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〔摘要〕某医院肿瘤防治中心加速器室墙板和顶板均采用厚度2.90m厚钢筋混凝土板,属于高大模板支撑,编制施工方案时采用了钢结构技术承担和传递混凝土板72.5KN/m2的自重和施工荷载,圆满完成了施工任务。大体积混凝土采用内部通水降温和外部保温双管齐下的措施,有效控制了混凝土内部温度,满足了规范要求,取得了良好的经济效益和社会效益,取得了满意的效果。
〔关键词〕厚板支模技术;大体积混凝土内部降温
中图分类号: C35 文献标识码: A
THE TECHNOLOGY OF MWORK AND CONSTRCTION FOR CONCRETE SLAB 2.90m THICK
WangWei-dong1,ZhuYan-jun2,QiFeng-xiang3
(1. Affiliated Hospital Of Binzhou Medical College, Binzhou, 256600, China;
2. Binzhou City Construction Group,256600,Shandong,China)
Abstract: Cancer center of Affiliated Hospital of Binzhou Medical College accelerator room, walls and ceiling are used 2.90M thick reinforced concrete slab, Belongs to the high formwork support. The construction scheme adopts the technology of steel structure, load and construction load to bear and transfer the concrete slab 72.5KN/m2. The successful completion of the construction task. Large volume concrete using internal cooling and external heat preservation measures of work along both lines, Effective control of the internal temperature of concrete, meet the specification requirements, and achieved good economic and social benefits, and achieved satisfactory results.
Key Words: Slab formwork technology; Large volume concrete internal cooling
某医院医院肿瘤防治中心加速器室墙板和顶板均采用厚度2.90m厚钢筋混凝土板,属于高大模板支撑,编制施工方案时采用了钢结构技术承担和传递混凝土板72.5KN/m2的自重和施工荷载,圆满完成了施工任务。取得了良好的经济效益和社会效益,取得了满意的效果;而且类似文章比较少见,所以撰文介绍。
1.工程概况:
某医院医院肿瘤防治中心,地下二层,地上三层,建筑面积5098m2,地下面积2533 m2。基础类型:灌注桩基础;现浇混凝土框架结构。
地下室分成两部分:加速器室及水冷机房部分和服务用房(候诊室等)部分。
加速器室及水冷机房部分地下室地面标高-8.80m,顶板标高-2.20m和-1.7m,顶板厚度为1500mm和2900mm;墙体厚度分别为800mm,1400mm,1618mm,1953mm,2150mm和2900mm。顶板自重达37.5KN/m2、72.5KN/m2,大于10 KN/m2。
服务用房部分(候诊室等)分为两层:地下二层标高-8.80m,地下一层标高-4.20m。主梁400x900,400x750,400x700,400x650,400x600,次梁400x650,400x600,350x600,200x400,板厚250。均属于高大模板支撑,按《危险性较大分部分项工程安全管理办法》(建质2009<87号>)【1】,须编制专项施工方案并经专家论证后执行。
加速器级水冷机房由于砼厚度超过1000mm,也属于大体积混凝土。还应按照《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009【2】編制大体积混凝土专项施工方案。
2. 厚板混凝土施工技术
加速器室及水冷机房部分:墙高度为4.7~5.6m,地下室顶板厚1.5~2.9m。砼墙支承地下室顶板结构,采用墙分层支模,分层浇筑,墙浇筑至顶板底。墙砼强度达到75%以上时再浇筑顶板砼。顶板模板支撑与已浇筑的墙支模体系拉结成整体,顶板与墙模板同时支模,顶板底适当加强。并且纵向、横向及水平支撑体系牢固可靠。墙外部与支护灌注桩可靠顶紧。
由于顶板砼体积大、自重大,地下室顶板支模立杆采用I14工字钢,间距1.0m。底部支撑在基础地板上,顶部支撑钢梁(HN250x125x6x9H型钢),钢梁支撑托梁(次楞:I14工字钢@333),托梁支撑35厚木架板,木架板上铺12厚胶合板木模板。形成钢立柱支撑的连续梁受力体系,托梁也为支撑在钢梁上的连续梁受力体系。为保证立杆稳定,每1.5m设水平步一道,板底设一水平步,用Ф48x3钢架管,与I14工字钢立杆焊接连接,边檐与墙支模的双钢管顶紧焊接。适当布置垂直剪刀撑,确保支模体系的稳定。
3. 设计计算
3.1主梁计算
选用HN250x125x6.5x9,按连续梁, 用建研院PKPM-STS钢结构软件设计计算。荷载:按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012【3】和《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008【4】取值。
恒载包括:①.2.90m板自重:2.90mx1.0mx25KN/m3=72.5KN/m;②.板底木模板自重(包括35mm厚木架板和12mm厚胶合板,合计厚度47mm):0.047mx1.0mx6.0Km/m3=0.28KN/m;③.托梁自重:4.0mx0.17KN/m=0.68KN/m。恒载合计:72.5+0.28+0.68=73.46 KN/m。
活载:按《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008第4.1.2条规定”当计算直接支撑小梁的主梁时,均布荷载标准值可取1.5KN/m2”:1.0x1.5KN/m2=1.5 KN/m.
