高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法技术

本发明专利技术具体是一种高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法；包括步骤1、模架体系设计；步骤2、模板空间坐标确定：步骤3、模板设计及制作：步骤4、模板支设：步骤5、混凝土浇筑、养护及拆模。本发明专利技术采用内侧柔性拉索结构系统，有效避免了传统工艺中外侧斜向支撑高空难以支设的难题，同时可以有效克服了高度限制，降低措施费用，施工工期显著提升，安全风险降低；同时，通过建立精细化的有限元模型，预先获取结构模板变形值，并采取反向预变形的方法，解决了施工过程中的模架体系的变形大的问题，大幅提升结构成形精度。

【技术实现步骤摘要】
高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法
本专利技术涉及高空异形建筑的模具施工
，具体是高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法。
技术介绍
当前，建筑结构出于空间功能及外部造型的表现需求，高空外倾混凝土结构墙体是越来越常见。这种墙体往往在空间上呈现出曲面、外倾等特点，由于施工时模架体系为高空悬挑状态，受力体系复杂，施工难度大。传统的落地支撑脚手架体系在结构高度较低时，能较好地作为该类结构的支撑体系，但随着结构高度的增加，高空的侧向受力问题难以得到有效解决，同时措施费用迅速攀升，周期增长，安全风险也随之加大，难以得到推广应用。因此，高空外倾混凝土结构墙体给传统的施工方法提出了挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提出一种提出高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体的精确成形方法，其能够简化模架体系结构，降低施工难度，减少施工临时措施，提高施工效率，从而有效提高施工综合效益。为了达到上述目的，本专利技术是这样实现的：一种高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法，包括步骤1、模架体系设计；步骤1.1、根据墙体形状、特点及受力要求，对模板的对拉螺杆、次楞、主楞进行设计，确保满足要求；步骤1.2、根据现场实际结构特点，在外倾墙体内部布置柔性拉索，拉索一端与现场既有结构实体或临时支撑结构相连接，另一端穿过墙体模板后在外侧模板外部与专用的紧固节点装置连接，拉索穿越外侧模板处两侧均紧贴布置次楞，拉索位于两次楞中间，紧固节点装置整体呈“H”形，中部水平杆件为一圆形钢管，用以紧固拉索；两侧竖向杆件采用方钢管，竖向方钢管间距与其紧贴的次楞间距相同，在紧贴次楞一侧面有两个以上的竖向卡槽，用以卡紧次楞；在方钢管两端设有有水平卡槽，用以卡紧主楞；步骤2、模板空间坐标确定：步骤2.1、按照结构几何空间坐标确定对应的模板空间坐标c，并建立模架体系的有限元模型，计算分析在浇筑混凝土施工工况下的受力情况；步骤2.2、获得混凝土浇筑后内侧、外侧模板与拉索LN相交处节点Nin、Nout的坐标值CNin、CNout与其对应的设计节点坐标cNin、cNout之间的坐标差值ΔCNin＝CNin-cNin、ΔCNout＝CNout-cNout；步骤2.3、获得节点Nin、Nout与其模板平面内四周相邻节点连线长度1/2处节点Min、Mout的坐标值CMin、CMout与其设计节点坐标cMin、cMout之间的坐标差值ΔCMin＝CMin-cMin、ΔCMout＝CMout-cMout；步骤2.4、计算节点Nin、Nout及与其模板平面内所有相邻节点Min、Mout处坐标差值之和的均值，即ΔCAin＝(ΔCNin+ΣΔCMin)/(NM+1)、ΔCAout＝(ΔCNout+ΣΔCMout)/(NM+1)，ΣΔCMin、ΣΔCMout表示与节点Nin、Nout在其模板平面内相邻的所有节点Min、Mout的坐标差值ΔCMin、ΔCMout的和，NM表示与节点Nin、Nout在其模板平面内相邻的所有节点Min