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超高悬挑梁模板悬挑支撑设计研究与探讨

来源:爱go旅游网
●施工技术 翘:蹙建I前 2016年 超高悬挑梁模板悬挑支撑设计研究与探讨 张林强,黄勇 (福建联美建设集团有限公司,福建厦门361008) 摘要大型公共建筑由于施工工期短、建筑造型复杂、施工技术难度大,施工模板支撑方案确定往往较为困难。 通过对大型公共建筑超高悬挑梁模板悬挑支撑设计计算的具体实例,对模板悬挑支撑进行探讨,为模板方案提供参考, 为工程施工提供方案保障。 关键词 大型公共建筑;高大模板;悬挑支撑;计算;监测 0引言 大型公共建筑,其建筑造型较为繁杂,经常出现模板支 撑高度超高或跨度超长的现象,由于施工工期要求严格,给 模板施工方案的确定,提出了新的挑战。本文通过对大型公 共建筑超高悬挑梁模板悬挑支撑进行设计计算,使模板支撑 既能满足工期要求,又不影响安全,为此类模板方案设计提 供参考。 本工程模板支撑系统涉及搭设高度超过8m的构件,为 超过一定规模的危险性较大的分部分项工程,必须编制高大 模板支撑系统安全专项施工方案,并组织专家论证审查。 本工程需分别选取多个构件进行验算,本文主要针对三 层~屋面层多排悬挑架主梁验算。 2模板工程施工要求与设计计算 2.1模板及支撑架的材料选择 1工程概况 1.1项目概况 支撑系统:选用48.3×3.6ram钢管及其配 1,计算时采 用保守值48×3.0进行验算。 垫板:选用长度不少于2跨、宽度≥200mm、厚度50ram 的通长木垫板 。 钢压板:锚固螺栓上采用角钢压板连接固定,角钢规格 不应小于63mm×63mm×6ram。 本文以XX项目为例,此项目是集旅游、商业于一体的公 共建施、建设工程等级为一级,总建筑面积101217.356m 。建 筑层数为地下1层、地上4层。工程结构类型为:钢筋混凝土 框架+剪力墙结构、局部为钢结构。 1_2高大模板工程概况 本工程涉及高大模板部位的上部外挑超高梁板模板构 件情况如下: 平台脚手板:脚手板选用6.5@1000×800钢筋网片,要 求焊接牢固,间隙一致。 钢管、扣件、顶托等材料进场前后安排专人检查、验收, 并记录,验收合格方可使用。 2.2施工工艺技术参数 二、三层板某些轴周圈有外挑梁板,该区域标高10.750, 外挑梁板最大宽度I 100mm,二层某些轴外挑梁板最大宽度 3800mm;模板支撑架搭设层高11.30m;四层板某些轴有外挑 梁板,该区域标高16.150,外挑梁板最大宽度900mm,模板支 撑架搭设层高16.70m;屋面层某些轴周圈外侧有外挑梁板, 2.2.1模板系统的设计 (1)板:板底次龙骨采用50×50×3.5方钢;主龙骨采用 50×50×3.5mm双方钢。 该区域标高10.750 23.350,外挑梁板最大宽度2900mm,模 板支撑架搭设最大层高23.90m。 以上部位:外挑檐口最大板厚120mm,模板支撑系统拟 采用工字钢悬挑的形式。工字钢架设于标高一0.550厚 300mm的地下室顶板上,钢丝绳拉结于二层边梁。 (2)梁:梁底次龙骨采用50×50×3.5方钢;主龙骨采用 100×100木方;梁侧模内龙骨采用50 x 100木方。 2.2.2支撑系统的设计 本工程的支模方案采用扣件式钢管脚手架支撑系统。 (1)悬挑梁锚固楼层:悬挑工字钢设置在地下室顶板上, [5】方剑锋,等.城市园林害虫的生物合理控制策略Ⅱ】_中国园 林.2002(3):80—83. 2007(7):81~82. 【81蔡纪文,等.园林病虫防治中的农药污染及对策.森林病虫 通讯U].2000(3):24 ̄26. 【6】高崇省,赵淼.害虫生物防治研究进展U].天津农林科技, 1 996(3):38 ̄44. [91安兰海,孙妲.城市园林绿化的作用及植保新技术U】_吉林 蔬菜,46—47. 【7】刘颖琦.城市园林病虫害防治的创新U】,中国发明与专利. 第4期(总第180期) 巍基建.