向抗拉承载力设计值，单位KN；

A_n—水平杆净截面面积，单位mm²；

f_t ^b—水平杆抗拉强度设计值，单位N/mm²；

三、确定预制板支座系统计算模型：

1、确定预制板支座模板计算模型

预制板以模板为支座，按照三跨等跨连续梁确定模板计算模型；

2、确定模板支座水平杆计算模型

模板以水平杆为支座，按照悬臂梁确定水平杆计算模型；

四、预制板支座系统承载力验算：

1、预制板支座模板承载力验算：

1.1、预制板支座模板荷载设计值计算：

式中：q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

γ_G1—永久荷载分项系数，取1.3；

G_ik—包括模板及支架自重标准值G_1k(0.3KN/m²)、预制板与后浇叠合层钢筋混凝土自重G_2k(25.1KN/m³)；

γ_Q1—活荷载分项系数，取1.5；

Q₁—施工人员与设备活荷载，取2.5KN/m²；

l—预制板跨度，单位m；

1.2、预制板支座模板抗弯强度验算

预制板支座模板最大弯矩计算：M_max＝K_M3ql₁ ²

预制板支座模板抗弯强度验算：σ＝M_max/W≤[σ]；

式中：M_max—预制板支座模板最大弯矩值,单位KN·m；

K_M3—三跨等跨连续梁弯矩系数，取0.1；

q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

σ—预制板支座模板抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W—预制板支座模板截面抵抗矩，单位mm³；

[σ]—预制板支座模板抗弯强度设计值，单位N/mm²；

1.3、预制板支座模板挠度验算：ω_max＝(K_w3ql₁ ⁴)/(100EI)≤[ω]；

式中：ω_max—预制板支座模板最大挠度计算值，单位mm；

K_w3—三跨等跨连续梁挠度系数，取0.677；

q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

E-预制板支座模板弹性模量，单位N/mm²；

I—预制板支座模板截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω]—预制板支座模板容许挠度值取l_c/400，单位mm；

1.4、预制板支座模板抗剪强度验算：

预制板支座模板最大剪力设计值：V＝K_V3左ql₁；

预制板支座模板抗剪强度按下式验算:τ＝(3V/2bh)≤f_V；

式中：V—预制板支座模板最大剪力设计值，单位KN；

K_V3左—三跨等跨连续梁第二支座左侧剪力系数，取0.6；

q—预制板支座模板均布荷载设计值，单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

τ—预制板支座模板剪切应力设计值,单位N/mm²；

b-预制板支座模板截面宽度，单位mm；

h—预制板支座模板截面高度，单位mm；

f_V—预制板支座模板抗剪强度设计值,单位N/mm²；

2、模板支座水平杆承载力验算：

2.1、预制板支座模板最大支座反力设计值计算：F＝K_V3左右ql₁；

式中：F—预制板支座模板最大支座反力设计值，单位KN；

K_V3左右—三跨等跨连续梁第二支座左右剪力系数绝对值之和，取1.1；

q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

2.2、模板支座水平杆等效均布荷载设计值计算：q_s＝F/l_s；

式中：q_s—模板支座水平杆等效均布荷载设计值，单位KN/m；

F—预制板支座模板最大支座反力设计值，单位KN；

l_s—模板支座水平杆跨度，单位m；

2.3、模板支座水平杆抗弯强度验算：

模板支座水平杆最大弯矩计算：

模板支座水平杆抗弯强度验算：σ_s＝M_smax/W_s≤[σ_s]；

式中：M_smax—模板支座水平杆最大弯矩值,单位KN·m；

q_s—模板支座水平杆等效均布荷载设计值，单位KN/m；

l_s—模板支座水平杆跨度，单位m；

σ_s—模板支座水平杆抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W_s—模板支座水平杆截面抵抗矩，单位mm³；

[σ_s]—模板支座水平杆抗弯强度设计值，单位N/mm²；

2.4、模板支座水平杆挠度验算：

式中：ω_smax—模板支座水平杆最大挠度计算值，单位mm；

q_s—模板支座水平杆等效均布荷载设计值，单位KN/m；

l_s—模板支座水平杆跨度，单位m；

E_s-模板支座水平杆弹性模量，单位N/mm²；

I_s—模板支座水平杆截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω_s]—模板支座水平杆容许挠度值取l_s/400，单位mm；

