卜凡棟，馬慶吉

（中建鐵路投資建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京100053）

1 工程概況

本工程A1/A2 區(qū)（即1#樓底板基礎(chǔ)）建筑面積約2980m2，其中，1#樓核心筒區(qū)域筏板厚度3000mm（局部4500mm），框架柱下承臺CT-5 厚2800mm；CT-6、CT-7 厚3200mm，屬于大體積混凝土，核心筒外圍區(qū)域底板厚700mm。底板、承臺、地梁混凝土強(qiáng)度均為C40，等級P8 加鋼筋阻銹劑，墊層采用C15混凝土100mm 厚。

表1 工程概況

2 鋼筋支架設(shè)置

2.1 鋼筋支架設(shè)計(jì)基本原理

型鋼支架一般按排布置，立柱和上層一般采用型鋼，斜桿可采用鋼筋和型鋼，焊接成一體進(jìn)行布置。對水平桿進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算，對立柱和斜桿進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算。

作用的荷載包括自重和施工荷載。

鋼筋支架所承受的荷載包括上層鋼筋的自重、施工人員及施工設(shè)備荷載。鋼筋支架的材料根據(jù)上下層鋼筋間距的大小以及荷載的大小來確定，可采用鋼筋或者型鋼。

2.2 本工程鋼筋支架設(shè)計(jì)

此區(qū)域基礎(chǔ)底板鋼筋支架立柱選用10#槽鋼,縱橫向間距均為1700mm；面筋橫梁選用5#槽鋼，溫度筋橫梁選用C22，溫度筋橫梁間距隨立柱間距為1700mm，沿東西、南北雙向布置；剪刀撐選用40mm×3mm 等邊角鋼，每三跨（4.5m）縱向布置一道剪刀撐，與立柱的連接選用焊接工藝（見表2）。

2.3 頂層支架橫梁計(jì)算

支架橫梁按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算。按照支架橫梁上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計(jì)算支架橫梁的最大彎矩和變形。

靜荷載的計(jì)算值：q1=1.2×1.10×1.50=1.98kN/m；

活荷載 的計(jì) 算值 ：q2=1.4×0.50×1.50+1.4×1.00×1.50=3.15kN/m。

表2 支架參數(shù)

強(qiáng)度計(jì)算：

跨中最大彎矩為：

M1=（0.08×1.98+0.101×3.15）×1.502=1.072kN·m；

支座最大彎矩為：

M2=-（0.10×1.98+0.117×3.15）×1.502=-1.275kN·m。

本文選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算：

σ=1.275×106/10400.00=122.571N/mm2＜205N/mm2。

撓度計(jì)算：靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=1.65kN/m；

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=0.50×1.50+1.00×1.50=2.25kN/m。

三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度：νmax=（0.677×1.65+0.990×2.25）×1500.004/（100×2.05×105×26.00×104）=3.1767mm＜Min（1.50×103/150,10）=10.00mm。

圖1 鋼筋支架平面布置圖

2.4 中間層支架橫梁計(jì)算，即溫度筋支架

強(qiáng)度計(jì)算：

最大彎矩為：M=0.1q2l2=0.1×0.18×1.52=0.041kN·m；

σ=M/W=0.041×106/10.4×103=3.894N/mm2≤205N/mm2。

撓度計(jì)算：

靜荷載的計(jì)算值q2'=0.10×1.50=0.15kN/m；

νmax=0.677q2'l4/100EI=0.677×0.15×15004/（100×2.05×105×26×104）=0.0965mm＜Min（1.50×103/150,10）=10.00mm。

結(jié)論：由于溫度筋均布荷載較小，且考慮此處實(shí)際撓度因素較小，按照5#槽鋼設(shè)計(jì)值要遠(yuǎn)大于現(xiàn)場實(shí)際值，故現(xiàn)場采用C22 鋼筋即可。

2.5 支架立柱計(jì)算

10#槽鋼支架立柱的截面積A=12.74cm2；截面回轉(zhuǎn)半徑i=1.41cm。

支架立柱作為軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算：σ=N/φA≤[f]。

長細(xì)比計(jì)算：根據(jù)立桿的長細(xì)比λ=h/i=235.00/1.41=167≤250。

穩(wěn)定性計(jì)算：φ——軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)λ=167，經(jīng)過查表得到φ=0.253；[f] ——立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，[f]＝205N/mm2。

采用荷載組合計(jì)算方法，可得到支架立柱對橫梁的最大支座反力為：

N=1.1×[1.2×1.5×（1.1+0.1）]×1.5+1.2×3.15×1.5=9.234kN；

σ=9.234×1000/（0.253×12.74×100）

=28.648N/mm2＜205.00N/mm2。

綜上所述，按照目前設(shè)計(jì)值滿足現(xiàn)有工程施工結(jié)構(gòu)受力安全要求，并經(jīng)反復(fù)驗(yàn)算，支架立柱橫縱向間距1700mm 為極限值，在現(xiàn)場保證施工安全的前提下做到了材料的最大限度節(jié)約。

圖2 剖面圖

3 結(jié)語

大體積混凝土工程底板鋼筋綁扎需搭設(shè)型鋼鋼筋支架，普通的鋼筋馬鐙支架已不滿足結(jié)構(gòu)受力的安全需求。在施工之前技術(shù)人員需按圖紙核算基礎(chǔ)底板鋼筋的均布荷載值、施工人員活荷載值及機(jī)械設(shè)備均布荷載值，根據(jù)受力情況對架體進(jìn)行驗(yàn)算，保證其強(qiáng)度及穩(wěn)定性。且需要在進(jìn)行施工之前，對現(xiàn)場工長、質(zhì)檢及安全等管理部門進(jìn)行全面技術(shù)交底，為鋼筋工程施工做好各項(xiàng)技術(shù)準(zhǔn)備工作，保證大體積混凝土的順利澆筑。本文以大連東港商務(wù)區(qū)D03-01 地塊項(xiàng)目1#樓核心筒基礎(chǔ)底板為樣板，對鋼筋支架設(shè)計(jì)進(jìn)行討論，希望對類似工程的設(shè)計(jì)工作起到參考作用。