前 施工技术■ 板厚300mrn。 (2)悬挑梁:悬挑梁采用16#工字钢制作。悬挑梁工字钢 长度采用12m,外挑最大长度3.95m,另主梁外锚固点距离建 筑物边缘0.1m,悬挑段计算长度4.05m;建筑物外锚固点以 内工字钢长度7.95m,扣除主梁端部0.2m及两个锚固钢筋之 间距离的一半0.1m,工字钢锚固段长度以7.65m计算。工字 钢间距以1.1m布设。 (3)锚筋:型钢悬挑梁固定端采用2对锚固螺栓与建筑 结构梁板固定,采用16的螺栓作为悬挑工字钢锚筋。 (4)钢丝绳:每根悬挑工字钢前后各设置2道钢丝绳,其 中前后各1道钢丝绳参与受力计算,前后各留l道钢丝绳作 为保险钢丝绳,不参与计算。钢丝绳选用6×19钢丝绳,钢丝 绳公称抗拉强度1400MPa,直径21.5mm。 (5)下撑杆:工字钢下部设置16#工字钢做为下撑杆。 (6)吊环:在悬挑工字钢梁的上一层结构框架边梁上部 预埋20钢筋吊环,作为钢丝绳与建筑结构的拉结点。反拉钢 丝绳应固定在框架梁底(侧)受力。 (8)立杆:采用满堂式支撑架,设备层外挑超高梁板模板 支撑系统板底立杆间距均为400×1 100,梁底沿纵向立杆间 距与板的立杆间距成倍数。梁两侧楼板立杆应对称设置,立 杆距梁侧的距离不大于500mm。屋面层外挑超高梁板支撑系 统构造设计做法见表1。梁板支撑应以梁为中心对称布置立 杆,梁宽度范围内顶托应与梁两侧板立杆同时施工,不得采 用后补的施工方法。模板支撑架在搭设施工时,应先按布置 梁模板支撑立杆,而后再布置板模板支撑立杆,梁支撑沿梁 跨度方向应与板至此横立杆间距的模数一致。立杆接长严禁 搭接,必须采用对接扣件连接,相邻两立杆的对接接头不得 在同步内,且对接接头沿竖向错开的距离不宜小于500mm, 各接头中心距主节点不宜大于步距的1/3。本工程模板支撑 系统最大搭设高度14.48m,其允许偏差为±29ram。 表1屋面层外挑超高梁板支撑系统构造设计做法 注:立杆纵距ll00mm,步距1500mm,层高23.90m。 (9)顶托:支架顶部支撑采用可调顶托,顶托距离最上面 一道水平拉杆不超过300ram,顶托螺杆插入钢管深度不小于 180mm,伸出立杆顶部不大于200ram。 (10)扫地杆:在立杆底距地面200mm高处,沿纵横水平 方向按纵下横上的程序设扫地杆。扫地杆应采用对接【31。 (11)水平拉杆:为保证支架的整体安全稳定,水平加固 杆步距不超过1.5m,纵横设置。可调支托底部的立杆顶端应 沿纵横向设置一道水平拉杆。所有水平拉杆的端部均应与四 周建筑物顶紧顶牢。无处可顶时,应于水平拉杆端部和中部 沿竖向设置连续式剪刀撑。 (12)剪刀撑:本工程高大模板支撑系统剪刀撑按照加强 型设置。超高梁沿梁长方向立杆双侧布置连续式的竖向剪刀 撑。 (13)固结点:应先浇筑柱混凝土,待其形成一定强度后, 方可浇筑梁板混凝土。在立杆周圈外侧和中间有结构柱的部 位,按水平间距6~9m,竖向间距2~3m(现场实际按每隔2 步架高)与建筑结构设置一个固结点,加强高大模板的整体 抗倾覆能力。超高梁板下部支撑架和各楼层的竖向构件进行 抱柱,模板支撑架水平拉杆与相应楼层模板支撑架水平拉杆 相连或至少扣接两跨以上。周边有框架柱的应每隔两步架设 置一个钢管抱柱固结点。 (14)侧模加固:本工程部分超重梁梁截面高度超过 1500mm,拟在梁两侧利用模板支撑架水平拉杆双向对顶,确 保梁侧模板侧向稳定。 2.3三层一屋面层多排悬挑架主梁验算 2.3.1基本参数(见表2) 表2基本参数 项目 参数 锚固点设置方式 U型锚固螺栓 梁/楼板混凝土强度等级 C35 锚固螺栓直径d/rrma 16 锚固螺栓抗拉强度设计值吲(N/ram2) 50 主梁建筑物外悬挑长度Lx(rrma) 4050 主梁建筑物内锚固长度Lm(mm) 7650 混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[T b】 2.5 (N/ram2) 主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm) 100 2.3.2荷载布置参数(见表3) 表3荷载布置参数 mm ●施工技术 巍楚建前 2016正 主梁荷载受力情况:各排立杆距主梁外锚固点水平距 离、各排立杆传至梁上荷载标准值、各排立杆传至梁上荷载 设计值,根据模板支撑立杆位置、承载力计算得出。 