鋁合金模板在超高層地下室墻柱中的應用

李軻

【摘要】本文結合工程實例，介紹了鋁合金模板在超高層地下室墻柱施工中的應用，針對超高層地下室墻柱截面尺寸較大的問題，對鋁合金模板進行優化設計的措施，取得了預期效果，給后續類似工程提供參考借鑒。

【關鍵詞】超高層地下室;鋁合金模板;優化設計

1、工程特點及模板方案選擇

金水建業凱旋廣場項目位于鄭州市花園路與農科路交叉口西北角，為雙塔超高層綜合體建筑。項目總建筑面積約27.2萬㎡，辦公樓為框筒結構，地上34層，建筑高度155m，組合式獨立商業采用鋼結構支撐框架體系，地上3～5層，地下為三層整體車庫，局部有夾層，地下室建筑面積約8.2萬㎡，局部有夾層，層高分別為5.150m、5.000m、3.450m（夾層）、5.250m。

本工程地下室三層，框柱23根，最大柱截面尺寸為1450mm×1450mm，核心筒剪力墻分為Q1、Q2、Q3、Q4，墻厚最大尺寸為700mm。針對地下室墻柱截面較大的特點，對模板支撐體系進行選擇。

木模板可以隨意拼裝，適用形狀復雜多變的結構，但木模板材料損耗大，且較大墻柱混凝土成型質量難以得到保證，增加了后期裝修成本。

鋼模板剛度好，但自重大，施工中需要借助塔吊等垂直機械進行運輸，地下室施工階段無法滿足進度要求。

鋁合金模板，質量輕，強度和穩定性高，成本低，周轉次數多，施工中不依賴吊裝機械。本工程上部標準層計劃采用鋁合金模板，地下室階段采用的鋁合金模板標板，也可以作為上部主體模板的周轉材料使用。

結合本工程特點，為確保地下室墻柱工程質量和施工進度，考慮采用墻柱采用鋁合金模板，梁板采用木模板施工。

2、鋁合金模板體系優化設計

2.1鋁合金模板面板優化設計

鋁合金模板一般根據住宅樓標準層剪力墻特點設計，由于本工程地下室層高較高，墻柱截面尺寸較大，混凝土澆筑時側壓力大，支模體系的穩定性難以保證。

本工程地下室負一層為5.25m層高，按照原設計面板建立計算模型進行受力變形分析可知，高度5.25m位置處面板的最大變形量達到1.85mm，加勁肋的最大變形量達到1.76mm。

加勁肋變形量過大，而更改模具成本較高，故采用增加加勁肋的方式進行優化設計。經過受力分析知新增加勁肋布置在原有加勁肋的中部效果最好，但為了避開鋁合金模板側面間距50mm的銷釘孔，新增加勁肋加密間距取100/200。

經過計算可知面板最大變形量為1.1mm，極大的改善了面板承受變形的能力。

2.2鋁合金模板加固背楞優化設計

墻柱鋁合金模板加固背楞由兩根60×40×2.5mm的矩形方管制作，結合《混凝土結構工程施工規范》（GB50666-2011），根據式（A.0.4-1）及式（A.0.4-2）計算取其小值：

根據上兩式比較應取F=53.1kN/m2，則設計值為：

取l1=400mm，砼柱截面1300mm×1300mm驗算。

柱箍由兩根60×40×2.5mm的矩形管制作W=14580mm3，A=914mm2。

經強度驗算，不滿足加固要求，結合現場實際情況采用8號雙槽鋼制作。柱箍改用槽鋼，兩根[80×43×5.0，A=2048mm2，慣性矩IX=202600mm4，最小抵抗矩Wnx=50600mm3。

滿足要求。

撓度計算

柱箍為兩根[80×43×5.0，A=2048mm2，截面慣性矩 202600mm4，E=2.06×105N/mm2，l1=400mm。

滿足要求。

3、關鍵施工技術措施

3.1鋁合金模板與木模板節點部位措施

墻柱鋁合金模板與梁板木模板配合施工部位，木模板采用1830×915×15mm，鋁合金平模板頂部角鋁與平板通過銷釘連接后，保證角鋁距平模板內側板面15mm，使木模板與鋁模板內側平齊，確保后期混凝土澆筑成型質量。

地下室為非標準層，木模板施工區域范圍：層高-墻柱與梁交接部位最大梁截面高度-鋁合金模板標板長度（2650/2700）-鋁合金模板接高（1250/1200）。

3.2 鋁合金模板加固體系施工

墻柱鋁合金模板加固背楞由60×40×2.5mm的雙矩形管改為8號雙槽鋼加固，采用18mm對拉螺桿。

總結：

結合本工程特點，地下室階段墻柱開始使用鋁合金模板，標板參照標準層結構進行加工制作，便于地上部分結構周轉使用，提高了模板周轉使用次數。通過對鋁合金模板及加固體系的優化設計，確保了支模體系的整體穩定性和工程質量，施工效果良好，為鋁合金模板在地下室結構中的應用提供了參考借鑒。

參考文獻：

[1] 中國建筑科學研究院. GB50666-2011混凝土結構工程施工規范[S].北京：中國計劃出版社，2003.

[2]中國建筑科學研究院. GB50009-2012建筑結構荷載規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[3] 北京鋼鐵設計研究總院. GB50017-2003鋼結構設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2003.

[4]沈陽建筑大學.JGJ162-2008建筑施工模板安全技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.