塔樓轉換層高支撐模板專題方案設計與施工——以東莞御花苑二期2－4區(qū)工程為例

謝 佳

(深圳中國華西第一建筑工程公司，廣東深圳518034)

1 工程概況

東莞御花苑二期2～4區(qū)工程由一層地下室及11棟24層塔樓組成，轉換層墻柱混凝土等級為C40、C50，結構板厚180mm，其中地下室層高為5.6m、轉換層層高為5.80m，轉換層結構梁截面尺寸主要有 500×1500、600×1600、600×1200、700×1500、1200×1500(mm)。

按高支撐模板進行施工設計。

2 模板及支撐體系

(1)梁模板采用厚18mm的七層膠合板，50mm×100mm木枋作背楞緊貼模板立放，梁底模板縱向背楞木枋間距240mm，梁側向模板豎向背楞間距為350m。

(2)梁下支撐體系采用φ48×3.5鋼管(頂托)。

立桿設置原則:梁下立桿縱向間距1000mm，橫向間距500～1 000mm不等。立桿必須對接，不允許搭接，立桿頂部加設可調翼托;

橫桿設置原則:取轉換層層高5.8m進行驗算，扣去梁高1.5m，梁下凈高4.3m，設三道水平橫桿，第一步架高為1 800mm，以上每架高1 150mm搭設一步架，距地面200mm的位置加設掃地橫桿。包括掃地橫桿共四道橫桿。

剪刀撐的設置原則:梁下立桿必須設剪刀撐，板下按規(guī)范要求設置剪刀撐。

3 轉換層梁模板支撐的設計及計算

在所有高支模情況中，計算各個高度下面梁支撐體系的承載力時所選取的力學模型是相同的。在計算支撐體系的穩(wěn)定性時，只要支撐高度最高的支撐體系的穩(wěn)定性滿足要求，相同布置的其他支撐體系的穩(wěn)定性必然滿足要求。

轉換層以1 200mm×1 500mm梁為例計算，以1m梁計，b×h=1200mm×1500mm。梁下設3根立桿，立桿間距500mm。

3.1 荷載計算:

取鋼筋混凝土密度為25 kN/m3

鋼筋混凝土荷載 Q1=25×1.2×1.5×1.0=45 kN

震搗混凝土的荷載標準值為2 kN/m2，

施工荷載標準值為1

施工荷載 Q2=3×1.2×1.0=3.6 kN

荷載組合 Q=1.2Q1+1.4Q2=59.04 kN

3.2 建立計算模型

1 200mm寬的梁下設6個木枋，則Q=59.04 kN荷載以F=59.04/6=9.84 kN的集中力作用在梁底模下的橫桿上。再通過縱向大橫桿傳遞至支模架立桿上，支撐體系示意如圖1。計算簡圖見圖2。

圖1 支撐體系示意

圖2 計算簡圖

3.3 驗算單根立桿承受荷載:

按立桿根數(shù)n=Q/N=59.04/33.4=1.76，即單位長度需立桿1.76根(沿梁的橫向)。為確保施工安全，梁下取3根立桿。

單根立桿所需承受的荷載

N=Q/n=59.04/3=19.68 kN，

所承受的應力σ=N/A=19.68×103N/489=40.24 N/mm2＜［σ］=210 N/mm2

采用3根立桿可以滿足要求。

3.4 沿梁底模板木枋受荷驗算

單位長度上，荷載Q=59.04 kN沿梁均勻分布，橫桿線荷載:q=59.04/1=59.04 kN/m

梁下設6根木枋，則q=59.04/6=9.84 kN/m。

梁底模縱向背楞采用50mm×100mm木枋緊貼模板立放，間距 240mm，木枋下采用 φ48×3.5鋼管，間距為1 000mm。

考慮安全因素，取較保守的計算模型，見圖3。

圖3 計算模型

(1)木枋最大承受彎矩:M= ［fm］bh2/6

式中:［fm］=15 N/mm2，b=0.05m，h=0.1m，

所以:M=1.25 kN·m

(2)荷載產生的彎矩:M0=ql2/8

M0=9.84×12/8=1.23 kN·m(每根木枋上所承受荷載)＜1.25 kN·m故安全。

3.5 沿梁截面方向橫桿受荷驗算

Q=59.04 kN荷載以集中力作用在梁底模下的橫桿上，則橫桿受集中荷載:F=59.04/6=9.84 kN

圖4 橫桿計算模型

(1)橫桿受荷強度驗算

本結構為一超靜定結構，計算模型見圖4。

經過等跨連續(xù)梁的計算得到如圖5所示的計算簡圖。

圖5 彎矩包絡圖(調幅后)(單位kN·m)

最大彎矩Mmax=1.023 kN·m

σ=Mmax/Wn=1.023×106/5078=201 N/m＜205 N/m

(2)橫桿受荷剛度驗算:塑性撓度簡圖如圖6。

圖6 塑性撓度簡圖(單位:mm)

ω=0.031mm＜500/150=3.3mm

故沿梁截面方向立桿間距為500mm，撓度滿足要求。

3.6 單根立桿穩(wěn)定性驗算

單根立桿最大自由高度為180 cm

單根立桿穩(wěn)定性驗算公式:

N/(Aψ) ≤［fc］

式中:N為作用在單根立桿上的荷載，N=q/n=26.88/1=26.88 kN;A為鋼管凈截面面積，A=489mm2;ψ為穩(wěn)定系數(shù)，由計算長細比λ=μh0/I，查表可得。μ=1.2(立桿計算長度系數(shù))，h0=180 cm(橫桿最大步距)，I=1.578(回轉半徑)，則 λ=1.2×180/1.578=136.88，查表得ψ=0.363;

［fc］為鋼管允許設計值，［fc］=180 N/mm2。

所以 N/(Aψ)=21.346×1000/(489×0.363)=120.3 N/mm2＜［fc］合理。

本工程在施工實施中嚴格按照上述設計的模板支撐系統(tǒng)進行搭設，確保了該工程轉換層的主體結構安全施工。