五、确定模板系统构件材质：

采用竹胶合板面板、落叶松衬板、HRB400级钢筋竖杆、水平杆、螺杆和背楞；

六、制作背楞：

1)截取比预留孔下平至预制板下平距离短10㎜～15㎜的竖向钢筋为背楞；

2)裁割长度比模板厚度与背楞直径之和短5㎜～8㎜的套管；

3)先在螺杆顶部焊接水平托盘，然后将螺杆拧出螺帽，形成微调螺杆；

4)将套管与背楞外侧对齐为90°焊接牢固，并在套管顶面的模板厚度中心位置焊接微调螺杆形成承插式背楞；

七、制作模板：

裁割宽度与背楞高度相等的面板和衬板，采用沉头螺丝钉和胶黏剂将面板和衬板组合形成模板；

八、制作直角螺栓：

1、制作外墙用直角螺栓：

1)截取长度为外预制剪力墙厚度、模板厚度和100mm～120mm之和的钢筋水平杆，外端套丝，内端切割45°；

2)截取长度比预留孔下平至预制板下平距离短10㎜～15㎜的钢筋竖杆，上端切割水平，下端切割45°；

3)将水平杆和竖杆的45°截面焊接牢固，在水平杆顶面的模板厚度中心位置焊接微调螺杆，并与螺母、垫片组合形成外墙用直角螺栓；

2、制作内墙用直角螺栓：

1)截取长度为内预制剪力墙厚度、2倍模板厚度、2倍背楞直径与50mm～70mm之和的钢筋水平杆，外端套丝，内端切割45°；

2)截取长度比内预制剪力墙预留孔下平至预制板下平距离短10㎜～15㎜的钢筋竖杆，上端切割水平，下端切割45°；

3)将水平杆和竖杆的45°截面焊接牢固，在水平杆顶面的模板厚度中心位置焊接微调螺杆，并与螺母组合形成内墙用直角螺栓；

九、制作模板内撑：

1)采用φ12钢筋端头焊接承压板，形成长度与后浇圈梁宽度相等的外墙圈梁模板内撑；

2)截取长度与后浇圈梁宽度相等的φ12钢筋作为内墙圈梁的模板内撑；

十、模板安装：

1、外预制剪力墙后浇圈梁模板安装

外预制剪力墙后浇圈梁钢筋绑扎完毕并验收合格后，按照下列方法进行模板安装：

1)将水平杆由内向外穿过预留孔，并将竖杆调整垂直后在托盘上放置模板；

2)安装模板内撑和垫片后临时固定螺母；

3)采用水准仪检测模板上平标高，通过旋转螺帽将模板上平调整至预制板底平精确标高，然后拧紧与锁定螺母；

2、内预制剪力墙后浇圈梁模板安装

内预制剪力墙后浇圈梁钢筋绑扎完毕并验收合格后，按照下列方法进行模板安装：

1)将水平杆穿过预留孔，在水平杆套丝一端装入承插式背楞，并调整竖杆和背楞垂直后在托盘上放置模板；

2)安装模板内撑后临时固定螺母；

3)采用水准仪分别检测两侧模板上平标高，通过旋转螺帽将两侧模板上平分别调整至预制板底平精确标高，然后拧紧与锁定螺母；

十一、预制板吊装：

采用塔式起重机吊装预制板平稳就位于后浇圈梁模板上平，并使预制板支撑端边缘与模板内侧平齐；

十二、浇筑混凝土

后浇叠合层钢筋绑扎完毕并验收合格后，先施工后浇圈梁混凝土至预制板上平，初凝前浇筑完毕后浇叠合层混凝土，并覆盖塑料薄膜保湿养护。

其中，优选方案为：

所述步骤六中预留孔直径大于水平杆直径0.5mm～1.0mm,预留孔中心距离剪力墙顶60㎜～80㎜；背楞直径与竖杆相同；螺杆直径为20mm～25mm、长度为50mm～60mm；托盘为直径30mm～40mm、厚度1.0mm～1.5mmQ235B钢板制作；微调螺杆可在螺帽厚度20mm～30mm的1/2区间进行微调；套管采用壁厚2mm～3mm、内径大于水平杆直径0.5mm～1.0mm的热浸镀锌钢管制作。

所述步骤七中面板厚度为12㎜～15㎜，衬板厚度为35㎜～48㎜。

所述步骤八中水平杆和竖杆直径为25㎜～32㎜，水平间距为1.0m～1.5m；垫片为直径50mm～60mm、厚度为1.0mm～1.5mm钢板制作。

所述步骤九外墙圈梁模板内撑和内墙圈梁模板内撑水平间距均与直角螺栓水平间距相等；承压板采用平面30mm×30mm～50mm×50mm，厚度1.0mm～1.5mm的Q235B钢板制作。

所述步骤十中模板上平精确标高为允许偏差±1.0mm。

所述步骤八、九中水平杆、竖杆、螺杆和模板内撑均采用结构钢筋剩余料制作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明为装配式剪力墙后浇圈梁模板与预制板支座一体化设计与施工提供科学的计算模型及设计与施工方法；