用PKPM-STS工具箱连续梁选三跨计算,结果如下:
设计信息:钢梁钢材:Q235;容许挠度限值[υ]: l/180 ;强度计算净截面系数:1.000 ;计算梁截面自重作用: 计算;活荷作用方式: 一次加载;强度计算净截面系数:1.000
设计依据《钢结构设计规范》GB50017-2003【5】
钢梁截面: 国标宽、窄翼缘H型钢:HN250X125
各跨信息:
跨 号 : 1 2 3
跨度 (m): 1.001.001.00
面外支撑: 0 0 0
钢梁作用与验算:
(1)、截面特性计算
A=3.6970e-003;Ix =3.8680e-005;Iy =2.9350e-006;
Wx1=3.0940e-004; Wx2=3.0940e-004;Wy1=4.7000e-005;Wy2=4.7000e-005;
(2)、钢梁上荷载作用
△ 恒荷载
作用跨 作用方向 荷载类型荷载值1
1竖向173.46
2竖向173.46
3竖向173.46
钢梁自重作用折算均布线荷(KN/m): 0.2902;
△ 活荷载
作用跨 作用方向 荷载类型荷载值1
1竖向1 1.50
2竖向1 1.50
3竖向1 1.50
△ 风荷载:不考虑。
(3)、荷载效应组合
△基本组合
△组合1:1.2恒 + 1.4活
△组合4:1.35恒 + 0.7×1.4活
△标准组合
△组合5:1.0恒 + 1.0活
(4)、第 1 跨強度、稳定验算
上部受拉(负弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=-10.103;My=0.000
负弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):31.099 < f=215.000
第 1 跨负弯矩作用强度验算满足。
下部受拉(正弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=8.069;My=0.000
正弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):24.836 < f=215.000
第 1 跨正弯矩作用强度验算满足。
跨中上翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m):Mx=8.069;My=0.000
受弯构件整体稳定系数:φb=1.000
稳定计算最大应力(N/mm2):26.078 < f=215.000
第 1 跨跨中上翼缘受压稳定验算满足。
抗剪验算控制内力(kN):V=60.620
稳定计算最大应力(N/mm2):46.774 < f=125.000
第 1 跨抗剪验算满足。
(5)、第 2 跨强度、稳定验算
上部受拉(负弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=-10.103 ;My=0.000
负弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):31.099 < f=215.000
第 2 跨负弯矩作用强度验算满足。
下部受拉(正弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=2.526;My=0.000
正弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):7.775 < f=215.000
第 2 跨正弯矩作用强度验算满足。
跨中上翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m):Mx=2.526;My=0.000
受弯构件整体稳定系数:φb=1.000
稳定计算最大应力(N/mm2):8.164 < f=215.000
第 2 跨跨中上翼缘受压稳定验算满足。
抗剪验算控制内力(kN):V=50.516
稳定计算最大应力(N/mm2):38.979 < f=125.000
第 2 跨抗剪验算满足。
(6)、第 3 跨强度、稳定验算
上部受拉(负弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=-10.103 ;My=0.000
负弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):31.099 < f=215.000
第 3 跨负弯矩作用强度验算满足。
