钢骨混凝土构件铝模多向可调式套筒装置及施工方法与流程

1.本发明涉及铝模施工领域，具体为钢骨混凝土构件铝模多向可调式套筒装置及施工方法。


背景技术：

2.在房屋建筑领域，由于建筑功能的需要，结构受力体系也日趋复杂，特别对于诸如：写字楼、机场、剧院、酒店、公寓等大型公共建筑，对结构和构件的受力性能提出了很高的要求，此类建筑的特点为构件截面较大，承载力高。
3.传统的现浇混凝土结构仍为类似建筑较常采用的形式，但由于荷载效性的组合与叠加，单纯依靠钢筋混凝土形式并不能完全满足荷载要求，因此在混凝土构件中加入钢骨的组合构件逐步在工程中应用，通过钢骨混凝土构件增强结构整体抗力，满足建筑功能需求。另一方面，铝合金模板体系作为重要模板形式在工程实际中被广泛应用，其具有定型化设计、拼装速度快、成型效果好等优点，其中该模板体系的加固效果直接影响混凝土构件质量，常规采用拉片式和螺杆式拉结构件两侧模板，而采用螺杆式加固，其具有抗侧向承载力大，加固效果好的优点，对于采用铝合金模板体系施工的结构且构件截面较大的情况广泛适用。
4.铝模施工中，需在钢骨混凝土构件两侧模板及钢骨上开孔，用于对拉螺杆穿过，及三个孔位应在同一直线上，但实际工程中，由于混凝土偏差、模板支设偏差、钢筋影响等，无法保证所有孔位精确对位，此时对拉螺杆即无法穿过，另外若钢骨厚度大或构件角部无法开孔时，对拉螺杆无法布置，铝合金模板无法加固，混凝土浇筑时涨模、爆模风险增加，针对此问题，主要需保证对拉螺杆布置，限制模板偏位，抵抗混凝土浇筑时侧向压力，约束模板移动，保证混凝土浇筑后构件截面及一次成型。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供钢骨混凝土构件铝模多向可调式套筒装置及施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明通过结合钢骨混凝土构件浇筑时的实际工况，通常这类构件中除布置有钢骨，其外部受力钢筋直径大，布置密，加之施工中的误差等因素，深化阶段的螺杆会出现与实际钢筋位置冲突的情况，此时采用多向可调式套筒装置即可解决螺杆位置问题，根据具体情况从钢筋间隙中穿出螺杆，避让受力钢筋，同时也保证了铝模体系加固。通过结合单边模板的加固思路，通过螺杆将钢骨与铝模板连为整体，混凝土对模板的侧向压力通过螺杆传递至钢骨，每道螺杆承担相应荷载，基于最不利侧向压力计算和多向可调式套筒装置破坏性试验结果，优化设计加工，保证螺杆抗力大于荷载效应，有效约束模板，避免无拉结或欠拉结螺杆体系的模板失效情况。
7.本发明提供如下技术方案：钢骨混凝土构件铝模多向可调式套筒装置及施工方法，包括设于混凝土构件内侧的可调式套筒组件，所述可调式套筒组件设有多个且其分布
于钢骨两侧，且每一可调式套筒组件均包括u型连接件、套筒与螺杆，所述u型连接件用于与钢骨焊接，u型连接件上端中部设有套筒穿孔；所述套筒设于u型连接件上，套筒下端设有钻眼，且该钻眼用于u型连接件穿过，套筒上部内侧具有丝牙端；所述螺杆下端可伸进套筒内侧并与丝牙端连接拧紧，螺杆上端穿过套筒并延伸至构件板外。
8.优选的，u型连接件采用直径14mm圆钢加工，单支长度300mm。u型连接件的设置，一方面提高了螺杆在各个方向穿出铝模板预设孔的灵活性，另一方面单纯将螺杆直接与钢骨焊接，接触面积小，螺杆在混凝土浇筑过程中焊接部位容易拉断，出现脱焊，焊接工效低，使该位置螺杆拉结失效，瞬间强压力转至周围螺杆，将会出现整面螺杆失效，模板被挤出变形，从而导致涨模爆模。
