基于PKPM软件在建筑柱模板工程中的应用研究

1 工程概况景苑住宅小区位于嘉兴某县级市,Ⅰ期北区工程总建筑面积42371.02m2,为5跃6层花园洋房,由浙江省建筑设计研究院设计完成。住宅高度为18.232m,建筑层数为5跃6层,层高均为3m,阁楼层高为3.852m,建筑室内±0.000相当绝对标高6.550m,室内外高差为0.450m~0.90m。建筑结构安全等级为二级,抗震设防烈度6度,结构类型为框架。基础采用377夯扩桩,上部结构采用钢筋混凝土异形柱框架结构,楼盖采用现浇梁板式钢筋混凝土体系。混凝土等级:桩采用预应力管桩直径500,400。±0.000以下混凝土强度为C30标号、±0.000以上混凝土强度为C25标号。砌体-2.600m以下采用蒸压灰砂砖,-2.600m以上外墙、楼梯间墙体、分户墙体等采用蒸压轻质砂加气混凝土砌块,其余隔墙均采用轻质隔墙。±0.000以下用M7.5水泥砂浆砌筑,±0.000以上用M5.0混合砂浆砌筑。2 该工程模板介绍2.1 材料主体支模主要采用组合木模板体系,板材采用18mm厚九夹板;龙骨背楞采用60mm-80mm方木;紧固件采用12螺栓或对拉铁片,支撑系统及抱箍采用48钢管脚手架及活动钢管顶撑。注意事项:1)模板边沿要求顺直方正,拼缝严密,板缝应不大于1.5mm。立模前,模板表面应清理干净,并刷一道隔离剂。2)木方的小面要作刨平处理,以保证与胶合板紧密配合,大面不得弯曲变形,无死节、无裂缝。3)所有柱模板,应在根部开200mm-200mm的检查口,以便在混凝土浇筑前检查模内是否有杂物,确保无杂物,无积水,方可封闭检查口。4)为提高模板周转和安装效率,事先应按工程轴线位置、尺寸将模板编号,以便定位使用。拆除后的模板,应按区段编号整理、堆放,安装操作人员也相应执行定区段、定编号的岗位负责制。2.2 柱支模矩形框架柱四个面用大模板拼制而成,每个面一块到顶,并采用钢管作抱箍,设水平及剪刀钢管与承重架形成整体(见图1)。安装:1)按照放线位置钉好压脚板。2)按柱模板设计图的模板位置,由下至上安装模板,模板之间用楔形插销插紧,转角位置用连接角模将两模板连接。3)安装柱箍:柱箍用钢管制成,柱箍及其间距应根据柱模尺寸、侧压力大小等因素进行设计选择。3 PKPM软件在柱模板工程的应用3.1 软件功能它包括以下子菜单:[布置]、[标注]、[自动配模]、[配模编辑]、[计算参数]和[支撑计算]等内容。有关的内容请参阅[楼板模板]的内容。大断面柱木模板参数说明:1)柱截面宽度B(mm):需要浇筑的大混凝土柱截面宽度;2)柱截面高度H(mm):需要浇筑的大混凝土柱截面高度;3)柱截面B方向对拉螺栓:柱截面比较大,需要增加对拉螺栓以加强稳定性;4)柱截面H方向对拉螺栓:5)柱计算长度L(mm):用于计算新浇混凝土侧压力标准值,如果不需要计算新浇混凝土侧压力标准值,此参数没有意义,可以柱的浇筑高度作为参考数据;6)新浇混凝土侧压力标准值(kN/m2);7)倾倒混凝土侧压力标准值(kN/m2);8)柱箍参数:柱箍截面:选择木材作为柱箍,需要输入木材的宽度和高度;每根柱箍支撑楞根数:如果选择钢管作为柱箍,可能需要两根48-3.5夹对拉螺栓,用户这时需要填入2,其他情况柱箍根据具体数量填入1或2;柱箍的间距(mm):柱箍的实际间隔距离;9)模板竖楞截面宽度b(mm):柱箍与胶合板面板之间的竖楞(竖方木)截面宽度,表面贴着胶合板面板的方向为b;10)模板竖楞截面高度h(mm):柱箍与胶合板面板之间的竖楞(竖方木)截面高度;11)模板竖楞间距a(mm):竖楞之间的最大距离,当竖楞之间靠近两端的距离比较小中间距离比较大时,需要输入比较大的数据。3.2 应用软件计算模板3.2.1 计算要求计算面板的强度、抗剪和挠度;计算方木的强度、抗剪和挠度;计算BH方向柱箍的强度和挠度;计算BH方向对拉螺栓。3.2.2 柱模板荷载标准值的计算强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值:其中,γ为混凝土的重力密度,取24.000kN/m3;t为新浇混凝土的初凝时间,为0时(表示无资料)取200/(T+15),取5.714h,T为混凝土的入模温度;V为混凝土的浇筑速度,m/h;H为混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度;β1为外加剂影响修正系数;β2为混凝土坍落度影响修正系数。3.2.3 柱模板面板计算方木计算简图见图2。面板直接承受模板传递的荷载,应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算,计算如下:1)面板强度计算:支座最大弯矩计算公式:跨中最大弯矩计算公式:其中,q为强度设计荷载,kN/m;d为竖向方木的距离。2)面板抗剪计算:最大剪力的计算公式为:Q=0.6qd。截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh<[T]。截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2。3)面板挠度计算:最大挠度计算公式:其中,q为混凝土侧压力的标准值;E为面板的弹性模量,E=6000.0N/mm2;I为面板截面惯性矩;[v]为面板最大允许挠度,[v]=d/250。3.2.4 柱模板方木计算方木直接承受模板传递的荷载,应该按照均布荷载下的三跨连续梁计算,计算如下:1)方木强度计算。支座最大弯矩计算公式:跨中最大弯矩计算公式:其中,q为强度设计荷载,kN/m;d为柱箍的距离。竖楞方木抗剪计算:最大剪力的计算公式为:Q=0.6qd;截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh<[T];截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2。2)方木挠度计算。最大挠度计算公式:其中,q为混凝土侧压力的标准值;E为方木的弹性模量,E=9500.0N/mm2;I为方木截面惯性矩;[v]为方木最大允许挠度,[v]=d/250。3.3 输出计算结果经计算,设计的模板刚度、强度、稳定性符合要求,并导出模板图。4 展望使用PKPM软件进行模板设计和计算,和手算相比,极大提高了效率。随着该软件进一步的开发,可靠性和准确性会得到进一步的提高。笔者深信,在建筑施工产业升级、技术升级的大背景下,该软件将会有美好的未来。