2)采用后浇圈梁模板兼做预制板临时支座，大量节约预制板临时支撑；

3)通过对模板在水平和竖向施工荷载作用下承载力计算后确定模板受力杆件，不仅解决了后浇圈梁模板无法承载楼盖施工荷载和模板滑移、胀模、露筋等关键性技术难题，而且使后浇圈梁达到清水混凝土效果，大量节约传统技术后浇圈梁打磨找平综合费用；

4)通过微调螺杆调整，使模板与预制板之间严丝合缝不漏浆，预制板底平精确度可控制在±0.5mm～±1.0mm区间，大量节约板底找平腻子和缩短施工周期；

5)模板构配件可工厂化生产，装配化施工，操作简单，施工效率高，质量稳定可靠，符合节能降耗与绿色施工要求，具有广阔的推广应用前景和显著的社会与经济效益。

附图说明

图1是本发明外预制剪力墙后浇圈梁模板系统剖面示意图；

图2是本发明内预制剪力墙后浇圈梁模板系统剖面示意图。

图中：1-1、外预制剪力墙；1-2、内预制剪力墙；2、水平杆；3、螺杆；4、螺帽；5、托盘；6、面板；7、衬板；8、竖杆；9、预制板；10、后浇叠合层；11、后浇圈梁；12、模板内撑；13、承压板；14、背楞；15、预留孔；16、螺母；17、垫片；18、套管。

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1-2所示，本发明所述装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，采取以下步骤：

一、确定模板系统计算模型：

1.1、确定模板计算模型：

模板以背楞14和竖杆8为支座，按照三跨等跨连续梁确定模板计算模型；

1.2、确定楞梁计算模型：

1)外预制剪力墙1-1的后浇圈梁模板以竖杆8为楞梁，按照悬臂梁确定楞梁计算模型；

2)内预制剪力墙1-2的后浇圈梁模板分别以竖杆8和背楞14为楞梁，按悬臂梁确定楞梁计算模型；

二、模板系统承载力验算：

1、模板承载力验算：

1.1、模板侧压力标准值计算：G_k＝γ_cH；

式中：G_k—模板侧压力标准值，单位KN/m²；

γ_c—混凝土容重，取24KN/m³；

H—后浇圈梁截面高度，单位m；

1.2、模板均布荷载设计值计算：q_m＝(γ_GG_k+γ_QQ_k)B；

式中：q_m—模板均布荷载设计值，单位KN/m；

γ_G—模板侧压力分项系数，取1.3；

G_k—模板侧压力标准值，单位KN/m²；

γ_Q—倾倒混凝土产生的水平荷载分项系数，取1.5；

Q_k—倾倒混凝土产生的水平荷载标准值，单位KN/m²；

B—模板计算宽度，取1000㎜；

1.3、模板抗弯强度验算

模板最大弯矩计算：M_1max＝K_M3q_ml_m ²；

模板抗弯强度验算：σ₁＝M_1max/W₁≤[σ₁]；

式中：M_1max—模板最大弯矩值,单位KN·m；；

K_M3—三跨等跨连续梁弯矩系数，取0.1；

q_m—模板均布荷载设计值，单位KN/m；

l_m—模板跨度，单位m；

σ₁—模板抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W₁—模板截面抵抗矩，单位mm³；

[σ₁]—模板抗弯强度设计值，单位N/mm²；

1.4、模板挠度验算：ω_1max＝(K_w3q_ml_m ⁴)/(100E₁I₁)≤[ω₁]；

式中：ω_1max—模板最大挠度计算值，单位mm；

K_w3—三跨等跨连续梁挠度系数，取0.677；

q_m—模板均布荷载设计值，单位KN/m；

l_m—模板跨度，单位m；

E₁-模板弹性模量，单位N/mm²；

I₁—模板截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω₁]—模板容许挠度值取l_m/400，单位mm；

2、楞梁承载力验算：

2.1、楞梁均布荷载设计值计算：q_z＝(γ_GG_k+γ_QQ_k)l_m

式中:q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

γ_G—模板侧压力分项系数，取1.3；

G_k—模板侧压力标准值，单位KN/m²；

γ_Q—倾倒混凝土产生的水平荷载分项系数，取1.5；

Q_k—倾倒混凝土产生的水平荷载标准值，单位KN/m²；

l_m—模板跨度，单位m；

2.2、楞梁抗弯强度验算：

楞梁最大弯矩计算：

楞梁抗弯强度验算：σ₂＝M_2max/W₂≤[σ₂]

式中：M_2max—楞梁最大弯矩值,单位KN·m；

q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

l_z—楞梁跨度，单位m；

σ₂—楞梁抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W₂—楞梁截面抵抗矩，单位mm³；

[σ₂]—楞梁抗弯强度设计值，单位N/mm²；

2.3、楞梁挠度验算：

式中：ω_2max—楞梁最大挠度计算值，单位mm；

q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

l_z—楞梁跨度，单位mm；

E₂-楞梁弹性模量，单位N/mm²；

I₂—楞梁截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω₂]—楞梁容许挠度值取l_z/400，单位mm；