9.优选的，u型连接件采用双面焊的焊接方式焊装于钢骨的预定位置。
10.优选的，构件板上设有用于螺杆穿过的预设孔，螺杆穿过构件板并通过钢垫片、螺栓进行预固定。
11.优选的，构件板包括铝合金模板与钢背楞，铝合金模板设于钢背楞内侧。
12.优选的，套筒具有壁厚较厚的防断裂内衬部，防断裂内衬部用于防止u型连接件穿孔处断裂。
13.优选的，上述钢骨混凝土构件铝模多向可调式套筒装置的施工方法，包括步骤：
14.s1：按混凝土构件的尺寸和钢骨分布位置计算混凝土浇筑侧向压力最大值，进一步确定上述多向可调节式套筒装置的材料规格，材料规格主要包括：u型连接件的圆钢直径和长度，套筒的长度、可穿螺杆规格以及丝牙形式和长度；
15.s2：对上述多向可调节套筒装置需要布置的位置进行放线定位，在钢骨上标记相应位置，将多向可调式套筒装置的各部件组装完成，并采用双面焊方式将多向可调式套筒装置包括的u型连接件焊接于钢骨预定位置，焊接完成后需对焊缝质量进行检测，保证焊接质量，不可出现包括气孔、夹渣、裂纹、烧穿、未焊透等焊接缺陷；
16.s3：待上述多向可调式套筒装置安装完成后，将对应规格螺杆拧紧套筒丝牙端，待构件钢筋安装完成验收通过后，进行铝合金模板安装，铝合金模板安装时调整螺杆位置和方向，避让结构混凝土构件受力钢筋，将螺杆穿过铝合金模板预设孔，用钢垫片和螺栓进行预固定，待全部螺杆预固定完成后，校验调整铝合金模板；
17.s4：待上述所有铝合金模板预固定完成后，按常规安装方式安装铝合金模板外侧的钢背楞，并逐一锁紧各螺杆、螺栓，将铝合金模板体系加固完成，确保每一个螺杆位置安装牢固，保证螺杆位置无漏装、错装、松动等情况，保证整个铝合金模板体系的稳定性和牢固性。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1、本发明结合单边模板的加固思路，通过螺杆将钢骨与铝模板连为整体，混凝土对模板的侧向压力通过螺杆传递至钢骨，每道螺杆承担相应荷载，基于最不利侧向压力计算和多向可调式套筒装置破坏性试验结果，优化设计加工，保证螺杆抗力大于荷载效应，有效约束模板，避免无拉结或欠拉结螺杆体系的模板失效情况；能解决钢骨较厚无法开孔及钢板墙孔位与模板孔位不对应所导致的螺杆无法安装的问题，避免由于孔位对位精度要求高、施工误差而现场施工困难的情况，排除铝合金模板体系由于加固不到位产生的失效破坏风险。
20.2、本发明的多向可调式套筒装置使螺杆具备布置条件，建立了有效的模板拉结体系，混凝土对模板的侧向压力通过螺杆传至钢骨，每个装置将不利荷载均分，避免单根螺杆承受过大荷载，出现拉断或连锁螺杆断裂情况，提高了混凝土浇筑期间的安全性。
21.3、本发明的装置具有多向可调的特点，在区间范围内调整螺杆方向，对位铝合金模板预设孔，避让混凝土构件中大直径，布置密的受力钢筋，解决螺杆与钢筋位置冲突问题。解决螺杆与钢骨直接焊接接触面积小，容易拉断脱焊、焊接困难等问题。
22.4、本发明的装置生产加工简易、安装方便、施工操作性强，解决螺杆在铝合金模板不具备两侧对拉的问题。通过采用该装置，有效地保证了加固体系的稳定可靠性，约束模板位置，抵抗混凝土浇筑过程中的侧向压力，降低由于铝合金模板自身加固不稳定或浇筑混凝土过程中的扰动导致的涨模、爆模等不利情况。
附图说明
23.图1为本发明多向可调式套筒装置的结构示意图；
24.图2为本发明多向可调式套筒装置安装示意图；
25.图3为本发明的施工安装流程图。
