木模板在某大劇院音樂(lè)廳結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

木模板在國(guó)家大劇院音樂(lè)廳結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用國(guó)家大劇院工程位于人民大會(huì)堂西側(cè)。總建筑面積144687.62m2。由北部(201區(qū))、南部（203區(qū)）及中部主體建筑（202區(qū)）三部分組成。其中主體建筑內(nèi)含歌劇院、戲劇院及音樂(lè)廳三部分。音樂(lè)廳結(jié)構(gòu)異型復(fù)雜，各種軸線(xiàn)的布置，房間的開(kāi)間和進(jìn)深，墻體的平、立面布置，都不符合我國(guó)的建筑模數(shù)，分層不規(guī)則，夾層多，無(wú)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)層。曲線(xiàn)形墻體多，約占?jí)w總面積的80%，曲線(xiàn)形墻曲率半徑在1.2m~82.5m不等，變化幅度很大，配模極為困難，更不利于模板周轉(zhuǎn)。1、模板體系的選擇針對(duì)本工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如采用傳統(tǒng)的大模板，或定型鋼模板，周轉(zhuǎn)率極低、加工造價(jià)高、配模困難、不能滿(mǎn)足施工進(jìn)度要求。經(jīng)過(guò)多種方案的綜合比較，選用了裝拆方便、配模靈活、便于周轉(zhuǎn)使用、重量輕的木膠合板模板。木膠合板模板既能在直線(xiàn)墻體上使用，同時(shí)也能在曲線(xiàn)形墻體上使用。2、木膠合板模板的構(gòu)造木膠合板模板的面板選用15mm厚覆膜木膠合板。模板的豎肋選用50×100mm方木，間距250mm，豎邊框選用∟90×56×5mm的角鋼，方木與面板之間用圓釘連接間距250mm，角鋼與面板之間用φ6mm平頭螺栓連接，角鋼上加焊φ8mm鋼筋作吊環(huán)，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖：3、木膠合板模板的設(shè)計(jì)3.1選用木膠合板作面板，充分利用木膠合板的剛性好、表面光滑、韌性好等優(yōu)點(diǎn)。大大提高了砼墻面成型的宏觀質(zhì)量。3.2木膠合板模板的大小為1220×2440mm，正好為整塊木膠合板，方便模板的加工和支設(shè)。3.3木膠合板模板之間的橫向連接設(shè)計(jì)為平口拼縫，用φ8帶全絲的螺栓連接。保證模板之間的接縫嚴(yán)密、平整、連續(xù)、光滑。同時(shí)模板在排板時(shí)也十分方便，具有很高的實(shí)效性。3.4豎邊框角鋼上的連接孔為φ20×50mm的連接孔,間距300mm?？梢院芎玫恼{(diào)節(jié)模板之間的高低差，靈活組裝。3.5根據(jù)墻體長(zhǎng)度排板，把剩余的長(zhǎng)度全部留給角模，角模做成定型角模，角模的豎邊框采用∟90×65×50mm的角鋼，在角鋼上的連接孔同其他模板，之間的連接同用螺栓連接。4、木膠合板模板的施工針對(duì)音樂(lè)廳工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，木膠合板模板主要使用在直線(xiàn)墻體，曲率半徑大于25m的曲線(xiàn)形墻體。4.1在直線(xiàn)墻體上的應(yīng)用施工工藝現(xiàn)場(chǎng)加工、制作模板→模板配、排板→現(xiàn)場(chǎng)組拼模板→安裝鋼管橫肋→穿對(duì)拉螺栓→支設(shè)鋼管斜撐→調(diào)整模板的垂直度、平整度→加固模板→墻體混凝土的澆筑→模板的二次校核→拆?！謇泶a放模板。樓板混凝土施工時(shí)，在墻根部支設(shè)模板處分別用4m和2m刮杠刮平，并控制好墻體兩側(cè)的標(biāo)高，標(biāo)高偏差控制在2mm以?xún)?nèi)，再用鐵抹子找平，支模時(shí)加設(shè)海綿條，保證模板底部的平整、密實(shí)。