3、水平杆抗拉强度验算：

水平杆2轴向力设计值计算：N＝q_zl_z；

水平杆2抗拉强度验算：

式中：N—水平杆轴向力设计值,单位KN；

q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

l_z—楞梁跨度，单位mm；

—水平杆轴向抗拉承载力设计值，单位KN；

A_n—水平杆净截面面积，单位mm²；

f_t ^b—水平杆抗拉强度设计值，单位N/mm²；

三、确定预制板支座系统计算模型：

1、确定预制板9支座模板计算模型

预制板9以模板为支座，按照三跨等跨连续梁确定模板计算模型；

2、确定模板支座水平杆2计算模型

模板以水平杆2为支座，按照悬臂梁确定水平杆2计算模型；

四、预制板支座系统承载力验算：

1、预制板9支座模板承载力验算：

1.1、预制板9支座模板荷载设计值计算：

式中：q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

γ_G1—永久荷载分项系数，取1.3；

G_ik—包括模板及支架自重标准值G_1k(0.3KN/m²)、预制板与后浇叠合层钢筋混凝土自重G_2k(25.1KN/m³)；

γ_Q1—活荷载分项系数，取1.5；

Q₁—施工人员与设备活荷载，取2.5KN/m²；

l—预制板跨度，单位m；

1.2、预制板9支座模板抗弯强度验算

预制板9支座模板最大弯矩计算：M_max＝K_M3ql₁ ²

预制板9支座模板抗弯强度验算：σ＝M_max/W≤[σ]；

式中：M_max—预制板支座模板最大弯矩值,单位KN·m；

K_M3—三跨等跨连续梁弯矩系数，取0.1；

q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

σ—预制板支座模板抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W—预制板支座模板截面抵抗矩，单位mm³；

[σ]—预制板支座模板抗弯强度设计值，单位N/mm²；

1.3、预制板9支座模板挠度验算：ω_max＝(K_w3ql₁ ⁴)/(100EI)≤[ω]；

式中：ω_max—预制板支座模板最大挠度计算值，单位mm；

K_w3—三跨等跨连续梁挠度系数，取0.677；

q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

E-预制板支座模板弹性模量，单位N/mm²；

I—预制板支座模板截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω]—预制板支座模板容许挠度值取l_c/400，单位mm；

1.4、预制板9支座模板抗剪强度验算：

预制板9支座模板最大剪力设计值：V＝K_V3左ql₁；

预制板9支座模板抗剪强度按下式验算:τ＝(3V/2bh)≤f_V；

式中：V—预制板支座模板最大剪力设计值，单位KN；

K_V3左—三跨等跨连续梁第二支座左侧剪力系数，取0.6；

q—预制板支座模板均布荷载设计值，单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

τ—预制板支座模板剪切应力设计值,单位N/mm²；

b-预制板支座模板截面宽度，单位mm；

h—预制板支座模板截面高度，单位mm；

f_V—预制板支座模板抗剪强度设计值,单位N/mm²；

2、模板支座水平杆2承载力验算：

2.1、预制板9支座模板最大支座反力设计值计算：F＝K_V3左右ql₁；

式中：F—预制板支座模板最大支座反力设计值，单位KN；

K_V3左右—三跨等跨连续梁第二支座左右剪力系数绝对值之和，取1.1；

q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

2.2、模板支座水平杆2等效均布荷载设计值计算：q_s＝F/l_s；

式中：q_s—模板支座水平杆等效均布荷载设计值，单位KN/m；

F—预制板支座模板最大支座反力设计值，单位KN；

l_s—模板支座水平杆跨度，单位m；

2.3、模板支座水平杆2抗弯强度验算：

模板支座水平杆2最大弯矩计算：

模板支座水平杆2抗弯强度验算：σ_s＝M_smax/W_s≤[σ_s]；

式中：M_smax—模板支座水平杆最大弯矩值,单位KN·m；

q_s—模板支座水平杆等效均布荷载设计值，单位KN/m；

l_s—模板支座水平杆跨度，单位m；

σ_s—模板支座水平杆抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W_s—模板支座水平杆截面抵抗矩，单位mm³；

[σ_s]—模板支座水平杆抗弯强度设计值，单位N/mm²；

2.4、模板支座水平杆2挠度验算：

式中：ω_smax—模板支座水平杆最大挠度计算值，单位mm；

q_s—模板支座水平杆等效均布荷载设计值，单位KN/m；

l_s—模板支座水平杆跨度，单位m；

E_s-模板支座水平杆弹性模量，单位N/mm²；

I_s—模板支座水平杆截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω_s]—模板支座水平杆容许挠度值取l_s/400，单位mm；