26.图中：1、u型连接件；2、套筒；3、螺杆；4、套筒剖切面；5、套筒穿孔；6、螺栓；7、钢垫片；8、混凝土构件；9、铝合金模板；10、钢背楞；11、焊缝；12、钢骨。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：钢骨混凝土构件铝模多向可调式套筒装置，包括设于混凝土构件8内侧的可调式套筒组件，所述可调式套筒组件设有多个且其分布于钢骨12两侧，且每一可调式套筒组件均包括u型连接件1、套筒2与螺杆3，所述u型连接件1用于与钢骨12焊接，u型连接件1上端中部设有套筒穿孔5；所述套筒2设于u型连接件1上，套筒2下端设有钻眼，且该钻眼用于u型连接件1穿过，钻眼孔径16mm，套筒2上部内侧具有丝牙端；所述螺杆3下端可伸进套筒2内侧并与丝牙端连接拧紧，螺杆3上端穿过套筒并延伸至混凝土构件8内侧的构件板外。
31.在本实施例中，u型连接件1采用直径14mm圆钢加工，单支长度300mm。u型连接件1的设置，一方面提高了螺杆3在各个方向穿出铝模板预设孔的灵活性，另一方面单纯将螺杆3直接与钢骨12焊接，接触面积小，螺杆3在混凝土浇筑过程中焊接部位容易拉断，出现脱焊，焊接工效低，使该位置螺杆拉结失效，瞬间强压力转至周围螺杆3，将会出现整面螺杆失效，模板被挤出变形，从而导致涨模爆模。
32.在本实施例中，套筒2可采用外径24mm，壁厚6mm的套筒，内孔开设粗丝牙可穿入14#螺杆3。
33.在本实施例中，u型连接件1采用双面焊的焊接方式焊装于钢骨12的预定位置。
34.在本实施例中，构件板上设有用于螺杆穿过的预设孔，螺杆穿过构件板并通过钢垫片7、螺栓6进行预固定。
35.在本实施例中，构件板包括铝合金模板9与钢背楞10，铝合金模板9设于钢背楞10内侧。
36.在本实施例中，套筒2具有壁厚较厚的防断裂内衬部，防断裂内衬部用于防止u型连接件1穿孔处断裂。
37.在本实施例中，该钢骨混凝土构件铝模多向可调式套筒装置施工完成，通过采用该措施，克服了钢骨混凝土构件中钢骨12较厚无法开孔及钢板墙孔位与铝合金模板9孔位不对应所导致的螺杆3无法安装的问题。有效地避免了混凝土浇筑过程中铝合金模板9的偏位，形成稳定的螺杆3拉结体系，同时保证了浇筑过程中铝合金模板9的抗侧向压力，约束限位，抵抗不利荷载，多向可调式套筒装置实现快速安装，布置灵活，增强了铝合金模板9的加固效果，提高了混凝土浇筑稳定性，保证了结构构件成型质量。
38.在本实施例中，上述套筒装置是通过结合钢骨混凝土构件浇筑时的实际工况，通常这类构件中除布置有钢骨12，其外部受力钢筋直径大，布置密，加之施工中的误差等因素，深化阶段的螺杆3会出现与实际钢筋位置冲突的情况，此时采用多向可调式套筒装置即可解决螺杆3位置问题，根据具体情况从钢筋间隙中穿出螺杆3，避让受力钢筋，同时也保证了铝模体系加固。通过结合单边模板的加固思路，通过螺杆将钢骨12与铝模板连为整体，混凝土对模板的侧向压力通过螺杆传递至钢骨12，每道螺杆3承担相应荷载，基于最不利侧向压力计算和多向可调式套筒装置破坏性试验结果，优化设计加工，保证螺杆抗力大于荷载效应，有效约束模板，避免无拉结或欠拉结螺杆体系的模板失效情况。
39.请参阅图3，在本实施例中，本发明还提供了钢骨混凝土构件铝模多向可调式套筒装置的施工方法，包括步骤：
40.s1：按混凝土构件8的尺寸和钢骨12分布位置计算混凝土浇筑侧向压力最大值，进一步确定上述多向可调节式套筒装置的材料规格，材料规格主要包括：u型连接件1的圆钢直径和长度，套筒2的长度、可穿螺杆3规格以及丝牙形式和长度；