下部受拉(正弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=8.069;My=0.000
正弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):24.836 < f=215.000
第 3 跨正弯矩作用强度验算满足。
跨中上翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m):Mx=8.069;My=0.000
受弯构件整体稳定系数:φb=1.000
稳定计算最大应力(N/mm2):26.078 < f=215.000
第 3 跨跨中上翼缘受压稳定验算满足。
抗剪验算控制内力(kN):V=60.620
稳定计算最大应力(N/mm2):46.774 < f=125.000
第 3 跨抗剪验算满足。
(7)、连续钢梁挠度验算
验算组合: 5
第 1 跨最大挠度(mm): 0.064
第 1 跨最大挠度(mm): 0.064 (L/15618)< 容许挠度: 5.556
第 1 跨挠度验算满足。
第 2 跨最大挠度(mm): 0.004
第 2 跨最大挠度(mm): 0.004 (L/236095)< 容许挠度: 5.556
第 2 跨挠度验算满足。
第 3 跨最大挠度(mm): 0.064
第 3 跨最大挠度(mm): 0.064 (L/15618)< 容许挠度: 5.556
第 3 跨挠度验算满足。
从计算结果可以看出:主梁强度由抗剪强度控制,计算结果偏于保守。
3.2次梁计算
次梁选用工字钢I14,间距333,同样用PKPM-STS软件按三跨连续梁计算,强度满足要求,挠度在允许范围内。由于比较简单,在此不详述。
3.3 立柱计算
立柱选用工字钢I14,间距333,用PKPM-STS软件计算,结果如下:
设计信息:钢材等级:Q235;柱高(m):1.500;柱截面:普通热轧工字钢: I14;柱平面内计算长度系数:1.000;柱平面外计算长度:1.500;强度计算净截面系数:1.000;截面塑性发展:不考虑;构件所属结构类别:单层工业厂房;是否进行抗震设计:不进行抗震设计。
设计内力(由主梁传来):绕X轴弯矩设计值 Mx (kN.m):0.000;绕Y轴弯矩设计值 My (kN.m):0.000;轴力设计值 N (kN):60.620
设计依据《钢结构设计规范》GB50017-2003
柱构件设计:
(1)、截面特性计算
A=2.1500e-003;Xc =4.0000e-002;Yc =7.0000e-002;
Ix =7.1200e-006;Iy =6.4300e-007;
ix =5.7500e-002;iy =1.7300e-002;
W1x=1.0170e-004;W2x=1.0170e-004;
W1y=1.6100e-005;W2y=1.6100e-005;
(2)、柱构件强度验算结果
柱构件强度计算最大应力(N/mm2): 28.195 < f=215.000
柱构件强度验算满足。
(3)、柱构件平面内稳定验算结果:平面内计算长度(m):1.500;平面内长细比λx:26.087;对x轴截面分类:a 类;轴心受压稳定系数φx:0.970;
柱平面内长细比:λx=26.087 < [λ]= 150.000
柱构件平面内稳定计算最大应力(N/mm2): 29.069 < f=215.000
柱构件平面内验算满足。
(4)、柱构件平面外稳定验算结果
平面外计算长度(m):1.500;平面外长细比λy:86.705;对y轴截面分类:b 类;轴心受压稳定系数φy:0.643。
柱平面外长细比:λy=86.705 < [λ]= 150.000
柱构件平面外稳定计算最大应力(N/mm2): 43.834 < f=215.000
柱构件平面外验算满足。
(5)、局部稳定验算
腹板计算高厚比 H0/Tw=19.42 < 钢结构规范GB50017容许高厚比[H0/Tw]=68.4;翼缘宽厚比B/T=3.40 < 钢结构规范GB50017容许宽厚比 [B/T] =18.7。
计算结果显示,柱构件验算满足。
4. 大体积混凝土浇筑内部降温技术
4.1设计思路
由于本工程混凝土厚度1.4m至2.9m,為防止混凝土内外温差引起的裂缝,采取通常的外保温措施的同时,采取更为可靠的内部降温措施。在大体积混凝土内部设置管路,通以低温水(降水用地下水),通过低温水循环排出带走大体积混凝土内部水泥水化热,从而降低混凝土内部温度,同时降低了大体积混凝土内外温差。
4.2 管路布置原则