五、确定模板系统构件材质：

采用竹胶合板面板6、落叶松衬板7、HRB400级钢筋竖杆8、水平杆2、螺杆3和背楞14；

六、制作背楞：

1)截取比预留孔15下平至预制板9下平距离短10㎜～15㎜的竖向钢筋为背楞14；

2)裁割长度比模板厚度与背楞14直径之和短5㎜～8㎜的套管18；

3)先在螺杆3顶部焊接水平托盘5，然后将螺杆3拧出螺帽，形成微调螺杆；

4)将套管18与背楞14外侧对齐为90°焊接牢固，并在套管18顶面的模板厚度中心位置焊接微调螺杆形成承插式背楞14；

七、制作模板：

裁割宽度与背楞14高度相等的面板6和衬板7，采用沉头螺丝钉和胶黏剂将面板6和衬板7组合形成模板；

八、制作直角螺栓：

1、制作外墙用直角螺栓：

1)截取长度为外预制剪力墙1-1厚度、模板厚度和100mm～120mm之和的钢筋水平杆2，外端套丝，内端切割45°；

2)截取长度比预留孔15下平至预制板9下平距离短10㎜～15㎜的钢筋竖杆8，上端切割水平，下端切割45°；

3)将水平杆2和竖杆8的45°截面焊接牢固，在水平杆2顶面的模板厚度中心位置焊接微调螺杆，并与螺母16、垫片17组合形成外墙用直角螺栓；

2、制作内墙用直角螺栓：

1)截取长度为内预制剪力墙1-2厚度、2倍模板厚度、2倍背楞14直径与50mm～70mm之和的钢筋水平杆2，外端套丝，内端切割45°；

2)截取长度比内预制剪力墙1-2预留孔15下平至预制板9下平距离短10㎜～15㎜的钢筋竖杆8，上端切割水平，下端切割45°；

3)将水平杆2和竖杆8的45°截面焊接牢固，在水平杆2顶面的模板厚度中心位置焊接微调螺杆，并与螺母16组合形成内墙用直角螺栓；

九、制作模板内撑：

1)采用φ12钢筋端头焊接承压板13，形成长度与后浇圈梁11宽度相等的外墙圈梁模板内撑12；

2)截取长度与后浇圈梁11宽度相等的φ12钢筋作为内墙圈梁的模板内撑12；

十、模板安装：

1、外预制剪力墙后浇圈梁模板安装

外预制剪力墙1-1、后浇圈梁11钢筋绑扎完毕并验收合格后，按照下列方法进行模板安装：

1)将水平杆2由内向外穿过预留孔15，并将竖杆8调整垂直后在托盘5上放置模板；

2)安装模板内撑12和垫片17后临时固定螺母16；

3)采用水准仪检测模板上平标高，通过旋转螺帽4将模板上平调整至预制板9底平精确标高，然后拧紧与锁定螺母16；

2、内预制剪力墙后浇圈梁模板安装

内预制剪力墙1-2、后浇圈梁11钢筋绑扎完毕并验收合格后，按照下列方法进行模板安装：

1)将水平杆2穿过预留孔15，在水平杆2套丝一端装入承插式背楞14，并调整竖杆8和背楞14垂直后在托盘5上放置模板；

2)安装模板内撑12后临时固定螺母16；

3)采用水准仪分别检测两侧模板上平标高，通过旋转螺帽4将两侧模板上平分别调整至预制板9底平精确标高，然后拧紧与锁定螺母16；

十一、预制板吊装：

采用塔式起重机吊装预制板9平稳就位于后浇圈梁11模板上平，并使预制板9支撑端边缘与模板内侧平齐；

十二、浇筑混凝土

后浇叠合层10钢筋绑扎完毕并验收合格后，先施工后浇圈梁11混凝土至预制板9上平，初凝前浇筑完毕后浇叠合层10混凝土，并覆盖塑料薄膜保湿养护。

其中，步骤六中预留孔15直径大于水平杆2直径0.5mm～1.0mm,预留孔15中心距离剪力墙顶60㎜～80㎜；背楞14直径与竖杆8相同；螺杆3直径为20mm～25mm、长度为50mm～60mm；托盘5为直径30mm～40mm、厚度1.0mm～1.5mm的Q235B钢板制作；微调螺杆可在螺帽4厚度20mm～30mm的1/2区间进行微调；套管18采用壁厚2mm～3mm、内径大于水平杆2直径0.5mm～1.0mm的热浸镀锌钢管制作；步骤七中面板6厚度为12㎜～15㎜，衬板7厚度为35㎜～48㎜；步骤八中水平杆2和竖杆8直径为25㎜～32㎜，水平间距为1.0m～1.5m；垫片17为直径50mm～60mm、厚度为1.0mm～1.5mm钢板制作；步骤九外墙圈梁模板内撑12和内墙圈梁模板内撑12水平间距均与直角螺栓水平间距相等；承压板13采用平面30mm×30mm～50mm×50mm，厚度1.0mm～1.5mm的Q235B钢板制作；步骤十中模板上平精确标高为允许偏差±1.0mm；步骤八、九中水平杆2、竖杆8、螺杆3和模板内撑12均采用结构钢筋剩余料制作。