41.s2：对上述多向可调节套筒装置需要布置的位置进行放线定位，在钢骨12上标记相应位置，将多向可调式套筒装置的各部件组装完成，并采用双面焊方式将多向可调式套筒装置包括的u型连接件1焊接于钢骨12预定位置，焊接完成后需对焊缝11质量进行检测，保证焊接质量，不可出现包括气孔、夹渣、裂纹、烧穿、未焊透等焊接缺陷；
42.s3：待上述多向可调式套筒装置安装完成后，将对应规格螺杆3拧紧套筒2丝牙端，待构件钢筋安装完成验收通过后，进行铝合金模板9安装，铝合金模板9安装时调整螺杆3位
置和方向，避让结构混凝土构件8受力钢筋，将螺杆3穿过铝合金模板9预设孔，用钢垫片7和螺栓6进行预固定，待全部螺杆3预固定完成后，校验调整铝合金模板9；
43.s4：待上述所有铝合金模板9预固定完成后，按常规安装方式安装铝合金模板9外侧的钢背楞10，并逐一锁紧各螺杆3、螺栓6，将铝合金模板9体系加固完成，确保每一个螺杆3位置安装牢固，保证螺杆3位置无漏装、错装、松动等情况，保证整个铝合金模板9体系的稳定性和牢固性。
44.本发明的实施例在施工时，施工需控制要点如下：
45.1、本发明的多向可调式套筒装置在设计应根据结构构件截面尺寸、钢骨12布置情况，分析混凝土侧向压力和实际受力的折减系数，根据荷载组合计算结果深化设计该装置，主要涉及：u型连接件1、套筒2、螺杆3的选定和设计，重点于u型连接件1材料宜选用强度较大的型材；加工用于焊接的平直段宜较长，增加装置与钢骨的接触面积；套筒2宜选择壁厚较厚的套筒，防止u型连接件1穿孔处断裂；螺杆3规格也许满足模板加固的要求选定，满足侧向抗力的要求。
46.2、本发明的多向可调式套筒装置在安装前，放线定位阶段应准确，避免安装后位置偏差过大超出可调区间导致螺杆3无法穿出模板，安装时调整装置的角度和方向，不可强制施压扭转移动，超出装置活动极限，造成装置损伤破坏，影响受力性能。
47.3、安装该装置时，焊接质量直接影响模板加固效果，因此在焊接u型连接件1阶段，必须保证平直焊接段双面焊接，同时注意焊接施工需满足标准要求，避免产生焊接缺陷影响装置拉结效果，焊接完成后重点对结构构件下部的装置安装质量进行检测，防止失效。
48.4、在大面积施工前需进行装置抗拔破坏性试验，根据现场实测数据对比计算荷载组合，实则数值必须大于计算荷载值，且需设置安全保证系数，不满足荷载要求时，对装置进行重新深化设计加工；满足荷载要求时，即以此为样板进行加工及安装。
49.5、通过现场抗拔破坏性试验判断装置易损位置，相应优化装置部件，常规易损位置为u型连接件1穿孔处，因该位置壁厚较薄易断裂；焊缝位置断裂；另外螺杆3需在套筒2位置拧紧，防止加固或混凝土浇筑过程中受到扰动脱出，保证拆模前装置拉结有效，混凝土浇筑一次成型。
50.本发明的装置安装完成后，且在大面积施工之前，进行抗拔破坏性试验，依据现场实测破坏试验结果，对比结构构件混凝土侧压力计算结果数值，通过最不利荷载组合效应，分析每个多向可调式套筒装置体系应承担的荷载值，现场实测破坏试验结果必须大于混凝土浇筑时产生的侧压力值，同时考虑浇捣过程中的扰动等不利因素，对侧压力计算数值应设置一定的安全保证系数，实测装置破环结果荷载值应包络各影响参数于混凝土侧压力计算值的乘积。对不满足要求的设计，需重新深化该装置，直至满足实际施工要求。
51.试验表明：易损位置为u型连接件1穿孔处，焊缝位置断裂，螺杆3需在套筒位置未拧紧则容易脱出失效。本发明利用单边模板加固的思路，克服钢骨混凝土构件钢骨较厚无法开孔及钢板墙孔位与模板孔位不对应所导致的螺杆3无法安装的问题。
52.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。