大体混凝土砼墙体布置原则:厚度800不布设降温管路,厚度超过1000者即1.4m至2.9m厚墙布设管路。厚度1.4~1.85m布设一道,厚度2.9m者布设二道,管路竖向间距1000,每一组设一个进水口和一个出水口。有的带分支者在分支端部增设出水口。大体积混凝土厚板布置原则:顶板厚度1.5m和2.9m,在1.5m厚板中设一道管路,在2.9m厚板中设三道管路,各管路间距1000左右。每组管路中各管路进出口距离一致,以保证温降相同,降温效果均匀。管子采用Φ48x3.0无缝钢管,立管与横管采用管管丝接安装,横管拐弯处采用弯头连接。横管中间设置一定数量的立管支架,间距3000左右,立管及支架底部设置300x300x8mm钢板垫脚,焊接牢固。在浇筑顶板混凝土时应将通往房间的门封闭,防止房间内热量散失,房间内砼表面不保温。
4.3水流控制
每一路降温系统设一套开关系统,根据混凝土内外温差控制水的流速,保证内外温差在20°C左右,不超过25°C即可满足规范要求,不出现裂纹。
4.4温度监测点设置
每组设2个温度监测点,每个温度监测点设上中下3个温度计,分别记录混凝土内部温度。同时检测混凝土表面温度。
经实测:大体积混凝土施工时,室外温度20~22°C,冷水系统进水温度14°C,出水温度45°C左右,混凝土内部最高温度出现在浇筑后第四天,为67.8°C,混凝土表面温度在40°左右。晚上用45mm厚棉被覆盖,白天用系统温水养护,满足《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009要求,达到了预期效果。拆模后未发现裂缝。
5结论与建议
(1) 超厚混凝土板支模属于高大模板支撑范围,需要按要求编制专项施工方案,经专家论证后实施。
(2) 对于超厚混凝土板支模体系,用钢结构支模体系不能满足受力要求时,考虑用钢结构设计,是经济可行、安全可靠的。
(3) 大体积混凝土内部通水降温技术,简单可行,效果显著,应该大力推广应用。
参考文献:
【1】《危险性较大分部分项工程安全管理办法》(建质2009<87号>)[S]
【2】GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》[S]
【3】GB50009-2012《建筑结构荷载规范》[S]
【4】JGJ162-2008 《建筑施工模板安全技术规范》[S]
【5】GB50017-2003《钢结构设计规范》[S]
〔关键词〕厚板支模技术;大体积混凝土内部降温
中图分类号: C35 文献标识码: A
THE TECHNOLOGY OF MWORK AND CONSTRCTION FOR CONCRETE SLAB 2.90m THICK
WangWei-dong1,ZhuYan-jun2,QiFeng-xiang3
(1. Affiliated Hospital Of Binzhou Medical College, Binzhou, 256600, China;
2. Binzhou City Construction Group,256600,Shandong,China)
Abstract: Cancer center of Affiliated Hospital of Binzhou Medical College accelerator room, walls and ceiling are used 2.90M thick reinforced concrete slab, Belongs to the high formwork support. The construction scheme adopts the technology of steel structure, load and construction load to bear and transfer the concrete slab 72.5KN/m2. The successful completion of the construction task. Large volume concrete using internal cooling and external heat preservation measures of work along both lines, Effective control of the internal temperature of concrete, meet the specification requirements, and achieved good economic and social benefits, and achieved satisfactory results.
