超高悬空混凝土结构支模系统的设计与施工.pdf
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1、浙江建筑, 第 2 9卷, 第 2期 , 2 0 1 2年 2月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n , V o 1 2 9 , N o 2 , F e b 2 0 1 2 超高悬空混凝土结构支模 系统的设计与施工 De s i g n a n d Co n s t r u c t io n o f F o r mwo r k Su p p o r t S y s t e m Su p e r h i g h Su s p e n d e d Co n c r e t e St r u c t u r e 林伟 , 孙 海峰 , 张 米友 , 颜 传
2、 国 , We i ,S U N Ha i f e n g,ZH ANG Mi y o u ,Y A N C h u a n g u o ( 天颂 建设集 团有 限公 司, 浙 江 温岭 3 1 7 5 0 0 ) 摘要 : 以舟山某商务 中心工程为例 , 对 中庭顶部的悬空混凝土构件模板支撑 系统提 出了三种施 工备选方案 , 经 比较分 析, 最 终采用型钢支架平台搭设支撑系统的方法 , 并对设计计算 、 搭设 过程、 注意事项等进行 了较 为详尽 的阐述 。通过工程 的顺利 实施 , 证 明该方案是安全可行 的。 关键词 : 中庭 ; 悬空结构 ; 型钢支架 ; 支模架 中图分类号 :
3、T U 7 5 5 2 2 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 8 3 7 0 7 ( 2 0 1 2 ) 0 2 0 0 2 90 5 中庭作为一种室内型公共空 间, 不但能给公众 带来愉快惬意的空间享受 , 同时也能提升建筑物 的 格调 , 在近现代的建筑设计 中常常被作为一个重要 的设计元素 , 在各类公共建筑和住宅建筑 中得到 了 广 泛 的应 用 。然 而 , 由于 中庭 顶 部 的混 凝 土结 构 具 有悬空高度高、 跨度大 、 面积大等特点 , 这就给支模 系统的设计及施工带来一定难度。以下结合具体 的 工程 实例 进 行 阐述 。 1 工程概 况 舟 山某 商务 中心
4、 工程 总 建 筑 面积 1 4 0 5 3 6 m , 其 中 1 楼地 上 1 8层 , 地下 1层 , 建 筑 高度 为 8 1 6 0 m, 标准层层高为 4 2 m, 结构形 式为钢筋 混凝土框剪 结构 。在第 8层 的 1 - 2 轴至 1 - 3 轴 与 c轴 至 E轴 、 1 - 2 轴至 1 - 3轴与 F轴至 H轴之间分别设计 了两个 中庭 , 平面尺寸均为 1 0 m X 1 6 8 m。91 6层该 区 域无梁、 板结构 , 第 1 7层该区域 的梁 、 板结构便成 了 悬空结构 。两块悬空部分为镜像对称布置 , 其平面 尺寸、 结构构件均相同。见图 1 。 收 稿 日
5、期 : 2 0 1 1 1 21 3 作者简介 : 林伟( 1 9 8 2 一 ) , 男 , 浙江温岭人 , 工程师 , 从事建筑工程施工管理工作。 厂 H 1 I I 怠蚕鄱万 图 1 第 1 7层悬空结构示意 3 0 浙江建筑 2 0 1 2年第 2 9卷 2 难点分析 ( 1 ) 该悬空结构悬 空高度高 、 跨度大、 面积大 。 悬空高度从第 8层 ( 标高 3 2 9 5 0 I n ) 至第 1 7层 ( 标 高 7 0 7 5 0 I n ) , 其高差达 到了 3 7 8 m; 主梁跨 度为 1 0 m, 次梁跨度为 8 4 m; 两块悬空结构总面积达到 3 3 6 m , 属
6、大跨度、 大面积、 超高构件模板支撑体系。 混凝土结构施工特点要求模板及其支架应具有足够 的承载能力 、 刚度和稳定性 , 能可靠地承受浇筑混凝 土的重量、 侧压力以及施工荷载 。鉴于本工程悬 空结构的特殊性 , 其要求必然更高。 ( 2 ) 悬 空 结 构 模 板 及 支 架 搭 设、 拆 除 位 于 3 7 8 m高空 , 属特级高处作业 , 且搭拆面积大, 给操 作人员带来很大的危险性。 ( 3 ) 建设单位 对工期要求高 , 施工方案要具有 施工速度快、 操作简单 、 安全可靠、 费用低的特点。 3 方案确定 针对上述难点, 根据现场实际情况并结合 以往 的施工经验 , 提出以下三种方