為了更好的提高混凝土的宏觀質(zhì)量，防止拆模后支模棍短鋼筋頭外露，在支模棍的兩端加焊30~50mm短鋼筋頭，增大模板面板與支模棍之間的接觸面積，減少對(duì)模板面的損壞。在曲線(xiàn)形墻施工時(shí)，短鋼筋頭與弧形垂直相交，有利于弧形的形成。模板之間用螺栓連接，直線(xiàn)墻體用雙鋼管作背肋，用鋼管和可調(diào)頂托作墻體模板斜撐。模板拼縫側(cè)面粘海綿條，保證拼縫嚴(yán)密。調(diào)節(jié)斜撐上的可調(diào)頂托，用線(xiàn)墜和拉水平通線(xiàn)來(lái)控制模板的垂直度和水平度。在模板上口放置與鋼筋保護(hù)層同厚的通長(zhǎng)木條，起到既能控制墻體鋼筋保護(hù)層厚度，又能控制墻體混凝土澆筑高度的作用。混凝土澆筑完成后，必要時(shí)利用水平通線(xiàn)和斜撐對(duì)墻體的垂直度進(jìn)行二次校核。4.2在曲線(xiàn)形墻體上的應(yīng)用施工工藝：按配模圖準(zhǔn)備模板→在模板背面鋸出小鋸槽→按墻體邊線(xiàn)就位模板→安裝鋼筋橫肋→通過(guò)模板控制線(xiàn)調(diào)整弧度→安裝鋼管豎肋→支設(shè)斜撐→調(diào)整墻體弧度、垂直度→緊固螺栓、支撐→澆筑墻體砼→二次校核。施工要點(diǎn)：(1)充分利用木膠合板韌性好的優(yōu)點(diǎn)。在模板的背面鋸出2~3mm寬3~5mm深的鋸槽。增加面板的可調(diào)弧度。曲率半徑R=15m的曲線(xiàn)形墻體在1.2m長(zhǎng)度內(nèi)（單塊模板寬度）的弦長(zhǎng)與弧長(zhǎng)之間的矢高為5mm左右，面板的韌性可提供3-5mm的可調(diào)量，通過(guò)斜撐和模板控制線(xiàn)，保證曲線(xiàn)形墻體的弧度。(2)模板按控制線(xiàn)就位安裝，用Φ25鋼筋作為模板的水平背楞，鋼管作豎楞，鋼筋和鋼管構(gòu)成網(wǎng)架肋。鋼筋背楞為曲線(xiàn)形墻體提供弧度，在保證弧度的前提下，網(wǎng)架肋增強(qiáng)模板體系的剛度。5、木膠合板模板的清理和存放5.1木膠合板模板拆除時(shí)，先清掉模板上的混凝土殘?jiān)∠逻B接螺栓，清理干凈，用專(zhuān)用的袋子收集。拆下的模板，及時(shí)清理干凈，對(duì)板面和豎邊框角鋼的清理作為重點(diǎn)。模板上不得留下任何的混凝土和海綿條殘?jiān)?.2模板碼放在間距為600mm的100×100mm墊木上。模板平放時(shí)，堆放的層數(shù)不超過(guò)10層。模板的堆放應(yīng)選在不積水，盡量避免暴曬，便于運(yùn)輸?shù)膱?chǎng)地內(nèi)。5.3對(duì)在施工過(guò)程操作不當(dāng)或正常消耗的模板，及時(shí)拆下面板，作為梁側(cè)模和梁、板底模使用。6、體會(huì)經(jīng)過(guò)我們?cè)谑┕み^(guò)程中不斷使用和不斷改進(jìn)，認(rèn)為木膠合板模板具有以下幾方面的實(shí)效性：6.1宏觀效果好。由于標(biāo)準(zhǔn)木模板的面板韌性好，剛度好，平口接縫嚴(yán)密，螺栓連接牢固可靠。墻體拆模后表面光滑，弧形墻體弧度準(zhǔn)確，接縫一般只是條“混凝土線(xiàn)”，用自制扁鏟鏟除后，砼表面就能達(dá)到光滑、平整的清水砼效果。6.2周轉(zhuǎn)率高：模板標(biāo)準(zhǔn)大小一致，便于組配和排板對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的公建非常適用，減少定型模板的投入。6.3有利于加快施工進(jìn)度：木模板重量輕，操作方便。木膠合板模板單塊重量不到100kg，可以人工運(yùn)輸、就位，拼裝組配方便，操作簡(jiǎn)單。減少塔吊的吊次。6.4經(jīng)濟(jì)實(shí)用：木膠合板模板周轉(zhuǎn)次數(shù)多，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的使用一般在15~20次左右。