Key Words: Slab formwork technology; Large volume concrete internal cooling
某医院医院肿瘤防治中心加速器室墙板和顶板均采用厚度2.90m厚钢筋混凝土板,属于高大模板支撑,编制施工方案时采用了钢结构技术承担和传递混凝土板72.5KN/m2的自重和施工荷载,圆满完成了施工任务。取得了良好的经济效益和社会效益,取得了满意的效果;而且类似文章比较少见,所以撰文介绍。
1.工程概况:
某医院医院肿瘤防治中心,地下二层,地上三层,建筑面积5098m2,地下面积2533 m2。基础类型:灌注桩基础;现浇混凝土框架结构。
地下室分成两部分:加速器室及水冷机房部分和服务用房(候诊室等)部分。
加速器室及水冷机房部分地下室地面标高-8.80m,顶板标高-2.20m和-1.7m,顶板厚度为1500mm和2900mm;墙体厚度分别为800mm,1400mm,1618mm,1953mm,2150mm和2900mm。顶板自重达37.5KN/m2、72.5KN/m2,大于10 KN/m2。
服务用房部分(候诊室等)分为两层:地下二层标高-8.80m,地下一层标高-4.20m。主梁400x900,400x750,400x700,400x650,400x600,次梁400x650,400x600,350x600,200x400,板厚250。均属于高大模板支撑,按《危险性较大分部分项工程安全管理办法》(建质2009<87号>)【1】,须编制专项施工方案并经专家论证后执行。
加速器级水冷机房由于砼厚度超过1000mm,也属于大体积混凝土。还应按照《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009【2】編制大体积混凝土专项施工方案。
2. 厚板混凝土施工技术
加速器室及水冷机房部分:墙高度为4.7~5.6m,地下室顶板厚1.5~2.9m。砼墙支承地下室顶板结构,采用墙分层支模,分层浇筑,墙浇筑至顶板底。墙砼强度达到75%以上时再浇筑顶板砼。顶板模板支撑与已浇筑的墙支模体系拉结成整体,顶板与墙模板同时支模,顶板底适当加强。并且纵向、横向及水平支撑体系牢固可靠。墙外部与支护灌注桩可靠顶紧。
由于顶板砼体积大、自重大,地下室顶板支模立杆采用I14工字钢,间距1.0m。底部支撑在基础地板上,顶部支撑钢梁(HN250x125x6x9H型钢),钢梁支撑托梁(次楞:I14工字钢@333),托梁支撑35厚木架板,木架板上铺12厚胶合板木模板。形成钢立柱支撑的连续梁受力体系,托梁也为支撑在钢梁上的连续梁受力体系。为保证立杆稳定,每1.5m设水平步一道,板底设一水平步,用Ф48x3钢架管,与I14工字钢立杆焊接连接,边檐与墙支模的双钢管顶紧焊接。适当布置垂直剪刀撑,确保支模体系的稳定。
3. 设计计算
3.1主梁计算
选用HN250x125x6.5x9,按连续梁, 用建研院PKPM-STS钢结构软件设计计算。荷载:按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012【3】和《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008【4】取值。
恒载包括:①.2.90m板自重:2.90mx1.0mx25KN/m3=72.5KN/m;②.板底木模板自重(包括35mm厚木架板和12mm厚胶合板,合计厚度47mm):0.047mx1.0mx6.0Km/m3=0.28KN/m;③.托梁自重:4.0mx0.17KN/m=0.68KN/m。恒载合计:72.5+0.28+0.68=73.46 KN/m。
活载:按《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008第4.1.2条规定”当计算直接支撑小梁的主梁时,均布荷载标准值可取1.5KN/m2”:1.0x1.5KN/m2=1.5 KN/m.
用PKPM-STS工具箱连续梁选三跨计算,结果如下:
设计信息:钢梁钢材:Q235;容许挠度限值[υ]: l/180 ;强度计算净截面系数:1.000 ;计算梁截面自重作用: 计算;活荷作用方式: 一次加载;强度计算净截面系数:1.000
设计依据《钢结构设计规范》GB50017-2003【5】
钢梁截面: 国标宽、窄翼缘H型钢:HN250X125
各跨信息:
跨 号 : 1 2 3
跨度 (m): 1.001.001.00
面外支撑: 0 0 0
钢梁作用与验算:
(1)、截面特性计算
A=3.6970e-003;Ix =3.8680e-005;Iy =2.9350e-006;
Wx1=3.0940e-004; Wx2=3.0940e-004;Wy1=4.7000e-005;Wy2=4.7000e-005;
(2)、钢梁上荷载作用
△ 恒荷载
作用跨 作用方向 荷载类型荷载值1
1竖向173.46
2竖向173.46
3竖向173.46
钢梁自重作用折算均布线荷(KN/m): 0.2902;
△ 活荷载
作用跨 作用方向 荷载类型荷载值1
1竖向1 1.50
2竖向1 1.50
3竖向1 1.50