Claims (7)

1.一种装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，其特征在于，采取以下步骤：

一、确定模板系统计算模型：

1.1、确定模板计算模型：

模板以背楞和竖杆为支座，按照三跨等跨连续梁确定模板计算模型；

1.2、确定楞梁计算模型：

1)外预制剪力墙、后浇圈梁模板以竖杆为楞梁，按照悬臂梁确定楞梁计算模型；

2)内预制剪力墙、后浇圈梁模板，分别以竖杆和背楞为楞梁，按悬臂梁确定楞梁计算模型；

二、模板系统承载力验算：

1、模板承载力验算：

1.1、模板侧压力标准值计算：G_k＝γ_cH；

式中：G_k—模板侧压力标准值，单位KN/m²；

γ_c—混凝土容重，取24KN/m³；

H—后浇圈梁截面高度，单位m；

1.2、模板均布荷载设计值计算：q_m＝(γ_GG_k+γ_QQ_k)B；

式中：q_m—模板均布荷载设计值，单位KN/m；

γ_G—模板侧压力分项系数；

G_k—模板侧压力标准值，单位KN/m²；

γ_Q—倾倒混凝土产生的水平荷载分项系数；

Q_k—倾倒混凝土产生的水平荷载标准值，单位KN/m²；

B—模板计算宽度；

1.3、模板抗弯强度验算

模板最大弯矩计算：M_1max＝K_M3q_ml_m ²；

模板抗弯强度验算：σ₁＝M_1max/W₁≤[σ₁]；

式中：M_1max—模板最大弯矩值,单位KN·m；；

K_M3—三跨等跨连续梁弯矩系数；

q_m—模板均布荷载设计值，单位KN/m；

l_m—模板跨度，单位m；

σ₁—模板抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W₁—模板截面抵抗矩，单位mm³；

[σ₁]—模板抗弯强度设计值，单位N/mm²；

1.4、模板挠度验算：ω_1max＝(K_w3q_ml_m ⁴)/(100E₁I₁)≤[ω₁]；

式中：ω_1max—模板最大挠度计算值，单位mm；

K_w3—三跨等跨连续梁挠度系数；

q_m—模板均布荷载设计值，单位KN/m；

l_m—模板跨度，单位m；

E₁-模板弹性模量，单位N/mm²；

I₁—模板截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω₁]—模板容许挠度值取l_m/400，单位mm；

2、楞梁承载力验算：

2.1、楞梁均布荷载设计值计算：q_z＝(γ_GG_k+γ_QQ_k)l_m

式中:q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

γ_G—模板侧压力分项系数；

G_k—模板侧压力标准值，单位KN/m²；

γ_Q—倾倒混凝土产生的水平荷载分项系数；

Q_k—倾倒混凝土产生的水平荷载标准值，单位KN/m²；

l_m—模板跨度，单位m；

2.2、楞梁抗弯强度验算：

楞梁最大弯矩计算：

楞梁抗弯强度验算：σ₂＝M_2max/W₂≤[σ₂]

式中：M_2max—楞梁最大弯矩值,单位KN·m；

q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

l_z—楞梁跨度，单位m；

σ₂—楞梁抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W₂—楞梁截面抵抗矩，单位mm³；

[σ₂]—楞梁抗弯强度设计值，单位N/mm²；

2.3、楞梁挠度验算：

式中：ω_2max—楞梁最大挠度计算值，单位mm；

q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

l_z—楞梁跨度，单位mm；

E₂-楞梁弹性模量，单位N/mm²；

I₂—楞梁截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω₂]—楞梁容许挠度值取l_z/400，单位mm；