2.3.3主梁验算。 主梁性能参数见表4。 表4主梁性能参数 项目 主梁材料类型 工字钢 主梁合并根数nz 1 主梁材料规格 16号 主梁截面积A(c 26.1 主梁截面惯性矩Ix(cm3 1130 主梁截面抵抗矩Wx(cm3) 141 主梁自重标准值gk(kN/m) 0.205 主梁弹性模量E/(N/mm2) 206000 主梁材料抗剪强度设计值【T】I(Nlmm2) 125 主梁材料抗弯强度设计值田/(N/mmz') 215 主梁允许挠度【1-'】(mm) 1/360 荷载标准值:q’=gk=0.205=0.205kN/m 第1排:F’l=Fl’/nz=14.7/1=14.7kN; 第2排:F’2=F ’/n =15.605/1=15.605kN(其余略)。 荷载设计值:q=1.2 X gk=1.2×0.205=0.246kN/m 第1排:Fl=Fl/n==14.7/1=14.7kN; 第2排:Fz=FJn =15.605/1=15.605kN(其余略)。 主梁受力图见图1。 %H蛳 图1主梁受力 (1)强度验算:弯矩见图2。 图2弯矩(kN·m) 盯max=Mmax/W=6.628×1061141000=47.009N/mm ≤[fl =215N/mm 。符合要求! (2)抗剪验算:剪力见图3。 图3剪力(kN) .76. T max=Qm ̄(8Iz 8)[bh02-(b一8)h2]=25.087×1000× 【88×1602一(88—6)×140.22y(8×1 1300000×6)=29.648N/mm f max=29.648N/arm ≤【T】=125N/mm 。符合要求! (3)挠度验算:变形见图4。 1 图4变形(mm) v max=1.062mm≤【 】=2×1x/360=2×4050/360=22.5mm。 符合要求! (4)支座反力计算。 RI=O.657kN,R2=22.3o6kN,R3=48.505kN,R4=55.27kN, R5=30.38 lkN 2.3.4上拉杆件验算 钢丝绳参数见表5。 表5钢丝绳参数 项目 钢丝绳型号 6×19 钢丝绳直径(IIml1 21.5 钢丝绳绳夹型式 抱合式 钢丝绳绳夹数量【n] 3 钢丝绳安全系数k 4 钢丝绳不均匀系数Ot 0.85 拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN) 56.84 钢丝绳公称抗拉强度fN/mm ̄) 1400 上拉杆件角度计算:d 1=arctanL1/L2=arctan(5900/200) =88.059。 2=arctanL1/L2=arctan(5900/3150)=61.902。 上拉杆件支座力:RSI=nzR3=I X 48.505=48.505kN, RS2=nzR5=I×30.381=30.381kN 主梁轴向力:NSZ1=RS1/tan Ot 1=48.505/tan88,059'=lif44kN NSZ2=RS2/tan 0【2=30-381,tan61.902。=16.22kN 上拉杆件轴向力:NSI=RS1/sin d 1=48.505/sin88.059。 =48.533kN NS2=RS2/sin仅2=30.38 1/sin61.902。=34.439kN 上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1…NSi]-48.533kN 钢丝绳:钢丝绳破断拉力总和:Fg=245.5kN lVg]-=d X Fg/k=0.85×245.5/4=52.169kN ̄NS=48.533kN。 