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[摘 要]本文在混凝土浇筑及安全性方面提出了新要求,并探讨了模板支撑的施工质量控制的要点,为工程创优打下良好基础,不仅保证了工程质量与工期,还可为类似的高层建筑转换层结构施工技术提供参考价值。
[关键词]现浇剪力墙;转换层;模板;支撑;验算;质量控制
中图分类号:TU755.2文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0000-01
0 前言
转换层结构因其受力性能好,质量可靠,能满足建筑物对大空间的需求而广泛应用于现浇剪力墙结构中,它不仅可作为建筑物不同结构形式相连结的关节点,还能对整个建筑结构中起到至关重要的连结纽带作用。但由于存在设计、施工方面的缺陷,近年来,建筑工程模板支撑事故频发,安全形势较为严峻,加之现浇剪力墙结构转换层截面大、梁高、自重大,相比其他类型高大模板施工更具技术挑战性,施工难度极大。
1 工程概况
某建筑工程,为商住一体的高层建筑,地下2层,地上32层,采用现浇剪力墙结构,面积33589m2。根据建筑功能的需要,该工程结构在标高18.00m楼层设置了转换层,采用800×2500 、600×2500、600×2200、600×1800、500×2000以及600×1800、600×1500等大截面的梁构件,该层层高为5.7m,混凝土设计标号为C45。
2 模板总体设计
本文以较典型的转换层大梁800×2500作为设计算例,梁模支撑均采用48×3.0钢管支撑系统,模板支架搭设高度为5.5m,梁侧模内龙骨采用80×100mm木方,间距250mm,外龙骨采用双钢管48mm×3.0mm。对拉螺栓直径20mm,布置4道,从梁底自下而上间距分别为350、500、500、550mm,沿跨度方向间距500mm;梁底楞木为80×100,支撑立柱间距(跨度方向)为450,梁底增加3道承重立杆。
3 模板设计验算
3.1 梁侧模板计算
(1)梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,因此需对其抗弯强度和刚度进行验算[1]。将模板面板参照简支梁计算。,宽度取0.25m。则荷载计算值为q=1.2×54.000×0.250+1.40×3.600×0.250=17.460kN/m
截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=25.00×1.80×1.80/6=13.50cm3;
I=25.00×1.80×1.80×1.80/12=12.15cm4;
经计算可得:最大弯矩M=0.109kN.m;最大变形V=0.49mm。
面板抗弯强度计算值f=0.109×1000×1000/13500=8.074N/mm2<[f]=15.00N/mm2,满足设计要求。
面板最大挠度计算值V=0.49mm<250.0/250=1mm,也满足要求。
(2)梁侧模板外龙骨的计算
外龙骨承受内龙骨传递的荷载,按集中荷载条件下的连续梁计算,集中荷载P取横向支撑钢管传递力。
经计算可得:最大弯矩Mmax=1.496kN·m
最大变形Vmax=0.529mm
最大支座力Qmax=36.762kN
抗弯计算强度f=1.496×106/9458000.0=158.17N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求。
支撑钢管的最大挠度小于500.0/150与10mm,满足要求。
(3)对拉螺栓的计算
经计算:N=fA=36.762<[N]=38.250,对拉螺栓强度验算滿足要求。
3.2 梁模板扣件钢管支撑验算
本模板支架搭设高度为5.5m,采用的钢管类型为48×3.0。梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=0.45m,立杆的步距h=1.50m,梁底增加3道承重立杆。
计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递,集中力大小为F=0.9×1.20×25.000×0.200×0.500×0.450=1.215kN。采用的钢管类型为48×3.0。
(1)模板面板计算
模板面板按照多跨连续梁计算,考虑的作用荷载有梁与模板自重荷载、施工活荷载等[2]。
①荷载的计算
a.钢筋混凝土梁自重:q1=25.000×2.500×0.450=28.125kN/m。
b.模板的自重线荷载:q2=0.500×0.450×(2×2.500+0.800)/0.800=1. 631kN/m。
②抗弯强度计算
经计算得:0.273×1000×1000/24300=11.235N/mm2面板的抗弯强度设计值[f]取15.00N/mm2,满足要求。③挠度计算
经计算得面板最大挠度计算值V=0.777mm,且最大挠度小于266.7/250,满足要求。
(2)梁底支撑木方的计算
按照三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值。均布荷载q=10.731/0.450=23.846kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×23.85×0.45×0.45=0.483kN.m最大剪力Q=0.6×0.450×23.846=6.439kN
最大支座力N=1.1×0.450×23.846=11.804kN
本算例中,木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=8.00×10.00×10.00/6=133.33cm3;
I=8.00×10.00×10.00×10.00/12=666.67cm4;
木方的抗弯计算强度f=0.483×106/133333.3=3.62N/mm2≤13.0N/ mm2,满足要求!
