铝合金模板全剪外墙的设计与施工

发表时间:2021/3/26   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:黄井友 司培军
[导读] 摘要:基于标准化战略指导下,各个区域为了进一步提升产品质量,开始积极应用推广铝合金模板,为了进一步提高新工艺的应用效益,提升产品设计品质,形成了相应的设计指引,能够为工程建设提供可靠指导,提高施工精确度和施工效率。
        中建一局集团第一建筑有限公司  河南郑州  450000
        摘要:基于标准化战略指导下,各个区域为了进一步提升产品质量,开始积极应用推广铝合金模板,为了进一步提高新工艺的应用效益,提升产品设计品质,形成了相应的设计指引,能够为工程建设提供可靠指导,提高施工精确度和施工效率。
        关键词:铝合金模板;全混凝土外墙;设计施工
        1全混凝土外墙结构设计依据
        为了提升外墙混凝土施工质量,初步形成采用铝合金模板支模,将砌体外墙深化为全混凝土结构的技术标准规范,以国家相关规范标准为基础,结合住宅项目施工经验、市场、成本等内容,针对一般设计做法和具体要求进行补充、完善和明确,而最终成果也是全混凝土外墙施工设计中的主要依据。
        2全混凝土外墙结构设计施工
        2.1结构设计
        在全混凝土外墙相关结构设计中需要遵循以下几种原则:①专业性、施工效率和产品品质。②结构设计思路为包络设计,一次整浇;户内少墙,增加净空;方便施工,构件精简;支撑稳固,传力明确。③最终结构设计成果需要满足地方和国家现行规程中的条文要求,避免出现违规问题。④此次指导相关构造做法以及规定要求属于最低条件,为此不同地区可以结合自身实际发展状况进行强化调整,禁止降低。在高层及超高层房建项目标准层主体结构施工过程中,采用墙体铝合金模板 + 梁板铝合金模板的全剪外墙铝合金模板结合施工工法。模板体系整体性好,混凝土构件成型效果好,可以达到结构免抹灰,减少湿作业,绿色施工。
        二次构件一次成型,减少二次施工,节约成本。
        早拆体系,仅一套模板即可满足施工需求。可多次周转使用,使用方便、效率高、摊销成本低。在楼面预先组装好梁底;将梁底整体落位在对应的墙板位置,同时将单支顶支撑在相应位置;调整单支顶,使梁底安装水平;在梁底安装完成后安装梁侧板;在楼面组装好面板中间支撑,将面板支撑整体就位,同时安装调整单支顶;安装其他标准楼面板;模板加固调整,安装背楞,同时进行加固拧紧,使对拉螺杆/对拉片两边留出的长度大致相同。
        (1)铝合金模板施工特点
        1、施工周期短:铝模板系统为快拆模系统,一套模板正常施工可达到3-5天/层(模板一套,支撑系统三套),且可较好的展开流水施工,提高施工进度,节约管理成本。
        2、重复使用次数多、平均使用成本低:铝模板系统采用整体挤压成型的铝合金型材做原材,一套模板规范施工可翻转至封顶,平均使用分摊成本低。
        3、施工方便、效率高:铝模板系统组装简单、方便,平均重量在25kg/块左右,完全由人工搬运和拼装,中途无须任何机械设备的协助,且系统标准化设计,工人上手速度和模板翻转速度快(可达20-50㎡/人/天),大大节约人工成本。
        4、稳定性好、承载力高:目前多数铝模板体系承载力可达到60KN/㎡,足够满足多数住宅楼群的支模承载力要求。
        5、应用范围广:铝模板适合墙体、水平楼板、柱子、梁、楼梯、窗台、飘板、卫生间等位置的使用,对圈梁、构造柱、反坎等二次结构也适用。
        6、拼缝少、精度高、拆模后混凝土表面效果好:铝模板拆模后,混凝土表面质量平整光洁,基本上可达到饰面及清水混凝土的要求,无须进行批荡,可节省批荡费用。
        7、现场施工垃圾少、支撑体系简洁:铝模板系统全部配件均可重复使用,施工拆模后,现场几乎无任何垃圾,支撑体系构造简单,拆除方便,整个施工环境安全、干净、整洁。
        8、低碳节能减排:铝模板系统所有材料均为可再生材料,符合国家对建筑项目节能、环保、低碳、减排的规定。
        (2)铝合金模板对拉片体系加固技术
        1、对拉片加固体系的钢背楞采用50x50方通管配置,本项目标准层高≤3.00m,采用“内二外三”加固,内墙分别在第一、四道拉片位置,外墙分别在第一、四道拉片和K板上口位置,背楞位置详墙体加固图。
 
        墙体加固图
        2、横向背楞搭接时上下接头错开施工,错开距离≥500mm。
        3、墙体阴角、阳角位置背楞正常配置内三外四直背楞外,需按墙厚情况酌情配置两道700x700mm直角背楞加固。
        4、当门洞口宽度≥2500mm时,方通管背愣不拉通设置;当门洞口<2500mm时,方通管背楞全拉通设置。
        5、内墙设有单圆管小斜支撑,墙体两侧斜撑应对称布置,不得错位,相邻的斜支撑(竖向背楞)间距≤2000mm,第一道斜撑离墙端(或墙侧面)≤600mm。
        6、外墙K板高度为 300mm,设有K板孔,K板孔距离模板侧边框120mm,设有K板背楞,K板背楞要整体拉通设置,K板背楞使用背楞加固件、卡具加固,相邻的加固件距离≤1500mm。
        (3)楼梯踏步加固措施
        楼梯按要求设置为全盖板的形式,在楼梯踏步盖板上设有透气孔,为防止楼梯梁位移,楼梯踏步上浮(或偏位)等现象,需对楼梯进行特殊加固处理:
        楼梯踏步上侧(下侧)竖向墙板的第一道拉片槽口距离楼梯狗牙板(转角)距离≤150mm,踏步底面支撑与踏步侧面保持垂直,防止楼面板拆除后,支撑位移。
        楼梯模板拼装完成后(浇筑混凝土之前),在楼梯间上口的 K板或吊模板上设置水平角铁(或角铝)定位撑固定,角铁距两侧边(楼梯首末端)距离≤1000mm,相邻的角铁距离≤1200mm,如下图所示。
 