符合要求! 绳夹数量:n=1.667【Fg】/(2 =1.667×52.169/(2×56.84)=1 个≤【n】=3个。符合要求1 2.3.5下撑杆件验算 参数见表6。 第4期(总第180期) 表6下撑杆性能参数 巍婕嬗-前 表7锚固段与楼板连接参数 参数 项目 施工技术一 项目 下撑杆材料类型 下撑杆截面类型 下撑杆截面积A/cm2 下撑杆截面惯性矩I/cm4 下撑杆截面抵抗矩W/cm3 u型锚固螺栓直径dlmm 16 主梁建筑物内锚固长度Lm/mm 梁/楼板混凝土强度等级 7650 C35 混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[T b]l(Nlmm2) 锚固螺栓抗拉强度设计值嘲I(Nlmm ̄) 2.5 50 下撑杆材料抗压强度设计值f/(N/mm ̄) 锚固螺栓未参与受力计算,作为受力安全储备,节点按 下撑杆弹性模量E/fN/n-,m ̄) 下撑杆件截面回转半径i/cm 对接焊缝抗压强度设计值ftw/(N/眦 下撑杆件角度计算:1时 ㈣3 1=ar 猫一ctanL1/L2=ar 懈ctan(4450/ 2050) =65.266。 下撑杆件支座力:RX1=nzR4=l×55.27=55.27kN 主梁轴向力:NXZI=RXI/tan B 1=55.27/tan65.266。 =25.46lkN 下撑杆件轴向力:NXI=RX1/sinB 1=55.27 ̄in65.266。 =60.852kN 下撑杆件的最大轴向拉力NX=max[Nxl…Nxi]=60.852kN 下撑杆长度:L01=(L12+L22)0.5:(44502+20502) 0.5--4899.49ram 下撑杆长细比:入l=L01if=4899.49/65.8=74.46 查规范表c得,(b1=0.751。当 大于0.6, 1I=0.695 轴心受压稳定性计算:盯I=NX1/( 1'A)=60852.397/ (0.695×2610)=33.571N/arm2 ̄<f=205N/mm 。符合要求! 对接焊缝验算:盯=NX/(1wt)=60.852×103/A=60.852× 103/2610=23.315N/mrn2 ̄<few=185N/mm2。符合要求1 2.3.6悬挑主梁整体稳定性验算 主梁轴向力:N:I[(.(NSZI+NXZ2一NSZ3)一NSZI+NXZ2)】 I/nz=l[(-(--1.644+25.461-16.2z)-1.644+25.461)]1/1=16.22kN 压弯构件强度:盯max=Mmax/( W)+N/A=6.628×106/ (1.05×141 ×103)+16.22×103/2610=50.985N/mm ≤田 =215N/mm 塑性发展系数 符合要求! 受弯构件整体稳定性分析: 其中 b一均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数: 查规范得, b=0.58 13"=Mmax/( bWx)=6.628×106/(0.58×141×103)=81. 05N/mm2≤[lf=215N/mm2 符合要求1 2-3.7锚固段与楼板连接的计算 参数见表7。 构造做法即可。在每个u型螺栓底部转角上面增加2根直径 18,长1500mm的三级钢筋,与梁板混凝土一起浇筑。 3施工监测监控措施 3.1监测措施 为了监测混凝土浇筑过程中大梁底的模板及支承体系 变化情况及是否异常,混凝土浇筑前在大梁底部的两端及中 间各设两根吊垂线(两侧),从大梁底一直吊到立杆支承底板 (基础),吊垂尖离地控制在20ram以内并做好记录,在吊垂 尖正下方用红蓝笔做好十字标记,同时量测好线垂与立杆间 的相对距离。混凝土浇筑过程中专人跟踪监测,吊垂与地面 距离及与立杆距离变化按设计允许变形要求控制,发现异常 情况,立即停止施工,处理后方可继续施工。 