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        某地下車庫的高支模支撐體系淺析

        2013-12-18 05:31:26□□
        建材技術(shù)與應(yīng)用 2013年5期
        關(guān)鍵詞:支模支撐體系立桿

        □□

        (宜興市建工建筑安裝有限責(zé)任公司,江蘇 宜興 214200)

        引言

        隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展,大跨度、高凈空結(jié)構(gòu)大量涌現(xiàn),使得高支模體系得到了廣泛應(yīng)用。但是,由于目前規(guī)范尚不完善,因高支模施工導(dǎo)致的基礎(chǔ)下沉、支撐系統(tǒng)失穩(wěn)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。為此,建設(shè)管理部門要求在高支模工程施工之前,要對高支模體系進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì),尤其是要對模板、支撐進(jìn)行充分的分析計(jì)算,以確保高支模系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。本文結(jié)合某地下車庫梁的高支模工程,對高支模支撐體系的設(shè)計(jì)與施工方案進(jìn)行探討。

        1 工程概況

        某商鋪工程為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),建筑面積11 970 m2,總高度11.7 m,地上3層,地下為汽車庫。地下室底板標(biāo)高為-5.78 m,頂板標(biāo)高為-0.10 m,凈空高度接近6 m,其梁板澆筑屬于高支模工程。該地下室東西向的梁斷面為500 mm×800 mm,南北向的梁斷面為500 mm×900 mm,所有高支模立桿均坐落于地下車庫內(nèi)的底板上。

        2 高支模支撐體系的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

        2.1 材料選用

        該高支模體系采用膠合模板+扣件式鋼管支撐的形式。模板系統(tǒng)采用的材料有16 mm厚的膠合面板、40 mm×90 mm的木楞、M12對拉螺栓和50 mm×200 mm×4 000 mm木板等;鋼管支撐材料有:Φ48 mm鋼管和可鍛鑄造扣件。木材使用前要進(jìn)行外觀檢查,剔除彎折、霉變或有蟲蛀、枯節(jié)等質(zhì)量缺陷的材料,木材的含水率控制在20%以下,主要承重構(gòu)件采用針葉材;立桿鋼管的質(zhì)量應(yīng)符合GB/T 13793—2008《直縫電焊鋼管》或GB/T 3092—2008《低壓流體輸送用焊接鋼管》中規(guī)定的Q235普通鋼管的要求,施工前鋼管要取樣進(jìn)行抗彎、抗拉試驗(yàn),檢驗(yàn)合格方可在工程中使用,嚴(yán)禁使用銹跡嚴(yán)重、彎折或有裂紋的鋼管;可鍛鑄造扣件的質(zhì)量應(yīng)符合GB/T 11352—2009《一般工程用鑄造碳鋼件》的規(guī)定,要求螺栓擰緊扭矩達(dá)到65 N·m時(shí)不發(fā)生破壞,有鍛造缺陷如裂紋、氣孔、縮松、砂眼等的扣件不得使用。

        2.2 支撐構(gòu)造要求

        (1)高支模支撐體系的四周及內(nèi)部要設(shè)置水平和豎向剪刀撐(如圖1所示)。

        圖1 地下車庫高支模支撐體系立面圖

        (2)立柱與水平桿之間嚴(yán)禁搭接,要采用對接扣件連接。相鄰兩立桿的對接接頭沿豎向應(yīng)錯(cuò)開500 mm以上,嚴(yán)禁將上段的鋼管立桿與下段鋼管立桿錯(cuò)開固定于水平桿上。

        (3)立柱底端以上200 mm處的縱橫水平方向設(shè)置掃地桿。高支撐立柱之間還必須在每一步距的縱、橫兩個(gè)方向各設(shè)1道水平拉桿。所有水平拉桿的端部最好與四周建筑物頂緊。無法頂緊時(shí),應(yīng)在水平拉桿端部和中部沿豎向設(shè)置連續(xù)剪刀撐。

        (4)豎向剪刀撐桿件的底端應(yīng)與地面頂緊,與地面的合理角度為45°~60°;所有剪刀撐桿件均應(yīng)在主節(jié)點(diǎn)處與立柱或水平拉桿扣牢。支撐頂部的支撐橫桿與立柱的連接采用雙扣件,梁兩側(cè)立柱與梁底縱向水平桿的連接也采用雙扣件。剪刀撐桿件之間用搭接連接,搭接長度>500 mm,用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件分別固定在距桿端100 mm以上的位置。

        2.3 支撐設(shè)計(jì)

        該工程梁下的支撐設(shè)計(jì)如圖2和圖3所示,沿梁跨度方向每隔0.9 m設(shè)置立桿1道,梁兩側(cè)立桿間距1 m,立桿步距1.5 m;由于500 mm×900 mm梁的質(zhì)量較大,在梁底還增加了兩根承重立桿。

