CN101538939A - 预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置及施工方法。该装置主要由模板、螺母、螺杆，PVC护套管和内龙骨、外龙骨构成。螺母焊接在型钢柱上，模板包围在型钢柱外围，外龙骨圈设在模板外侧，内龙骨设置在模板与外龙骨之间，螺杆的一端与螺母螺纹连接，PVC护套管套置在螺杆上，螺杆的另一端通过“3”形卡扣固定在外龙骨上。本发明结构简单，成本低，施工简便快捷，解决了型钢混凝土组合柱模板固定的难题，方便现场施工操作，减轻工作量和劳动强度。内、外龙骨、模板和螺杆都可周转重复使用，节约成本，保证了模板施工安全和提高混凝土柱成型质量，并且采用普通的材料，成本经济，便于推广应用。

Description

预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置及施工方法

技术领域

本发明涉及一种型钢混凝土组合柱模板固定装置，同时还涉及其施工方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术

随着城市建设的迅猛发展，越来越多的超高层建筑在城市中涌现，为满足高度、空间变化和结构受力的要求，相当多的超高层建筑采用了型钢混凝土组合结构，由于型钢混凝土组合柱中设置了型钢柱，型钢柱不能随意穿孔，用于浇筑柱混凝土的模板固定时无法像普通混凝土柱一样设置对拉螺杆来承受柱模板的侧压力，此前主要采用的方法是在施工现场在型钢柱上焊接对拉螺杆以固定模板，费工费时，螺杆还不能周转使用，因此设计一种新的型钢混凝土组合柱模板固定装置，并提出有针对性的施工方法具有非常显著的现实意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有的型钢混凝土组合柱模板固定存在的上述不足，提供一种结构简单，成本低，施工简便快捷的预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置及施工方法。

本发明的第一个目的是这样实现的，预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置，包括型钢柱、模板，其特征在于设有螺母、螺杆，PVC护套管和内龙骨、外龙骨，螺母焊接在型钢柱上，模板包围在型钢柱外围，外龙骨圈设在模板外侧，内龙骨设置在模板与外龙骨之间，螺杆的一端与螺母螺纹连接，PVC护套管套置在螺杆上，螺杆的另一端通过“3”形卡扣固定在外龙骨上。

所述的预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置，其特征在于所述的螺母为加长型螺母。模板上设有用于穿螺杆开孔。

本发明的第二个目的解决方案是，预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置的施工方法，包括以下步骤：

1)根据混凝土浇筑的侧压力设计，设计制备螺母、螺杆，PVC管，确定型钢柱上螺母的布置间距；

2)在型钢柱上对焊接螺母位置定位放线，按柱轴线方向进行螺母焊接，焊缝高度4mm，位置误差控制在3mm以内，型钢柱的焊接表面与模板平行，螺母与型钢柱之间有缝隙较大一侧垫铁片；

3)模板安装前用扳手将螺杆的一端拧进螺母，套上PVC管；

4)根据型钢柱上的螺母定位图确定模板开孔位置，绘制模板开孔图，根据图纸在模板上开孔，开孔与螺母位置对应；

5)安装模板、内龙骨、外龙骨，模板采用18mm厚胶合板，模板立在型钢柱外围，内龙骨采用50mm×100mm木方，竖向设置在模板外侧，间距小于200mm，外龙骨采用Φ48×3.5mm双钢管，外龙骨设在内龙骨外周，内龙骨挤顶住模板和外龙骨。

6)螺杆穿过模板开孔，螺杆的另一端通过“3”形卡扣固定在外龙骨上。

所述的外龙骨双钢管通过对拉螺杆连接固定。

根据混凝土浇筑侧压力计算公式和螺母、螺杆、焊缝的受力性能，对螺杆的规格、间距进行计算、设计，确定螺母尺寸、规格和布置的间距及焊接的要求；计算过程如下：

①柱模板荷载标准值计算

新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值：

$F=0.22{\mathrm{\γ}}_{c}t{\mathrm{\β}}_1{\mathrm{\β}}_2\sqrt{V}$ F＝γ_cH

其中γc——混凝土的重力密度；

t——新浇混凝土的初凝时间；

T——混凝土的入模温度；

V——混凝土的浇筑速度；

H——混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度；

β1——外加剂影响修正系数；

β2——混凝土坍落度影响修正系数。

②柱模板面板的计算

面板直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载下的三跨连续梁计算，计算如下

(1)抗弯强度计算

f＝M/W＜[f]

其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；

M——面板的最大弯距(N.mm)；

W——面板的净截面抵抗矩；

[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；

M＝0.100ql2

其中q——荷载设计值(kN/m)；

(2)抗剪计算

T＝3Q/2bh＜[T]

(3)挠度计算

v＝0.677ql4/100EI＜[v]＝1/250

③木方内龙骨的计算

竖楞木方直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载下的三跨连续梁计算，计算如下

(1)抗弯强度计算

抗弯计算强度f＝M/W

(2)抗剪计算

最大剪力的计算公式如下：Q＝0.6ql

截面抗剪强度必须满足：T＝3Q/2bh＜[T]