3、水平杆抗拉强度验算：

水平杆轴向力设计值计算：N＝q_zl_z；

水平杆抗拉强度验算：

式中：N—水平杆轴向力设计值,单位KN；

q_z—楞梁均布荷载设计值，单位KN/m；

l_z—楞梁跨度，单位mm；

—水平杆轴向抗拉承载力设计值，单位KN；

A_n—水平杆净截面面积，单位mm²；

f_t ^b—水平杆抗拉强度设计值，单位N/mm²；

三、确定预制板支座系统计算模型：

1、确定预制板支座模板计算模型

预制板以模板为支座，按照三跨等跨连续梁确定模板计算模型；

2、确定模板支座水平杆计算模型

模板以水平杆为支座，按照悬臂梁确定水平杆计算模型；

四、预制板支座系统承载力验算：

1、预制板支座模板承载力验算：

1.1、预制板支座模板荷载设计值计算：

式中：q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

γ_G1—永久荷载分项系数；

G_ik—包括模板及支架自重标准值G_1k(0.3KN/m²)、预制板与后浇叠合层钢筋混凝土自重G_2k(25.1KN/m³)；

γ_Q1—活荷载分项系数；

Q₁—施工人员与设备活荷载，取2.5KN/m²；

l—预制板跨度，单位m；

1.2、预制板支座模板抗弯强度验算

预制板支座模板最大弯矩计算：M_max＝K_M3ql₁ ²

预制板支座模板抗弯强度验算：σ＝M_max/W≤[σ]；

式中：M_max—预制板支座模板最大弯矩值,单位KN·m；

K_M3—三跨等跨连续梁弯矩系数；

q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

σ—预制板支座模板抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W—预制板支座模板截面抵抗矩，单位mm³；

[σ]—预制板支座模板抗弯强度设计值，单位N/mm²；

1.3、预制板支座模板挠度验算：ω_max＝(K_w3ql₁ ⁴)/(100EI)≤[ω]；

式中：ω_max—预制板支座模板最大挠度计算值，单位mm；

K_w3—三跨等跨连续梁挠度系数；

q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

E-预制板支座模板弹性模量，单位N/mm²；

I—预制板支座模板截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω]—预制板支座模板容许挠度值取l_c/400，单位mm；