通过变形受力图计算的最大支座力除以跨度可得均布荷载值为19 . 397kN/m
则最大变形量:V=0.677×19.397×450.04/(100×9500.00×6666667.0)=0.085mm
木方的最大挠度小于450.0/250,满足要求!
(3)扣件抗滑移的计算
在纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算: R≤Rc
其中:Rc—扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN
R—纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值,计算中R取最大支座反力,经计算R=11.92kN不满足设计要求,所以考虑采用双扣件。
4 混凝土浇筑及安全要求
①混凝土应先浇筑结构柱,待混凝土强度达到70%后,方可浇筑该层结构的梁、板混凝土。
②在转换层施工混凝土浇筑时,其下两层的模板及其支撑不得拆除。
③混凝土浇筑时,考虑到架体的受力均匀性,混凝土采用2台汽车泵从中间向东西两边对称浇筑。
5 结束语
总之,模板支撑施工属于一个系统工程,针对现浇剪力墙结构转换层截面大、梁高、施工荷载大的特点,只有在对支撑系统进行分析验算后才能科学确定支撑布置形式。另外,施工中应严格按照设计方案进行施工、检查,确保转换层主体结构的可靠度与安全性。
参考文献
[1] 张克迎,李恩来,刘江.高大模板支撑工程施工技术[J].科技传播,2011,(19).
[2] 朱春辉.高层现浇钢筋混凝土转换层施工技术[J].吉林省教育学院学报(学科版),2010,(04).
[关键词]现浇剪力墙;转换层;模板;支撑;验算;质量控制
中图分类号:TU755.2文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0000-01
0 前言
转换层结构因其受力性能好,质量可靠,能满足建筑物对大空间的需求而广泛应用于现浇剪力墙结构中,它不仅可作为建筑物不同结构形式相连结的关节点,还能对整个建筑结构中起到至关重要的连结纽带作用。但由于存在设计、施工方面的缺陷,近年来,建筑工程模板支撑事故频发,安全形势较为严峻,加之现浇剪力墙结构转换层截面大、梁高、自重大,相比其他类型高大模板施工更具技术挑战性,施工难度极大。
1 工程概况
某建筑工程,为商住一体的高层建筑,地下2层,地上32层,采用现浇剪力墙结构,面积33589m2。根据建筑功能的需要,该工程结构在标高18.00m楼层设置了转换层,采用800×2500 、600×2500、600×2200、600×1800、500×2000以及600×1800、600×1500等大截面的梁构件,该层层高为5.7m,混凝土设计标号为C45。
2 模板总体设计
本文以较典型的转换层大梁800×2500作为设计算例,梁模支撑均采用48×3.0钢管支撑系统,模板支架搭设高度为5.5m,梁侧模内龙骨采用80×100mm木方,间距250mm,外龙骨采用双钢管48mm×3.0mm。对拉螺栓直径20mm,布置4道,从梁底自下而上间距分别为350、500、500、550mm,沿跨度方向间距500mm;梁底楞木为80×100,支撑立柱间距(跨度方向)为450,梁底增加3道承重立杆。
3 模板设计验算
3.1 梁侧模板计算
(1)梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,因此需对其抗弯强度和刚度进行验算[1]。将模板面板参照简支梁计算。,宽度取0.25m。则荷载计算值为q=1.2×54.000×0.250+1.40×3.600×0.250=17.460kN/m
截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=25.00×1.80×1.80/6=13.50cm3;
I=25.00×1.80×1.80×1.80/12=12.15cm4;
经计算可得:最大弯矩M=0.109kN.m;最大变形V=0.49mm。
面板抗弯强度计算值f=0.109×1000×1000/13500=8.074N/mm2<[f]=15.00N/mm2,满足设计要求。
面板最大挠度计算值V=0.49mm<250.0/250=1mm,也满足要求。
(2)梁侧模板外龙骨的计算
外龙骨承受内龙骨传递的荷载,按集中荷载条件下的连续梁计算,集中荷载P取横向支撑钢管传递力。