、Mout的数量；步骤2.5、计算拉索LN的节点坐标差值，即ΔCA＝(ΔCAin+ΔCAout)/2；步骤2.6、在节点Nout处，以－ΔCA为位移边界条件，作为第一加载阶段，计算有限元模型；步骤2.7、以混凝土浇筑时的荷载工况为第二加载阶段，计算有限元模型，并获取混凝土浇筑后模板的空间坐标与设计坐标c差值的最大值ΔCmax，判断ΔCmax是否在规范规定的误差范围之内，否则返回步骤2.2重新计算，若经过三次计算仍不满足要求，则返回步骤1调整模架体系方案，重新设计模板、主楞、次楞及拉索的布置，直至计算满足要求；步骤3、模板设计及制作：步骤3.1、根据结构几何尺寸及形状特点，将外侧模板进行拆分。拆分外侧模板时，应保证每个拆分单元内均包含两根以上拉索，且所有拆分单元相邻的边线应沿着拉索中间的次楞中线；拆分内侧模板时，应保证每个拆分单元内无拉索存在，且拆分单元边线应通过拉索点处；步骤3.2、根据拆分结果，制定模板安装顺序，如发现安装困难，则回到步骤步骤3.1调整拆分设计，确保所有拆分单元能顺利安装；步骤3.3、预先安装固定每个拆分单元的次楞，其中对于外侧模板两两拆分单元共用的次楞，将其固定在先安装的拆分单元上；步骤3.4、安装外侧模板拆分单元拉索，并临时固定专用的紧固节点装置；步骤4、模板支设：步骤4.1、安装外侧拆分模板单元，按照既定的外侧模板安装顺序，安装外侧模板拆分单元，安装时根据进度同步安装外侧主楞，并按照模板空间坐标c就位固定拉索；步骤4.2、安装钢筋及其他预埋件；步骤4.3、安装内侧拆分模板单元，按照既定的内侧模板安装顺序，安装内侧模板拆分单元，安装时根据进度同步安装内侧主楞及对拉螺杆，并按照模板空间坐标c就位固定内侧模板；步骤4.4、按照步骤2.6中－ΔCA的位移边界条件的值，调整拉索的长度以调节外侧模板空间坐标，并作为模板的最终定位；步骤5、混凝土浇筑、养护及拆模。所述的高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法，步骤1模架体系设计中，拉索应当沿着受力时的角度直线穿越模板，避免折线穿越，造成模板损伤，且穿越模板处设置拉索套管，以免拉索与混凝土接触。所述的高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法，步骤1模架体系设计中，专用的紧固节点装置的两竖向方钢管采用抽拉式结构设计，并设置可以调节长度并紧固的构造。所述的高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法，步骤1模架体系设计中，专用的紧固节点装置应建立有限元空间模型，并进行分析，确保不发生破坏。所述的高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法，步骤1模架体系设计中中，拉索布置应当均匀分布，且间距不能过大，在局部影响模板变形处应予以适当加密；所述的高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法，步骤4模板支设中调整拉索的长度时，调节应当从调节值较大处开始，对所有需要调整的拉索依次分级逐步调整，避免对单个拉索单独调整值较大时，导致模板体系发生不可预见的破坏。所述的高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法，步骤5混凝土浇筑、养护及拆模中，应当先拆除紧固节点装置，拆除拉索后，再拆除外侧及内侧模板。本专利技术采用上述设计，其具有以下优势：1)采用内侧柔性拉索结构系统，有效避免了传统工艺中外侧斜向支撑高空难以支设的难题，同时可以有效克服了高度限制，降低措施费用，施工工期显著提升，安全风险降低；2)通过建立精细化的有限元模型，预先获取结构模板变形值，并采取反向预变形的方法，解决了施工过程中的模架体系的变形大的问题，大幅提升结构成形精度；3)通过先支设模板，然后调节关键节点处拉索长度的方法施加模板预变形，可使模板的板体所有坐标与计算模型坐标高度吻合，大幅简化了模板预变形的过程，提高了预变形的精度；4)对模架的预变形值中考虑了拉索影响区域内关键节点的变形影