1.4、预制板支座模板抗剪强度验算：

预制板支座模板最大剪力设计值：V＝K_V3左ql₁；

预制板支座模板抗剪强度按下式验算:τ＝(3V/2bh)≤f_V；

式中：V—预制板支座模板最大剪力设计值，单位KN；

K_V3左—三跨等跨连续梁第二支座左侧剪力系数；

q—预制板支座模板均布荷载设计值，单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

τ—预制板支座模板剪切应力设计值,单位N/mm²；

b-预制板支座模板截面宽度，单位mm；

h—预制板支座模板截面高度，单位mm；

f_V—预制板支座模板抗剪强度设计值,单位N/mm²；

2、模板支座水平杆承载力验算：

2.1、预制板支座模板最大支座反力设计值计算：F＝K_V3左右ql₁；

式中：F—预制板支座模板最大支座反力设计值，单位KN；

K_V3左右—三跨等跨连续梁第二支座左右剪力系数绝对值之和；

q—预制板支座模板荷载设计值,单位KN/m；

l₁—预制板支座模板跨度，单位m；

2.2、模板支座水平杆等效均布荷载设计值计算：q_s＝F/l_s；

式中：q_s—模板支座水平杆等效均布荷载设计值，单位KN/m；

F—预制板支座模板最大支座反力设计值，单位KN；

l_s—模板支座水平杆跨度，单位m；

2.3、模板支座水平杆抗弯强度验算：

模板支座水平杆最大弯矩计算：

模板支座水平杆抗弯强度验算：σ_s＝M_smax/W_s≤[σ_s]；

式中：M_smax—模板支座水平杆最大弯矩值,单位KN·m；

q_s—模板支座水平杆等效均布荷载设计值，单位KN/m；

l_s—模板支座水平杆跨度，单位m；

σ_s—模板支座水平杆抗弯强度计算值，单位N/mm²；

W_s—模板支座水平杆截面抵抗矩，单位mm³；

[σ_s]—模板支座水平杆抗弯强度设计值，单位N/mm²；

2.4、模板支座水平杆挠度验算：

式中：ω_smax—模板支座水平杆最大挠度计算值，单位mm；

q_s—模板支座水平杆等效均布荷载设计值，单位KN/m；

l_s—模板支座水平杆跨度，单位m；

E_s-模板支座水平杆弹性模量，单位N/mm²；

I_s—模板支座水平杆截面惯性矩，单位mm⁴；

[ω_s]—模板支座水平杆容许挠度值取l_s/400，单位mm；

五、确定模板系统构件材质：

采用竹胶合板面板、落叶松衬板、HRB400级钢筋竖杆、水平杆、螺杆和背楞；

六、制作背楞：

1)截取比预留孔下平至预制板下平距离短10㎜～15㎜的竖向钢筋为背楞；

2)裁割长度比模板厚度与背楞直径之和短5㎜～8㎜的套管；

3)先在螺杆顶部焊接水平托盘，然后将螺杆拧出螺帽，形成微调螺杆；

4)将套管与背楞外侧对齐为90°焊接牢固，并在套管顶面的模板厚度中心位置焊接微调螺杆形成承插式背楞；

七、制作模板：

裁割宽度与背楞高度相等的面板和衬板，采用沉头螺丝钉和胶黏剂将面板和衬板组合形成模板；

八、制作直角螺栓：

1、制作外墙用直角螺栓：

1)截取长度为外预制剪力墙厚度、模板厚度和100mm～120mm之和的钢筋水平杆，外端套丝，内端切割45°；

2)截取长度比预留孔下平至预制板下平距离短10㎜～15㎜的钢筋竖杆，上端切割水平，下端切割45°；

3)将水平杆和竖杆的45°截面焊接牢固，在水平杆顶面的模板厚度中心位置焊接微调螺杆，并与螺母、垫片组合形成外墙用直角螺栓；

2、制作内墙用直角螺栓：

1)截取长度为内预制剪力墙厚度、2倍模板厚度、2倍背楞直径与50mm～70mm之和的钢筋水平杆，外端套丝，内端切割45°；

2)截取长度比内预制剪力墙预留孔下平至预制板下平距离短10㎜～15㎜的钢筋竖杆，上端切割水平，下端切割45°；

3)将水平杆和竖杆的45°截面焊接牢固，在水平杆顶面的模板厚度中心位置焊接微调螺杆，并与螺母组合形成内墙用直角螺栓；

九、制作模板内撑：

1)采用φ12钢筋端头焊接承压板，形成长度与后浇圈梁宽度相等的外墙圈梁模板内撑；

2)截取长度与后浇圈梁宽度相等的φ12钢筋作为内墙圈梁的模板内撑；

十、模板安装：

1、外预制剪力墙后浇圈梁模板安装

外预制剪力墙后浇圈梁钢筋绑扎完毕并验收合格后，按照下列方法进行模板安装：

1)将水平杆由内向外穿过预留孔，并将竖杆调整垂直后在托盘上放置模板；

2)安装模板内撑和垫片后临时固定螺母；

3)采用水准仪检测模板上平标高，通过旋转螺帽将模板上平调整至预制板底平精确标高，然后拧紧与锁定螺母；

2、内预制剪力墙后浇圈梁模板安装

内预制剪力墙后浇圈梁钢筋绑扎完毕并验收合格后，按照下列方法进行模板安装：

1)将水平杆穿过预留孔，在水平杆套丝一端装入承插式背楞，并调整竖杆和背楞垂直后在托盘上放置模板；

2)安装模板内撑后临时固定螺母；

3)采用水准仪分别检测两侧模板上平标高，通过旋转螺帽将两侧模板上平分别调整至预制板底平精确标高，然后拧紧与锁定螺母；

十一、预制板吊装：

采用塔式起重机吊装预制板平稳就位于后浇圈梁模板上平，并使预制板支撑端边缘与模板内侧平齐；

十二、浇筑混凝土：

后浇叠合层钢筋绑扎完毕并验收合格后，先施工后浇圈梁混凝土至预制板上平，初凝前浇筑完毕后浇叠合层混凝土，并覆盖塑料薄膜保湿养护。

2.根据权利要求1所述装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，其特征在于，所述步骤六中预留孔直径大于水平杆直径0.5mm～1.0mm,预留孔中心距离剪力墙顶60㎜～80㎜；背楞直径与竖杆相同；螺杆直径为20mm～25mm、长度为50mm～60mm；托盘为直径30mm～40mm、厚度1.0mm～1.5mm的Q235B钢板制作；微调螺杆可在螺帽厚度20mm～30mm的1/2区间进行微调；套管采用壁厚2mm～3mm、内径大于水平杆直径0.5mm～1.0mm的热浸镀锌钢管制作。

3.根据权利要求1所述装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，其特征在于，所述步骤七中面板厚度为12㎜～15㎜，衬板厚度为35㎜～48㎜。

4.根据权利要求1所述装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，其特征在于，所述步骤八中水平杆和竖杆直径为25㎜～32㎜，水平间距为1.0m～1.5m；垫片为直径50mm～60mm、厚度为1.0mm～1.5mm钢板制作。

5.根据权利要求1所述装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，其特征在于，所述步骤九外墙圈梁模板内撑和内墙圈梁模板内撑水平间距均与直角螺栓水平间距相等；承压板采用平面30mm×30mm～50mm×50mm，厚度1.0mm～1.5mm的Q235B钢板制作。

6.根据权利要求1所述装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，其特征在于，所述步骤十中模板上平精确标高为允许偏差±1.0mm。

7.根据权利要求1所述装配式剪力墙后浇圈梁模板与板支座一体设计与施工方法，其特征在于，所述步骤八、九中水平杆、竖杆、螺杆和模板内撑均采用结构钢筋剩余料制作。