经计算可得:最大弯矩Mmax=1.496kN·m
最大变形Vmax=0.529mm
最大支座力Qmax=36.762kN
抗弯计算强度f=1.496×106/9458000.0=158.17N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求。
支撑钢管的最大挠度小于500.0/150与10mm,满足要求。
(3)对拉螺栓的计算
经计算:N=fA=36.762<[N]=38.250,对拉螺栓强度验算滿足要求。
3.2 梁模板扣件钢管支撑验算
本模板支架搭设高度为5.5m,采用的钢管类型为48×3.0。梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=0.45m,立杆的步距h=1.50m,梁底增加3道承重立杆。
计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递,集中力大小为F=0.9×1.20×25.000×0.200×0.500×0.450=1.215kN。采用的钢管类型为48×3.0。
(1)模板面板计算
模板面板按照多跨连续梁计算,考虑的作用荷载有梁与模板自重荷载、施工活荷载等[2]。
①荷载的计算
a.钢筋混凝土梁自重:q1=25.000×2.500×0.450=28.125kN/m。
b.模板的自重线荷载:q2=0.500×0.450×(2×2.500+0.800)/0.800=1. 631kN/m。
②抗弯强度计算
经计算得:0.273×1000×1000/24300=11.235N/mm2面板的抗弯强度设计值[f]取15.00N/mm2,满足要求。③挠度计算
经计算得面板最大挠度计算值V=0.777mm,且最大挠度小于266.7/250,满足要求。
(2)梁底支撑木方的计算
按照三跨连续梁计算,最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值。均布荷载q=10.731/0.450=23.846kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×23.85×0.45×0.45=0.483kN.m最大剪力Q=0.6×0.450×23.846=6.439kN
最大支座力N=1.1×0.450×23.846=11.804kN
本算例中,木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=8.00×10.00×10.00/6=133.33cm3;
I=8.00×10.00×10.00×10.00/12=666.67cm4;
木方的抗弯计算强度f=0.483×106/133333.3=3.62N/mm2≤13.0N/ mm2,满足要求!
通过变形受力图计算的最大支座力除以跨度可得均布荷载值为19 . 397kN/m
则最大变形量:V=0.677×19.397×450.04/(100×9500.00×6666667.0)=0.085mm
木方的最大挠度小于450.0/250,满足要求!
(3)扣件抗滑移的计算
在纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算: R≤Rc
其中:Rc—扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN
R—纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值,计算中R取最大支座反力,经计算R=11.92kN不满足设计要求,所以考虑采用双扣件。
4 混凝土浇筑及安全要求
①混凝土应先浇筑结构柱,待混凝土强度达到70%后,方可浇筑该层结构的梁、板混凝土。
②在转换层施工混凝土浇筑时,其下两层的模板及其支撑不得拆除。
③混凝土浇筑时,考虑到架体的受力均匀性,混凝土采用2台汽车泵从中间向东西两边对称浇筑。
5 结束语
总之,模板支撑施工属于一个系统工程,针对现浇剪力墙结构转换层截面大、梁高、施工荷载大的特点,只有在对支撑系统进行分析验算后才能科学确定支撑布置形式。另外,施工中应严格按照设计方案进行施工、检查,确保转换层主体结构的可靠度与安全性。
参考文献
[1] 张克迎,李恩来,刘江.高大模板支撑工程施工技术[J].科技传播,2011,(19).
[2] 朱春辉.高层现浇钢筋混凝土转换层施工技术[J].吉林省教育学院学报(学科版),2010,(04).