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法，其特征是：包括/n步骤1、模架体系设计；/n步骤1.1、根据墙体形状、特点及受力要求，对模板的对拉螺杆、次楞、主楞进行设计，确保满足要求；/n步骤1.2、根据现场实际结构特点，在外倾墙体内部布置柔性拉索，拉索一端与现场既有结构实体或临时支撑结构相连接，另一端穿过墙体模板后在外侧模板外部与专用的紧固节点装置连接，拉索穿越外侧模板处两侧均紧贴布置次楞，拉索位于两次楞中间，紧固节点装置整体呈“H”形，中部水平杆件为一圆形钢管，用以紧固拉索；两侧竖向杆件采用方钢管，竖向方钢管间距与其紧贴的次楞间距相同，在紧贴次楞一侧面有两个以上的竖向卡槽，用以卡紧次楞；在方钢管两端设有有水平卡槽，用以卡紧主楞；/n步骤2、模板空间坐标确定：/n步骤2.1、按照结构几何空间坐标确定对应的模板空间坐标c，并建立模架体系的有限元模型，计算分析在浇筑混凝土施工工况下的受力情况；/n步骤2.2、获得混凝土浇筑后内侧、外侧模板与拉索L

【技术特征摘要】
1.一种高空大倾角柔性模架体系混凝土墙体精确成形方法，其特征是：包括
步骤1、模架体系设计；
步骤1.1、根据墙体形状、特点及受力要求，对模板的对拉螺杆、次楞、主楞进行设计，确保满足要求；
步骤1.2、根据现场实际结构特点，在外倾墙体内部布置柔性拉索，拉索一端与现场既有结构实体或临时支撑结构相连接，另一端穿过墙体模板后在外侧模板外部与专用的紧固节点装置连接，拉索穿越外侧模板处两侧均紧贴布置次楞，拉索位于两次楞中间，紧固节点装置整体呈“H”形，中部水平杆件为一圆形钢管，用以紧固拉索；两侧竖向杆件采用方钢管，竖向方钢管间距与其紧贴的次楞间距相同，在紧贴次楞一侧面有两个以上的竖向卡槽，用以卡紧次楞；在方钢管两端设有有水平卡槽，用以卡紧主楞；
步骤2、模板空间坐标确定：
步骤2.1、按照结构几何空间坐标确定对应的模板空间坐标c，并建立模架体系的有限元模型，计算分析在浇筑混凝土施工工况下的受力情况；
步骤2.2、获得混凝土浇筑后内侧、外侧模板与拉索LN相交处节点Nin、Nout的坐标值CNin、CNout与其对应的设计节点坐标cNin、cNout之间的坐标差值ΔCNin＝CNin-cNin、ΔCNout＝CNout-cNout；
步骤2.3、获得节点Nin、Nout与其模板平面内四周相邻节点连线长度1/2处节点Min、Mout的坐标值CMin、CMout与其设计节点坐标cMin、cMout之间的坐标差值ΔCMin＝CMin-cMin、ΔCMout＝CMout-cMout；
步骤2.4、计算节点Nin、Nout及与其模板平面内所有相邻节点Min、Mout处坐标差值之和的均值，即ΔCAin＝(ΔCNin+ΣΔCMin)/(NM+1)、ΔCAout＝(ΔCNout+ΣΔCMout)/(NM+1)，ΣΔCMin、ΣΔCMout表示与节点Nin、Nout在其模板平面内相邻的所有节点Min、Mout的坐标差值ΔCMin、ΔCMout的和，NM表示与节点Nin、Nout在其模板平面内相邻的所有节点Min、Mout的数量；
步骤2.5、计算拉索LN的节点坐标差值，即ΔCA＝(ΔCAin+ΔCAout)/2；
步骤2.6、在节点Nout处，以－ΔCA为位移边界条件，作为第一加载阶段，计算有限元模型；
步骤2.7、以混凝土浇筑时的荷载工况为第二加载阶段，计算有限元模型，并获取混凝土浇筑后模板的空间坐标与设计坐标c差值的最大值ΔCmax，判断ΔCmax是否在规范规定的误差范围之内，否则返回步骤2.2重新计算，若经过三次计算仍不满足要求，则返回步骤1调整模架体系方案，重新设计模板、主楞、次楞及拉索的布置，直至计算满足要求；
步骤3、模板设计及制作：
步骤3.1、根据结构几何尺寸及形状特点，将外侧模板进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩向科，李猛，何明，冷煜杰，梁少刚，王震，刘新国，宋凯，
申请(专利权)人：上海二十冶建设有限公司，中国二十冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31