(3)挠度计算

最大挠度小于400.0/250。

④双钢管外龙骨的计算

经过连续梁的计算得到最大弯矩Mmax、最大变形vmax、最大支座力Qmax。

抗弯计算强度f＝M/W

⑤螺杆的计算

计算公式：N＜[N]＝fA

其中N——对拉螺栓所受的拉力；

A——对拉螺栓有效面积(mm2)；

f——对拉螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2。

本发明结构简单，成本低，施工简便快捷，可解决型钢混凝土组合柱模板固定的难题，大大方便现场施工操作，减轻现场工作量和劳动强度。型钢混凝土柱混凝土浇筑硬化成型后，用扳手旋转螺杆，拆除螺杆及外、内龙骨、模板，不仅内、外龙骨、模板可周转重复使用，螺杆也可周转重复使用，大大节省了螺杆材料，保证了模板施工安全和混凝土柱成型观感质量，并且采用普通的材料，成本经济，便于推广应用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的型钢柱为圆钢管的结构示意图；

图2为本发明的型钢柱为H型、十字型材料的结构示意图。

图中：1螺母、2螺杆、3模板、4内龙骨、5外龙骨、6型钢柱、7PVC管、8“3”形卡扣

具体实施方式

实施例一

本实例的预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置用于型钢柱为圆钢管，如图1所示，构建时的施工具体步骤为：

1、型钢柱6采用圆钢管，螺母1采用加长型螺母，在圆钢管柱上对螺母1位置定位放线，焊接人员按柱轴线方向进行螺母焊接，焊缝高度4mm，位置误差控制在3mm以内。螺母1与钢管壁之间缝隙较大一侧适当垫铁片，焊缝高度4mm。

2、模板安装前用扳手先将螺杆2拧进螺母1，螺杆2上套上PVC管7，调整方向。

3、根据钢管柱螺母定位图确定模板开孔位置，绘制模板开孔图，根据图纸安排木工加工场专人进行下料、开孔，确保其位置准确，减小与螺母位置的偏差。

4、先后安装模板3、内龙骨4、外龙骨5，模板采用18mm厚胶合板，内龙骨采用50mm×100mm木方，竖向设置，间距不大于200mm，外龙骨采用Φ48×3.5mm双钢管，间距不大于400mm。

5、通过“3”形卡扣8将螺杆固定在外龙骨双钢管上，承受模板侧压力。最终构成图1所示的M14加长型螺母1、两头均设螺纹的Φ14螺杆2，护套螺杆的PVC管7，以及模板3、内龙骨4、外龙骨5的型钢混凝土柱模板固定装置。

实施例二

本实施例的预置螺母式型钢柱混凝土组合柱模板固定装置用于型钢柱为H型、十字型型钢，如图2所示，与实施例1基本结构相同，不同之处在于预置螺母1是预先焊接在型钢柱6柱腹板上，模板安装前用扳手先将螺杆2拧进螺母1，螺杆2套上PVC管7，再先后安装柱模板3、内龙骨木方4、外龙骨双钢管5。

除上述实施例外，本发明还可以是其它结构形式的型钢柱的混凝土组合柱模板固定、施工实施。

Claims (5)

1.一种预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置，包括型钢柱、模板，其特征在于设有螺母、螺杆，PVC护套管和内龙骨、外龙骨，螺母焊接在型钢柱上，模板包围在型钢柱外围，外龙骨圈设在模板外侧，内龙骨设置在模板与外龙骨之间，螺杆的一端与螺母螺纹连接，PVC护套管套置在螺杆上，螺杆的另一端通过“3”形卡扣固定在外龙骨上。

2、根据权利要求1所述的预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置，其特征在于所述的螺母为加长型螺母。

3.根据权利要求1所述的预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置，其特征在于所述的模板上设有用于穿螺杆开孔。

4.一种预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置的施工方法，包括以下步骤：

1)根据混凝土浇筑的侧压力设计，设计制备螺母、螺杆，PVC管，确定型钢柱上螺母的布置间距；

2)在型钢柱上对焊接螺母位置定位放线，按柱轴线方向进行螺母焊接，焊缝高度4mm，位置误差控制在3mm以内，型钢柱的焊接表面与模板平行，螺母与型钢柱之间有缝隙较大一侧垫铁片；

3)模板安装前用扳手将螺杆的一端拧进螺母，套上PVC管；

4)根据型钢柱上的螺母定位图确定模板开孔位置，绘制模板开孔图，根据图纸在模板上开孔，开孔与螺母位置对应；

5)安装模板、内龙骨、外龙骨，模板采用18mm厚胶合板，模板立在型钢柱外围，内龙骨采用50mm×100mm木方，竖向设置在模板外侧，间距小于200mm，外龙骨采用Φ48×3.5mm双钢管，外龙骨设在内龙骨外周，内龙骨挤顶住模板和外龙骨。

6)螺杆穿过模板开孔，螺杆的另一端通过“3”形卡扣固定在外龙骨上。

5、根据权利要求4所述的预置螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置的施工方法，其特征在于所述的外龙骨双钢管通过对拉螺杆连接固定。

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