        楼梯加固措施示意图
        2.2材料设计
        对于大型商业项目和高层住宅等钢筋材料选择可以参考以下原则,结合市场货源状况进行充分考量。工程中全部选择三级钢,同时也可以应用强度等级更高的钢筋或四级钢,按照标准规范选择钢筋材料,对于规范内尚未列出的强度较大的钢筋,可以按照地方标准进行选择。在选择强度更高的钢筋或四级钢后,最低配筋率以及构件裂缝需要按照三级钢相关强度进行计算,禁止相同单体中同一钢筋直径中产生多种强度等级或两种强度等级。选筋操作中,对于地下室区域应该全部选择三级钢,而上部结构中,直径在6~12范围内应该优先选择三级钢,对于直径范围在14~25之间的可以选择高强度钢筋或四级钢。外墙全剪混凝土构造墙是为了减少后期二次结构砌筑,提前交付,保证外作业面后期砌筑安全;外墙全剪混凝土构造墙应考虑设置拉缝板和拉结筋与结构墙相连接(室外处设置梯形金属条和耐候密封胶封堵端头,室内压凹槽,无收缩砂浆补平)外墙全剪混凝土构造墙带出的是外墙窗下墙,剪力墙两侧门垛、外空调板砌体墙分为(通高构造墙、半高构造墙、与剪力墙、框架柱一同浇筑的墙垛)。
        2.3剪力墙设计
        为了方便进行铝合金模板全混凝土外墙后期施工,缩减支模施工数量,提升户型装修灵活性,在对承重剪力墙结构进行设置过程中,需要优先按照以下顺序实施重复外围剪力墙,涵盖电气筒;厨卫边墙;分户墙;对空间影响较低的户内墙。周围较小的局部独立墙肢可以按照以下流程进行处理:第一是在符合稳定性以及轴压比计算结果条件下,在地下室顶板或架空层中转换,注意相关转换面积需要控制在10%以下,在超出10%的条件下,则应该针对墙肢选择第二条方法进行处理。针对那些不满足稳定性和轴压比条件的墙肢,可以忽略其对抗侧刚度方面的影响,并按照现浇非承重模式进行外墙设计,为此需要创建两个包络设计模型。电梯筒率先布设剪力墙,并联系电梯资料信息设计门洞两侧墙肢的墙肢长度。高层建筑中除了电梯筒外不能全部设计为短肢剪力墙结构,同时也禁止在相同方向中设置剪力墙,而另外一个方向不进行设置,或除了电梯筒之外,所有的区域设计成短肢剪力墙结构。针对底部层次设置高架空层的条件下,或首层地面尚未设置架空板剪力墙相关直落基础面的条件下,需要对首层墙体稳定性进行重点验算,确保满足超过10%的安全富余度。剪力墙整体墙肢长度和墙截面厚度之比小于4,按照框架柱的截面设计要求,柱纵向相关箍筋配箍率和钢筋配镜率需要同时满足外墙建设要求。柱抗震等级、剪力墙整体抗震等级、稳定性和轴压比等数值需要按照短肢剪力墙的轴压比限制条件进行合理控制。
        2.4非结构构件设计
        外立面线条包含空调板中的墙体设计需要按照主体和构造柱一次性浇筑方法实施,设置构造柱的过程中,可以参考以下方法实施:从平面结构图中表示构造柱定位,禁止通过文字取代说明。填充墙相关水平长度大于5m条件下,同时墙端部尚未设置混凝土柱条件下,需在墙端以及墙中间位置进行设置。如果外墙没有门窗的条件下,支承、外墙在悬臂板以及悬臂梁中的墙体需要在中间和角部区域设置中间间距低于3m的构造柱。如果洞口两侧宽度超出2m,则还需要在两侧安装构造柱。墙高超出4m条件下,需要以2m为间隔,在门上或门窗上下,设置混凝土腰梁。而腰梁纵筋需要和结构性相连预留钢筋之间进行合连接。外墙施工中,需要结合腰梁所承受的水平负荷与竖向荷载,对配筋和截面进行准确计算。楼梯设计中,对于低于5m跨度的可以选择折板式楼梯,进一步缩减层间梯柱、梯梁。板式梯板整体厚度不能低于净跨1/30,大于100mm。在满足下面条件下,可以进行砖砌:①具备工作平台抹灰、砌筑,无须进行额外搭设架子。②后期存在拆除,同时存在工作平台的条件下。
        结束语:
        综上所述,全混凝土外墙结构设计的有效应用,能够进一步缩减二次构件施工,实现外墙免抹灰,节省渗漏问题出现后的整改费用,减少施工成本。结合全混凝土外墙结构还可以有效提升工程建设质量,实现标准化施工,保障工程品质。
        参考文献:
        [1]张乃和.基于铝合金模板的全混凝土外墙设计与施工技术[J].居舍,2019(36):90-91.
        [2]彭一伦,李建峰.基于铝合金模板的全混凝土外墙施工技术与外墙设计探析[J].四川水泥,2018(10):69.
        [3]吴有华.分析铝合金模板的全混凝土外墙设计与施工技术[J].建材与装饰,2018(9):65-66.
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