        圖2 高支模梁底支撐立面圖 圖3 高支模梁底支撐平面圖

        3 高支模支撐體系的施工及監(jiān)測要點(diǎn)

        3.1 支撐安裝

        (1)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案的間距要求進(jìn)行布架。先在支撐立柱的安裝位置彈線,然后進(jìn)行安裝,為了保證立柱的縱橫向在同一直線上,必須配備兩人以上進(jìn)行施工,并且每完成一步就校正一次,保證立柱的位置、垂直度、間距、步距等符合要求。

        (2)支撐立桿底座下設(shè)置木塊,立桿的底面和頂面要頂緊,支撐搭好后拉線檢查其水平度和垂直度。

        (3)扣件的擰緊力矩控制在45~60 N·m以內(nèi),安裝后采用專用扳手逐個(gè)進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)不合格的要及時(shí)返工。

        3.2 支撐監(jiān)測

        該工程采用鋼管扣件式支撐體系,在施工過程中必須隨時(shí)監(jiān)測以下內(nèi)容。

        (1)縱橫桿件的安裝位置、連墻件、剪刀撐等是否發(fā)生偏移。

        (2)立桿是否傾覆、懸空或連接扣件是否松動。

        (3)支撐體系是否扭曲,垂直度是否發(fā)生偏差。

        (4)支撐體系和各桿件是否有下沉、松動及位移現(xiàn)象。

        4 支撐立桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算

        4.1 荷載取值

        新澆混凝土重度為24.00 kN/m3;模板自重為0.50 kN/m2;施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.5 kN/m2;振搗混凝土對梁底模板的荷載為2.0 kN/m2;振搗混凝土對梁側(cè)模板的荷載為4.0 kN/m2。

        4.2 兩側(cè)立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算

        根據(jù)圖2和圖3,經(jīng)計(jì)算,橫向支撐鋼管的最大支座反力N1=1.099 kN;腳手架鋼管的自重N2=1.2×0.129×5.8=0.899(kN);樓板混凝土、模板及鋼筋的自重N3=4.269 kN;施工荷載與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載設(shè)計(jì)值N4=3.260 kN。立桿所受的總荷載為:

        N=N1+N2+N3+N4=1.099+0.899+4.269+3.26=9.528(kN) 立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑:i=1.6 cm

        立桿的計(jì)算長度:l0=2.976 m

        立桿長細(xì)比:l0/i=2 975.85/16=186

        根據(jù)長細(xì)比結(jié)果,查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.207。

        鋼管立桿受壓應(yīng)力計(jì)算值:

        σ=9 527.533/(0.207×398)=115.6(N/mm2)

        因?yàn)閇f]=205 N/mm2,σ<[f],故滿足要求。

        4.3 梁底立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算

        根據(jù)圖2和圖3,經(jīng)計(jì)算,橫向鋼管的最大支座反力N1=8.891 kN;腳手架鋼管的自重N2=1.2×0.129×(5.8-0.9)=0.899(kN);立桿所受的總荷載為:

        N=N1+N2=8.891+0.759=9.65(kN)。

        考慮到高支撐架的安全,計(jì)算長度按下式:

        l0=k1k2(h+2a)=1.167×1.006×(1.5+0.1×2)=1.996(m)

        式中:k1,k2——計(jì)算長度附加系數(shù),可查表得到。

        立桿長細(xì)比:l0/i=1 995.803/16=125,由長細(xì)比查得軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.423。

        鋼管立桿的最大應(yīng)力計(jì)算值:

        σ=9 650.236/(0.423×398)=57.3(N/mm2)

        因?yàn)閇f]=205 N/mm2,σ<[f],故滿足要求。

        5 結(jié)語

        高支模支撐體系的設(shè)計(jì)不僅要有完整的計(jì)算資料,而且對支撐接頭方法、縱橫水平拉桿間距、剪刀撐設(shè)置等均要作詳細(xì)說明,以確保支撐系統(tǒng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。該高支模工程由于設(shè)計(jì)方案正確、施工規(guī)范、構(gòu)造措施合理及監(jiān)測得當(dāng),在施工過程中模板及支撐體系未發(fā)生任何安全問題,圓滿完成了施工任務(wù)。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 舒文超,蔡春,奚惠興.高空懸挑混凝土構(gòu)架高支模系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工[J].建筑技術(shù),2010,41(8):701-703.

        [2] 陳鈞頤,洪啟明,陳騰.大跨度井格梁屋蓋高支模施工技術(shù)[J].建筑技術(shù),2011,42(8):692-694.

        [3] 鄧建飛.某辦公大樓首層高支模技術(shù)與措施[J].四川建材,2009,35(4):210-212.

        [4] 胡冰,劉濤.某工程12m高支模設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[J].鋼結(jié)構(gòu),2010,25(3):67-71.

        [5] 劉屹東.鋼管扣件式高大模板支撐體系的技術(shù)與安全控制[J].四川建材,2008,34(4):167-168.

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