鐵木森大學(xué)五期展覽廳高大模板支撐設(shè)計(jì)與施工

【摘要】：本文針對鐵木森大學(xué)五期扇形主入口展覽廳高大模板支撐體系施工方法進(jìn)行研究，通過對梁板高大桁架支撐體系進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)算，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性均符合要求，這為扇形主入口展覽廳高大支撐體系安全順利的進(jìn)行起到了很好的指導(dǎo)作用，同時(shí)也對同類型工程的施工具有很大的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】：高大支撐體系；強(qiáng)度；穩(wěn)定性

1工程概況

鐵木森大學(xué)五期工程01區(qū)扇形主入口R層為展覽廳，建筑面積780 m2，層高9m，最大跨度10.45m。結(jié)構(gòu)類型為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，樓板采用厚20cm的空心樓板磚與彌勒梁整體澆筑而成。樓梯間兩側(cè)有兩道剪力墻，整個結(jié)構(gòu)以中心線為對稱軸左右對稱。

2高大模板支撐體系技術(shù)難點(diǎn)及方案選擇

R層展覽廳層高9m，單層建筑面積780 m2 ，整體布局為扇形結(jié)構(gòu)，對支撐體系整體穩(wěn)定性及豎向承載力要求較高。結(jié)合該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和施工現(xiàn)場的情況，頂板采用滿堂模板支撐體系，框架梁采用桁架支撐體系。

3高大模板支撐體系設(shè)計(jì)

3.1支撐架的類別及主要參數(shù)

滿堂模板支撐架采用扣件式鋼管。支撐架管采用48×3.5鋼管，支撐架管橫向和縱向搭設(shè)間距為1m，步距為1.5m。立桿上端伸出至模板支撐點(diǎn)長度為0.1m，支撐架整體搭設(shè)高度為8.7m，采用雙扣件的連接方式。

3.2承載力可靠性的驗(yàn)算

1）模板支架荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算

作用于模板支架的荷載包括靜荷載、活荷載。

①靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括：

a.腳手架的自重：NG1 = 0.129×8.700 = 1.123 kN；

b.模板的自重：NG2 = 0.350×1.000×1.000 = 0.350 kN；

c.鋼筋混凝土樓板自重：NG3 = 25.000×0.150×1.000×1.000 = 3.750 kN；

經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.223 kN；

②活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的施工荷載。

經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = （1.000+2.000 ） ×1.000×1.000 = 3.000 kN；

計(jì)算立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為：N = 1.2NG + 1.4NQ = 10.468 kN；

2）立桿的穩(wěn)定性計(jì)算

立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式：σ=N/φA≤[f]

其中：N = 10.468 kN；

φ---- 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比 lo/i 查表得到；

i = 1.58 cm；

A = 4.89 cm2；

σ-----鋼管立桿抗壓強(qiáng)度計(jì)算值 （N/mm2）；

[f] =205.000 N/mm2；

Lo---- 計(jì)算長度 （m）；

參照《扣件式規(guī)范》，分別按照公式（1）和（2）進(jìn)行計(jì)算

lo = k1uh （1）

lo = （h+2a） （2）

其中： k1取值為1.155；

u = 1.700；

a = 0.100 m；

公式（1）的計(jì)算結(jié)果：

立桿計(jì)算長度 Lo = k1uh= 2.945 m；

Lo/i = 186.000 ；

由長細(xì)比 Lo/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ= 0.207 ；

立桿穩(wěn)定性計(jì)算 σ=10467.804/（0.207×489.000）= 103.413 N/mm2 小于 [f] = 205.000滿足要求！

公式（2）的計(jì)算結(jié)果：

立桿計(jì)算長度 Lo = h+2a = 1.700 m；

Lo/i = 108.000 ；

由長細(xì)比 Lo/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ= 0.530 ；

立桿穩(wěn)定性計(jì)算 σ=10467.804/（0.530×489.000）= 40.390 N/mm2 小于 [f] = 205.000滿足要求！

考慮到高支撐架的安全因素，由公式（3）驗(yàn)證

lo = k1k2（h+2a） （3）

k1取值1.185；

k2取值1.016 ；

公式（3）的計(jì)算結(jié)果：

立桿計(jì)算長度 Lo = k1k2（h+2a） = 2.047 m；

Lo/i = 130.000 ；

由長細(xì)比 Lo/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ= 0.396 ；

立桿穩(wěn)定性計(jì)算 σ=10467.804/（0.396×489.000）= 54.057 N/mm2 <[f] = 205.000滿足要求！

3）扣件抗滑移的計(jì)算

雙扣件承載力設(shè)計(jì)值取16.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)雙扣件承載力取值為12.80kN 。經(jīng)計(jì)算縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值 R= 9.950 kN；

R < 12.80 kN，所以雙扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求

經(jīng)計(jì)算，滿堂模板支撐體系強(qiáng)度及穩(wěn)定性指標(biāo)符合要求。

3.3高大模板支撐體系構(gòu)造設(shè)計(jì)

3.3.1模板支架的構(gòu)造設(shè)計(jì)

a.梁板模板高支撐架根據(jù)設(shè)計(jì)荷載采用單立桿，立桿間距1米；

b.立桿之間必須按步距1.5米滿設(shè)雙向水平桿，確保兩方向的設(shè)計(jì)剛度；

c.由于梁荷載較大，在梁模板中間加設(shè)一道立桿；

d.平桿的接長采用對接，對接接頭應(yīng)錯開，上下鄰桿接頭不得設(shè)在同跨內(nèi)，且應(yīng)避開跨中。

3.3.2腳手架與墻、柱固定的設(shè)計(jì)

考慮到支撐體系的整體穩(wěn)定性，在4.5米處和梁底處加設(shè)井字型鋼管固定在柱或剪力墻預(yù)留洞口上。

4模板施工操作要點(diǎn)

展覽廳頂層樓板面積和框架梁的尺寸較大，作用于模板上的施工荷載以及恒荷載加大了模板的施工要求，需要模板及其支架應(yīng)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，故在梁側(cè)面設(shè)置對拉螺栓并在底部設(shè)置橫向剪刀撐來保證梁模穩(wěn)定、不漲模，能可靠地承受澆筑混凝土的重量、側(cè)壓力及施工荷載。

5混凝土施工操作要點(diǎn)

展覽廳樓板混凝土澆筑采用泵送澆筑，框架梁采用塔吊吊送澆筑。泵送和施工產(chǎn)生的荷載對整個支撐體系的穩(wěn)定性影響較大。為此，混凝土澆筑時(shí)要沿中軸線向兩邊對稱澆筑，以減小施工過程的不均勻荷載，從而保證整個體系的整體穩(wěn)定性。

6結(jié)束語

通過現(xiàn)場實(shí)際施工驗(yàn)證，該高大腳手架支撐體系施工方法滿足大空間、大跨度、大荷載的建筑施工要求，為此類工程施工組織設(shè)計(jì)提供了有力的實(shí)踐及理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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