模板對拉螺栓的完整計算

沈平華 （中電投電力工程有限公司，上海 200233）

在土建的混凝土結構施工中，以對拉螺栓方式安裝模板非常普遍，對拉螺栓廣泛應用于混凝土柱、梁、墻、小型基礎的模板施工中，有效地保證了兩側模板的相對位置，簡化了模板支撐并節約了人力物力。但在實際施工中，如果對拉螺栓布置間距過大、選用規格偏小，也會造成模板起鼓、螺栓被混凝土側壓力拉斷導致模板破壞、螺栓滑絲引起漲模等問題，最終影響到混凝土澆筑的成品質量。而在模板體系中，模板通過背部的木方保守加固，螺栓的布局根據施工經驗保守確定，避免了模板和木方的變形。所以，對拉螺栓的選擇也就成了模板體系的關鍵一環，最好是能通過定量定性的計算過程，選用恰當的螺栓，既能防止質量事故又避免浪費材料。由于實際施工中憑經驗的多、施工方案應付，施工方案中對拉螺栓計算過程不完整或不完善的較多。下面舉例敘述一下模板對拉螺栓的完整計算過程，供同行技術人員一起探討。

某工程主框架柱截面尺寸為3.18m×2.32m，柱模板采用膠合板組裝，50mm×100mm木方豎向安裝作為內楞，間距150mm，［18a槽鋼橫向安裝作為外楞，用Ф16圓鋼對拉螺栓加固，橫向豎向間距600mm布置，所有螺栓外加雙螺母，以此來抑制水平槽鋼中部的撓度。模板加固體系驗算如下。

①首先計算螺桿的強度是否足夠，避免被拉斷。

澆筑混凝土對模板的側壓力標準值由下式計算：

F1=0.22ΥCt0β1β2V1/2

F2=ΥCH

根據現場環境，式中：

F1——新澆筑混凝土對模板的最大側壓力（kN／m2）

ΥC——混凝土的重力密度，取24kN／m3

t0——新澆筑混凝土的初凝時間，取t0＝4h

V——混凝土的澆筑速度，按V=3m／h

H——混凝土側壓力計算位置處至新澆筑混凝土頂端的總高度（m）

β1——外壓力影響修正系數，摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2

β2——混凝土坍落度影響修正系數，取1.15

取較小值為標準值，則側壓力設計值F＝50.48×1.2＝60.58kN／m2

柱箍所承受的均布荷載設計值（q）：

撓度驗算：w=5qL4/384EI≤[w]

式中：[w]——柱箍桿件允許撓度（mm）

E——柱箍桿件彈性模量，E＝2.05×105N/mm2

I——彎矩作用平面內柱箍桿件慣性矩，［18a的慣性矩I＝1672.4×104mm4

由以上計算結果可知，柱箍的撓度遠小于允許撓度，所以在柱子截面中部設置橫向豎向間距600對拉螺栓，撓度上能夠滿足要求。

對拉螺桿強度驗算（鋼筋屈服強度設計值fy=210N/mm2）。

柱底部中間螺栓受拉力最大，拉力N=F×a×b=60.58×0.6×0.6=21.81kN。

φ16對拉絲桿截面面積：S=3.14×162/4=200.96mm2

側壓力在對拉絲桿中產生的拉應力：

δ=N/S=21810/200.96=108.53N/mm2＜fy=210N/mm2

應力小于鋼筋屈服強度，拉桿不會變形，滿足要求。

②計算螺桿兩端的螺紋抗滑移能力，避免螺紋破壞滑絲。

查C級普通螺栓規格表，M16螺栓有效截面積Ae=157mm2,螺栓抗拉強度設計值，則：=0.8×157×210=26376N=26.376kN>N=21.81kN

即螺栓軸向螺紋抗滑移力設計值大于實際受拉應力，滿足要求，可以使用。

通過以上對拉螺栓的受力驗算，我們可以得出結論，M16的C級普通螺栓頭對拉螺栓適用于本案例，螺栓既不會拉斷，也不會滑絲脫扣。

實際施工中，就可以以此計算過程做參考，并結合施工規范的構造要求，選用合適的對拉螺栓，達到既滿足施工需要又節約材料的目標。

[1]江正榮.建筑施工計算手冊（第二版）[M].北京：中國建筑工業出版社,2007.

[2]戴國欣.鋼結構（第3版）[M].武漢：武漢理工大學出版社,2007.