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)木模板上的面板不能在墻體上使用時(shí)，可以作為梁側(cè)模和梁、板底模二次使用。木膠合板模板的單方造價(jià)為：96元/m2。相對(duì)曲線(xiàn)形墻體的定型鋼模板，大模板或其他木模板具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。6.4資源優(yōu)勢(shì)：木材是一種可再生資源，相對(duì)鐵礦具有明顯的資源優(yōu)勢(shì)。（中國(guó)模板協(xié)會(huì)糜嘉平在《施工技術(shù)》2003年2期《我國(guó)模板行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)》一文中有此觀點(diǎn)）7、模板計(jì)算7.1、木膠合板模板的計(jì)算新澆混凝土側(cè)壓力計(jì)算新澆混凝土的側(cè)壓力：F=0.22rctβ1β2V1/2砼自重rc=24kN/m3。砼添加外加劑β1=1.2；坍落度180mm，β2=1.15；砼澆筑為分層澆筑，故澆筑速度為V=1m/h；澆筑溫度T=20℃，t=200/(T+15)=5.714。F1=0.22×24×5.714×1.2×1.15×11/2=41.6kN/m2（1）F1=rcH=24×4.5=108kN/m2（2）取（1）、（2）中最小值即：F1=41.6kN/m2×1.2=49.92kN/m2查表得泵送砼側(cè)壓力F2=3kn/m2×1.4=4.2kN/m2側(cè)壓力F=F1+F2=49.42+4.2=54.12kn/m2。取F=55kN/m2面板的計(jì)算用15mm厚木膠合板作模板的面板，豎肋為100×100mm方木，間距為250mm。取1mm寬的木膠合板板帶進(jìn)行計(jì)算。Ix=bh3/12=281.2mm4Wx=bh21/6=37.5mm3E=6.5×103N/mm2抗彎強(qiáng)度f(wàn)=15N/mm2q1=0.055N/mm2面板按五等跨連續(xù)梁計(jì)算。Mmax=-0.1q1l2=0.1×0.055×2502＝343.75N·mm強(qiáng)度驗(yàn)算:σmax=Mmax/Wx＝343.75/37.5=9.17<15N/mm2強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。撓度驗(yàn)算:Vmax=kwql4/(100EI)=0.677×0.055×2504/(100×6.5×103×281.25)=1mm撓度滿(mǎn)足要求。豎肋計(jì)算：豎肋為100×100mm方木，E=7.5×103N/mm2Wx=bh2/6=1/6×100×1002=16.6×104mm3Ix=bh3/12=1/12×100×1003=8.33×106mm4背肋為2ф48×3.5mm鋼管。豎向間距為300mm、600mm、600mm、600mm、340mm。q2=q1×l=0.055×250=13.75N/mm2內(nèi)力計(jì)算：Mmax=618750N·mm強(qiáng)度驗(yàn)算σmax=Mmax/Wx=618750/（8.3×104）=7.45N<[f]=15N滿(mǎn)足強(qiáng)度要求撓度驗(yàn)算:懸臂部分：Vmax=q2×l14/8EIx=13.75×3004/（8×7.5×103×4.16×106）=0.445mm<300/650=0.46mm跨中部分：Vmax=q2×L24(5-24λ2)/384EIx=13.75×6004×(5-24×0.52)/（384×7500×4.16×106）=0.148mm<600/400=1.5mm滿(mǎn)足撓度要求。背肋計(jì)算：背肋為2φ48×3.5鋼管，E=2.06×105N/mm2Wx=5080mm3Ix=121900mm4集中荷載q3=q1lxly=0.055×250×700=9625NMmax=-0.311×q3×L=0.311×9625×700=2095362.5N.mm2σmax=Mmax/(rc·Wx)=20953