3.2监测点布设 在支架边角位置及中间按每隔15m间距设置监测剖面。 每个监测剖面应布置不少于2个支架水平位移和立杆 变形监测点、3个支架沉降观测点。监测仪器精度应满足现场 监测要求,并设变形监测报警值。 3.3监测频率 在浇筑混凝土过程中应实施实时监测,一般监测频率不 宜超过20~30rain一次。在混凝土初凝前后及混凝土终凝前 后也应实施实时监测,监测时间可根据现场实际情况进行调 整。监测时间应控制在高支模使用时间至混凝土终凝后至少 达到设计强度的85%。 3.4监测预警 当监测数据超过下表预警值时(扣件式钢管脚手架高支 模搭设允许偏差及监测变形预警值见表8)必须立即停止浇 筑混凝土,疏散人员,并进行加固处理。 4结束语 本工程地处海边,地下水位较高,受海水涨落潮的影响 明显。结构设计时考虑到抗浮要求,在没有可靠措施持续不 断降水的情况下,必须到主体封顶后,方可回填地下室土方。 由于持续不断降水,施工成本较大,经济上不可行。本工程又 是公共建筑,施工工期较短。地下室开挖后,地基土层为淤泥 土,无法承担上部悬挑处混凝土结构与模板支撑体系的荷 载。故本工程需做超高悬挑梁模板悬挑支撑设计,这样既能 ■施工技术 巍蛀婕前 走筑 船外国体温焉燕处理施工文at,探讨 徐云峰 2016丘 (漳州鼎成工程监理有限公司,福建漳州363000) 摘要建筑行业属于高耗能、高污染的行业,应该提高对能源节约问题的重视程度,积极提高建筑技术水平,大 力发展现代化的绿色节能建筑。基于此,结合工作经验谈一谈建筑节能外围保温隔热处理施工技术相关问题。 关键词建筑节能;外围保温隔热;Y6_r-.技术;处理措施 在社会总能耗中,占据较大比重的就是建筑能耗,基本 上一半的社会总能耗都来自于建筑耗能。而且,从我国的建 筑发展来看,大多数都是高能耗建筑,在能源日益短缺的今 天,如何做好建筑节能已成为降低社会总能耗的关键。近几 年,随着建筑节能外围保温隔热技术的出现,建筑节能工作 有了较大进展,但该技术在实际施工应用中,仍存在较多不 足,需继续研究,总结施工问题,对施工技术做出进一步完 果,结果导致建筑节能效果不理想。聚苯板的具体性能指标 见表l。 表1聚苯板的性能指标 善,优化建筑节能效果。 1建筑节能外围保沮隔热施工问题 1.1保温隔热材料选择不当 1_2施工处理缺乏规范·眭 保温隔热材料的选择直接影响着建筑节能效果。在建筑 节能外围保温隔热施工中,因保温隔热材料选择不当而导致 节能效果差的问题并不少见。在建筑节能外围保温隔热处理 的实际施工中,一般选择聚苯板作为保温隔热材料的情况居 多,但是,聚苯板的使用给工程安全埋下了隐患。聚苯板易 在建筑施工中,保温隔热施工的技术专业性要求特别 高,只有施工人员技术过硬,方能保证施工质量,从而发挥建 筑节能效果。而且,为保证建筑节能外嗣保温隔热施工安全 和施工质量,国家对技术标准也有一定的规定,要求施工人 员在建筑节能外围保温隔热施工中按照技术标准执行。然 而,从建筑施工实践来看,很多建筑节能外同保温隔热施工 都没有十分重视技术标准的落实,实际的施工处理缺乏规范 性,由此造成的后果是,建筑耗能仍较为严重,建筑节能效果 燃,与其他隔热保温材料相比,危险系数高,影响建筑使用安 全。而且,除了保温隔热材料选择不当外,加上施工技术不成 熟等因素的限制,往往不能充分发挥施工材料的保温隔热效 表8扣件式钢管脚手架离支模搭设允许偏差及监测变形预警值 参考文献 【1】JGJ130—2011,扣件式钢管脚手 架安全技术规范 【2】JGJ162—2008,建筑施工模板安 全技术规范 【3】JGJ59—2011,建筑施工安全检 查标准 作者简介: 张林强,男,1983年出生,土建 工程师: 满足施工现场需要,又做到经济合理。可以作为大型公共建 筑超高悬挑梁模板悬挑支撑设计提供参考。 黄勇,男,1970年出生,高级工程师。 

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