7、案 : 方案一是采用落地 式满堂扣件钢管支撑架 ; 方案二是通过在第 1 6层设 置数榀型钢支架并在其上铺设 型钢构成空中平 台, 作为悬空结构支模架 的支撑平 台; 方案三与方案二 类似, 只是将型钢支架换成钢桁架。 经过对上述三种方案的技术 、 经济 、 可行性和安 全性等方面进行分析论证 , 认为 : 方案一钢管和扣件 投入量大、 工期长、 耗工多。目前市场上可租赁到的 钢管壁厚往往达不到 3 0 m m 的最低要求 , 而扣件 螺栓拧紧力矩合格率低 , 达不到 4 06 5 N m的规 定 。再加上前述分析的施工难点, 使得采用落地 式满堂扣件钢管支撑架质量难以保证 , 风险大, 可行
8、 性差。方案二虽然型钢一次性投入量大 , 但型钢支 架及钢平台承载力大 、 受力明确 、 传力清晰 , 设计计 算简单。且 自重较小 , 可直接利用现场的塔 吊进行 吊装。方案三钢桁架一次性投入量大, 虽然也有承 载力大 、 受力明确、 传力清晰的优点 , 但设计计算复 杂 , 加工精度高、 工作量大 、 自重大 , 需另投入汽车吊 进行吊装等缺点。综合上述分析 , 决定采用方案二 即利用型钢支架构成 的钢平 台, 作为悬空结构支模 架的支撑平台。 4 方 案内容 通过查看结构图纸 , 悬空结构 中 K L截面尺寸 为 4 5 0 m m 8 0 0 mm, L截 面 尺 寸 为 2 5 0
9、mm 5 5 0 mm, 板厚为 1 5 0 mm。为使悬空结构支模架立 杆能双 向拉通 , 必须综合考虑梁两侧立杆 间距 , 梁 跨度方 向立杆间距 , 板立杆纵横距 以及梁 跨、 板跨 之间的关 系。经反 复考虑试 算 , 确定 的搭设 参数 见表 1 。由此 也 确定 了型 钢 支架 的间 距 和 相应 位 置 。 表 1 悬 空结构支模架搭设参数 在 1 6层 相 应 位 置 设 置 数 榀 倒 三 角 型 钢 支 架 , 其 中 K L两侧 型钢 支架 间距 为 1 1 m, L两 侧 型钢支架 间距 为 0 9 m, 其余 间距 均为 1 6 m。型 钢支架 采 用 1 2 0 a
10、 作 为主梁 ( G Z L ) , 在主梁的相应 位置焊接 I 1 2 6 作为 次梁 ( G C L ) , 主 梁下部设 置 I 1 6斜撑 。在 I 1 2 6上焊接 1 0 c m高 B 2 5钢筋 , 将 支模架立杆套入该钢筋头 , 以防跑位、 滑 动。斜撑 中部焊接 5 0 m m 5 m m 以增强支架侧 向刚度和 稳定性 。型钢支 架平 面布 置 图见 图 2 , 剖 面 图见 图 3 。 第 2期 林伟等: 超高悬空混凝土结构支模系统的设计与施工 r _ l _ 一一 l -_ _ L _ 冒 G C L I I 謇 余同 I + 一 十 I _ _ _ + _ 强 鱼 奈
11、同 量 量 l 十 一 十 l 丝 量 奈 同 。 I l 一 一 _ _ - 一 积 e 。 I 一 ! 一 一 -一 - ; 即 0 黝 8 口0 跏 r 跏 8 0 0 ;8 0 0 肋 8 。 D I J , J , , , 5 0 0 0 5 0 0 0 J J 1 0 3 0 0 图 2型钢支架 平面布 置图 5 方案计 算 图 3型钢支架剖面 图 5 1 计 算 思路 取有代表性 的一 榀型钢支架 进行计算 。型钢 支架的 G Z L根部 可 以看 作 固定 铰支座 , 斜撑 工字 钢和楼面的固定假定 为固定铰支座 。根 据整个体 系的传 力情 况, K L 、 L和板 支 模
12、架 立 杆轴 力 通 过 G C L传递给 G Z L 。运用结 构力学相关知识 对该榀 型钢支架各杆件进行受力分析 , 求得各杆件 内力 。 再根据 内力和工字钢本身 的物理力学性 能验算是 否满足要求。 5 2 荷栽计算 荷载包括 : 混凝 土结构主体 自重, 模板 、 钢管支 模架和脚手板 自重 , 支架工字钢 自重 , 安全防护设施 及施工荷载 , 以及包括 风荷载、 振 动棒 等产生 的荷 载等。 具体计 算 的标准 值如 下 : 模板 自重 标准 值取 0 5 k Nm。 ,梁钢筋 自重标准值取 1 5 k N m , 板钢 筋 自重标准值取 1 1 k N m 。 , 混凝土 自
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