△ 风荷载:不考虑。
(3)、荷载效应组合
△基本组合
△组合1:1.2恒 + 1.4活
△组合4:1.35恒 + 0.7×1.4活
△标准组合
△组合5:1.0恒 + 1.0活
(4)、第 1 跨強度、稳定验算
上部受拉(负弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=-10.103;My=0.000
负弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):31.099 < f=215.000
第 1 跨负弯矩作用强度验算满足。
下部受拉(正弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=8.069;My=0.000
正弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):24.836 < f=215.000
第 1 跨正弯矩作用强度验算满足。
跨中上翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m):Mx=8.069;My=0.000
受弯构件整体稳定系数:φb=1.000
稳定计算最大应力(N/mm2):26.078 < f=215.000
第 1 跨跨中上翼缘受压稳定验算满足。
抗剪验算控制内力(kN):V=60.620
稳定计算最大应力(N/mm2):46.774 < f=125.000
第 1 跨抗剪验算满足。
(5)、第 2 跨强度、稳定验算
上部受拉(负弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=-10.103 ;My=0.000
负弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):31.099 < f=215.000
第 2 跨负弯矩作用强度验算满足。
下部受拉(正弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=2.526;My=0.000
正弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):7.775 < f=215.000
第 2 跨正弯矩作用强度验算满足。
跨中上翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m):Mx=2.526;My=0.000
受弯构件整体稳定系数:φb=1.000
稳定计算最大应力(N/mm2):8.164 < f=215.000
第 2 跨跨中上翼缘受压稳定验算满足。
抗剪验算控制内力(kN):V=50.516
稳定计算最大应力(N/mm2):38.979 < f=125.000
第 2 跨抗剪验算满足。
(6)、第 3 跨强度、稳定验算
上部受拉(负弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=-10.103 ;My=0.000
负弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):31.099 < f=215.000
第 3 跨负弯矩作用强度验算满足。
下部受拉(正弯矩作用区段)强度验算:
强度验算控制内力(kN.m):Mx=8.069;My=0.000
正弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2):24.836 < f=215.000
第 3 跨正弯矩作用强度验算满足。
跨中上翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m):Mx=8.069;My=0.000
受弯构件整体稳定系数:φb=1.000
稳定计算最大应力(N/mm2):26.078 < f=215.000
第 3 跨跨中上翼缘受压稳定验算满足。
抗剪验算控制内力(kN):V=60.620
稳定计算最大应力(N/mm2):46.774 < f=125.000
第 3 跨抗剪验算满足。
(7)、连续钢梁挠度验算
验算组合: 5
第 1 跨最大挠度(mm): 0.064
第 1 跨最大挠度(mm): 0.064 (L/15618)< 容许挠度: 5.556
第 1 跨挠度验算满足。
第 2 跨最大挠度(mm): 0.004
第 2 跨最大挠度(mm): 0.004 (L/236095)< 容许挠度: 5.556
第 2 跨挠度验算满足。
第 3 跨最大挠度(mm): 0.064
第 3 跨最大挠度(mm): 0.064 (L/15618)< 容许挠度: 5.556
第 3 跨挠度验算满足。
从计算结果可以看出:主梁强度由抗剪强度控制,计算结果偏于保守。
3.2次梁计算
次梁选用工字钢I14,间距333,同样用PKPM-STS软件按三跨连续梁计算,强度满足要求,挠度在允许范围内。由于比较简单,在此不详述。
3.3 立柱计算
立柱选用工字钢I14,间距333,用PKPM-STS软件计算,结果如下:
设计信息:钢材等级:Q235;柱高(m):1.500;柱截面:普通热轧工字钢: I14;柱平面内计算长度系数:1.000;柱平面外计算长度:1.500;强度计算净截面系数:1.000;截面塑性发展:不考虑;构件所属结构类别:单层工业厂房;是否进行抗震设计:不进行抗震设计。
设计内力(由主梁传来):绕X轴弯矩设计值 Mx (kN.m):0.000;绕Y轴弯矩设计值 My (kN.m):0.000;轴力设计值 N (kN):60.620
设计依据《钢结构设计规范》GB50017-2003
柱构件设计:
(1)、截面特性计算
A=2.1500e-003;Xc =4.0000e-002;Yc =7.0000e-002;
Ix =7.1200e-006;Iy =6.4300e-007;
ix =5.7500e-002;iy =1.7300e-002;
W1x=1.0170e-004;W2x=1.0170e-004;
W1y=1.6100e-005;W2y=1.6100e-005;
(2)、柱构件强度验算结果
柱构件强度计算最大应力(N/mm2): 28.195 < f=215.000
柱构件强度验算满足。
(3)、柱构件平面内稳定验算结果:平面内计算长度(m):1.500;平面内长细比λx:26.087;对x轴截面分类:a 类;轴心受压稳定系数φx:0.970;
柱平面内长细比:λx=26.087 < [λ]= 150.000
柱构件平面内稳定计算最大应力(N/mm2): 29.069 < f=215.000
柱构件平面内验算满足。
(4)、柱构件平面外稳定验算结果
平面外计算长度(m):1.500;平面外长细比λy:86.705;对y轴截面分类:b 类;轴心受压稳定系数φy:0.643。
柱平面外长细比:λy=86.705 < [λ]= 150.000
柱构件平面外稳定计算最大应力(N/mm2): 43.834 < f=215.000
柱构件平面外验算满足。
(5)、局部稳定验算
腹板计算高厚比 H0/Tw=19.42 < 钢结构规范GB50017容许高厚比[H0/Tw]=68.4;翼缘宽厚比B/T=3.40 < 钢结构规范GB50017容许宽厚比 [B/T] =18.7。
计算结果显示,柱构件验算满足。
4. 大体积混凝土浇筑内部降温技术
4.1设计思路
由于本工程混凝土厚度1.4m至2.9m,為防止混凝土内外温差引起的裂缝,采取通常的外保温措施的同时,采取更为可靠的内部降温措施。在大体积混凝土内部设置管路,通以低温水(降水用地下水),通过低温水循环排出带走大体积混凝土内部水泥水化热,从而降低混凝土内部温度,同时降低了大体积混凝土内外温差。
4.2 管路布置原则
大体混凝土砼墙体布置原则:厚度800不布设降温管路,厚度超过1000者即1.4m至2.9m厚墙布设管路。厚度1.4~1.85m布设一道,厚度2.9m者布设二道,管路竖向间距1000,每一组设一个进水口和一个出水口。有的带分支者在分支端部增设出水口。大体积混凝土厚板布置原则:顶板厚度1.5m和2.9m,在1.5m厚板中设一道管路,在2.9m厚板中设三道管路,各管路间距1000左右。每组管路中各管路进出口距离一致,以保证温降相同,降温效果均匀。管子采用Φ48x3.0无缝钢管,立管与横管采用管管丝接安装,横管拐弯处采用弯头连接。横管中间设置一定数量的立管支架,间距3000左右,立管及支架底部设置300x300x8mm钢板垫脚,焊接牢固。在浇筑顶板混凝土时应将通往房间的门封闭,防止房间内热量散失,房间内砼表面不保温。
4.3水流控制
每一路降温系统设一套开关系统,根据混凝土内外温差控制水的流速,保证内外温差在20°C左右,不超过25°C即可满足规范要求,不出现裂纹。
4.4温度监测点设置
每组设2个温度监测点,每个温度监测点设上中下3个温度计,分别记录混凝土内部温度。同时检测混凝土表面温度。
经实测:大体积混凝土施工时,室外温度20~22°C,冷水系统进水温度14°C,出水温度45°C左右,混凝土内部最高温度出现在浇筑后第四天,为67.8°C,混凝土表面温度在40°左右。晚上用45mm厚棉被覆盖,白天用系统温水养护,满足《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009要求,达到了预期效果。拆模后未发现裂缝。
5结论与建议
(1) 超厚混凝土板支模属于高大模板支撑范围,需要按要求编制专项施工方案,经专家论证后实施。
(2) 对于超厚混凝土板支模体系,用钢结构支模体系不能满足受力要求时,考虑用钢结构设计,是经济可行、安全可靠的。
(3) 大体积混凝土内部通水降温技术,简单可行,效果显著,应该大力推广应用。
参考文献:
【1】《危险性较大分部分项工程安全管理办法》(建质2009<87号>)[S]
【2】GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》[S]
【3】GB50009-2012《建筑结构荷载规范》[S]
【4】JGJ162-2008 《建筑施工模板安全技术规范》[S]
【5】GB50017-2003《钢结构设计规范》[S]