盤瑞符

（十一冶建設集團有限責任公司  廣西  柳州  郵編545007）

 

    砼現澆結構的模板和支架工程是砼工程中重要的組成部分。模板和支架的費用往往超過砼本身的費用，甚至超過砼與鋼筋費用的總和。在保證結構安全的前提下，如何加快模板、支撐材料的周轉、降低工程成本是建筑業十分關注的課題，這就涉及到整體式結構拆模期限的問題，如何科學地制定砼現澆結構拆模期限，正是本文所要探討的問題。

 

    我國《砼結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2002在模板拆除一節規定底模及其支架拆除時強度應符合設計要求；當設計無具體要求時，砼強度應符合表4.3.1規定。

 

表4.3.1    底模拆除時砼強度要求

 

    由于該規定為質量驗收規范而不是施工工藝規范，所以在原則性地作了上述規定后并無其他要求性條文，至于如需提前拆模和拆模后施工荷載超出設計使用荷載而必須設置支撐等問題，尚應在施工工藝規范中進一步明確。

   

    眾所周知，我國砼工程大量應用是在第一個五年計劃期間，水泥砼技術是從前蘇聯學來的，關于現澆砼工程拆模期限一直延續至今，上世紀50～80年代大量的工業與民用建筑現澆砼工程采用150#～200#較低的強度水平，這是從當時國家、經濟實力出發最大限度的節約水泥，節約建設成本考慮。對較低強度砼構件(主要指150#)模板拆除期限控制在上述標準還是適宜的。但隨著綜合國力的提高，砼應用強度不斷提高，大量梁、板工程采用C25～C40，結構構件安全度有了明顯的提高，在這種情況下，拆模的期限是否有必要固守原來的標準，的確是個需要研究的問題。特別是當前進入商品時代，建筑工程工期越來越短，而造價越來越低，為了滿足工期要求，施工企業不得不準備大量的模板、支架材料大大增加了施工企業的負擔。

   

    對于砼梁、板受彎構件，不是從設計承載力出發而是從設計的砼立方體抗壓強度標準值要求來限制，顯得過于機械。筆者認為原GBJ204—83中，在規定了拆模需要的強度時，同時注有：如需提前拆模，可根據砼實際強度與當時的荷重經計算確定的條文適宜的。

 

    從鋼筋砼受彎構件強度計算中可知，砼強度等級的提高，對受彎構件承載力的提高是很小的。例如單筋矩形截面梁，HRB335配筋率ρ=1％，砼強度從C20提高至C25，其承載力僅增加了3%～4%，這就是有經驗的結構工程師避免選用較高強度等級設計梁、板結構的原因，目前設計中受彎構件砼強度提高的原因如下：

   

     (1)《砼結構設計規范》50010—2002依據結構環境類別和設計使用年限，從結構耐久性出發，規定了最低砼強度等級，如=b類環境結構最低砼強度等級為C30

   

    (2)建筑物高度增大，使下部承重柱往往需要較高的強度等級以承受較大的垂直荷載和地震荷載。為方便施工，梁、板(包括地下室墻)取同一等級強度。因此，可以說上述砼強度的提高并不是受彎構件本身承載力要求來選擇的。

    由受彎構件承載力計算^[2]，可知(單筋矩形截面)：

    [M]=f_yA_S(h₀-f_yA_S／2bf_C)

       =f_yA_Sh₀(1-0.5ρf_y／f_C)

       =f_yA_Sh₀ γ_S    ……(1)

 

    式中：γ_S =1-4.5ρf_y／f_C

     [M]—容許彎矩設計值      ρ—受力鋼筋配筋率ρ=A_S/bh₀

     bh₀—截面寬度和有效高度   A_S—受力鋼筋截面積

     f_C、f_y—砼軸心抗壓、鋼筋抗拉強度設計值

    單筋矩形截面梁配筋率取ρ=1.2％；1.0％；0.8％ HRB335鋼筋、構件強度等級從C15至C40代入(1)式制成下表：

 

砼強度等級對受彎構件承載力影響表

 

    從表可以看出：

   (])受彎構件砼強度提高一級，容許彎矩設計值提高4～1％，強度越高，提高的越少，即使由C20提高至C40承載力提高約10％～7％。

    (2)受彎構件砼強度降低一級，彎矩容許值約減少8～1％，特別是常見的C25、C30、C35、C40，[M]值僅減少4～1％，影響是很小的。

   

    由于設計時按彎矩設計值查鋼筋面積A_S及配筋組合分級等原因，設計人員實配鋼筋均超出所需鋼筋面積，也就是說，容許彎矩值均大于彎矩設計值即[M]＞M

    

    同時需要說明的是,在模板拆除時，樓面上作用有模板、支架及施工人員等施工荷載，在上層未澆筑砼時，此施工荷載小于設計使用荷載，因此實際荷載產生的彎矩值小于彎矩設計值即M′＜M

   

    綜上所述，降低一個強度等級拆模造成的構件承載力短期減少，被富余配筋增加的承載力所補償，因此此時拆模可以滿足設計承載力要求。

    例題：單筋矩形截面梁b=2300mm    h=650mm

    彎矩設計值      M=359KN.m     砼C25 HRB鋼筋

    施工圖實配鋼筋  5Φ25  (A_S=2454mm2，一排筋)

 

    求解：強度等級C20拆模時的容許彎矩值[Ml′

    解：查彎矩配筋表，所需鋼筋面積A_S=2380mm²(由彎矩A—ρ表計算鋼筋面積A_S =2338 mm²，比彎矩查表法約少2％，這是由于查表法彎矩分級列表，查表時不采用插入法所致。)

   

    [M]／M= f_yA_Sh₀ γ_S／f_yA_Sh₀ γ_S0≈2454／2338≈1.05

    即C25構件容許彎矩值為彎矩設計值的1.05倍，現控制強度C20拆模，C20配筋系數γ_S′與C25配筋系數γ_S比值：

    γ_S′／γ_S=(1-0.5 ρf_y／f_C′)/(1-O.5ρf_y／f_C)

    =(1-0.5×0.013×300／9.6)／(1-0.5×0.013×300／11.9)=0.953

    ∴拆模時C20構件容許彎矩值[M]′為：

 

    [M]′／[M]=0.953  即[M]′=0.953[M]=0.953×1.05 M=1.05M

    由于拆模時C20構件的容許彎矩值不小于該構件的彎矩設計值，因此,此時拆模是滿足構件設計承載力要求的。

 

    根據受彎構件承載力計算結果，筆者建議，砼拆模強度適度放寬:跨度＞8m的梁、板可以降低一個強度等級拆模，此時構件的實際承載力比容許設計值低4～1％、約等于承載力設計值M(誤差在設計允許范圍內)，故此時拆模應是安全、可靠的，況且這種很小的降低隨砼期令的發展會很快達到設計標準值的。跨度≤8m的梁、板則按70％立方體抗壓強度標準值要求拆模。

   

    需要強調的是，既是達到100％強度拆除底模后，當上層澆筑砼，施工荷載產生的效應比使用荷載的效應更為不利時，也必須經過核算，加設臨時支撐。

 

    降低一個砼強度等級拆模，可以加快模、架材料的周轉，減少材料的投入，對施工企業的好處不言而喻。同時也會給結構砼質量帶來益處，這一點尚不為眾多人們所了解。一些工程不合理的工期要求，過大的周轉材料投入，使得一些施工企業采用增大水泥用量，提高早期強度的方法縮短拆模期限，由此帶來砼早期硬化時水化熱溫升增高，而硬化后期干縮率增大，使砼的體積穩定性下降，造成早期裂縫，降低了砼結構的耐久性。為克服上述缺點，

在砼配制技術上通過摻加高效減水劑和較大摻量活性細摻料等措施，降低單位水泥用量和用水量，從而獲得較小的砼體積變形，但這種砼強度發展較純水泥砼來的慢，故而它的使用將由于早期強度不高而受到限制，而適度降低拆模期限有利于該項砼技術的應用和發展。

 

    隨著建筑科學技術的發展和綜合國力的提高，我國《砼結構設計規范》從1966年至今已作出四次修定，GBJ10—89，將原規范砼標號改為砼強度等級,砼強度保證率由85％提高至95％，及材料強度設計值的調整等，使構件用鋼量有所增加，《建筑結構荷載規對范》GB50009--2001對樓面活荷載也作了提高和增項，而現今GB50010---2002又去消了原規范砼彎曲抗壓強度fcm，統一取用抗壓強度f_C，使結構構件的安全度又有所提高，在這種前提下，適度降低砼結構的拆模期限，應是積極和穩妥的，即保證了結構的安全也有利于建筑業的發展。

 

1、GB50010—2002  《砼結構設計規范》

2、中南建筑設計院 《砼結構計算圖表》 北京：中國建筑工業出版社,2002

3、GB50204—92    《砼結構工程施工及驗收規范》

4、覃維祖 《砼耐久性研究的現狀和發展》 建筑技術  2001(1)：12～15