摘要:本文通过对现浇砼结构应用钢管支架支模施工中遇到的各种情况,通过用合理的结构计算方法和构造措施,解决了高层、大跨度、重载砼结构施工难题在实践工程中应用,避免了可能出现的支模架整体坍塌的恶性事故。
关键词:钢管支撑模架 高支模架体整体稳定
现浇砼结构施工广泛应用钢管支架支模取了很好的经济效益。可以预料今后在一个相当长的时间内还会进一步发展,这种施工工艺有较多的优点,在平面布置和层高适应性很强,调整很方便,不要求严格的模数范围,而且周转使用损耗很小,对技术工人的素质要求也不离,但是对不同的结构的支模、拆模工艺,特别是大跨预应力梁或高层和群楼间设后浇带的工程,要作专门的设计,否则将会发生严重的工程缺陷。下面就对此问题作专门分析。
大跨梁支模支架设计要点:
多层和高层框架结构施工要连续,梁底支模支架所承担的施工荷载除本层以外,在砼石达到一定强度前还要承担上面几层的施工荷载,具有一定强度的砼梁可以帮助承担部分施工荷载,这些施工荷载的分配和施工速度,工程性质等均有关系。模板设计一般均由施工单位做,工程结构设计量设计单位进行,施工单位难以得到工程结构设计资料,若要对工程结构反算实际承载能力也是比较困难,可以利用的设计资
料,是根据工程性质可以知道设计活荷载,和结构恒载值。
1)支顶柱存载取值:本楼层恒载、活载包括新浇砼自重;模板、支柱自重,施工人员设施。和根据砼产生荷载等,其取值在有关规定中可查得。其荷载分顶系数也有规定。
2)框架砼浇灌后强度逐日增长,达到可利用的强度,一般为75%,此时砼梁右以承担本层砼自重和楼面地面等后加恒和活载,国这部分荷载尚未发生,在施工阶段可以利用,按常规做法50mm厚,地面做法荷载1kn/m2,活载:一般做法2.01kn/m2,合起来31kn/m2。荷载分项系数不同,永久荷载分项系数1.2和1.4,模板计算时则应采用临时荷载分项系数所以当砼梁强度达到75%以上时,可以承担本楼层砼自重以外,还可以多承担,部分上面楼层的砼自重。如果按正常施工速度每月四到五个楼层,在施工两个楼层期间砼强度即能达到75%左右,这样,可做到每层以上,如果超过楼层数量或气温低达不到砼强度时,还要依靠下层支柱承担。而且在拆梁底支柱前,支柱要承受上面楼层的荷载。
3)支架柱承载能力:钢管支架承受竖向荷载使用方便,但也有局限性,它的支撑工艺是在梁底模下隔一定距离设一横管(一般不超过1.2m)在梁侧模的外侧设两根钢管支柱,因扣件和横管连接,底层支柱通过垫板支撑在土地上。在计算支架柱时要确定在单位支架中那一部分是承载能力最小,从而确定是为设计参数。
(1)单根钢管承载力:Ф48×3.5钢管,楼层高5m,=2500mm,单根钢管
承载力约为30mm。
(2)梁底横管抗弯:设跨距0.6m,计算单横管抗弯承载力。 (3)每只扣件,抗滑能力约为8kn。
三项比较:承载低者单横管,期次扣件抗滑最高是单钢管立柱。但横管结束大,而扣件抗滑依靠工人操作离散性能,工程上还是扣件抗滑为控制指标。其值与钢管支柱相差甚大,值得注意。
(4)地面垫板下土壤承载力:底层地面一般是没有夯实原状土或回填土,承载力较差,如适水泡则更容易产生下沉,所以最好能采取夯实处理和防水,排水处理,但一般一个支柱下最好能有支承面积0.2m2以上,垫板则可以不低于扣件抗滑指标。
4)大跨预应力砼梁,都是采用后张法,在支架设计与普通砼框架有很大不同点,预应力砼梁由预应力筋抵抗大部份弯矩,而非预应力能只是抵抗一部份弯矩,而且这种梁跨度大在预应力能张拉前,刚度很小,所以在多层,高层砼结构施工中就不能用上述方法计算模板支架,在预应力能张拉前,已施工各层砼结构自重大部份都要由支架承担,而且也不能提前拆除支柱,一般预应力梁张拉时要求砼强度较高,出于对预应力筋保护,规定多种外加剂不能掺加养护时间要长,这一部份荷重很大要仔细计算,切不可轻视。
还一种情况,在高层砼结构周围一般设计布置群楼,高层部分和群
楼荷载相差甚大,同时施工时会产生不同沉降量,而对结构受损,要求设沉降缝可以消除此项弊病,但是建筑布置不希望底层大厅设沉降缝的双柱,所以多数建筑在满足抗震设计前提下,不设沉降缝,而设后浇带,对施工有更高要求,设后浇带砼梁变成不连续的两段,完全失去抗弯能力,上面各层荷载都要由支架支柱承担,有的工程为了赶上工程进度高层和群楼同时施工,楼房高层部分外脚手架要拉萨市在群楼层面上对支架,又增强了较大荷载。这些都要在施工方案仔细计算并切实实行才能避免发生问题。下面举几个在施工因上述问题考虑不风吹雨打而出现的施工问题。
(1)某高层建筑其群楼设计预应力砼梁,高层和群楼间设后浇带,施工中高层和群楼同时施工,高层部分外脚手架搭设于群楼屋面上,这部分荷载已采取措施,从地面开始逐层增设支柱传到地基。但是跨度预应力梁底层支柱对上面楼层大荷载估计不足,地基处理不妥,由于地基下沉造成上面两个楼层砼梁下沉,产生较大的裂缝,采取了加固补强处理。
(2)某多层建筑为预应力结构,楼层结构采取冬期施工,因预应力砼不允许掺加一般防梁早强剂采取整楼层加温产生,达到砼临界强度停止加强,在负温下砼强度增长缓慢,达不到预应力要求砼强度,而砂捅张拉,上面各层继续施工,模板支架的支柱,没拆除,但上面层数多下面与柱马很大,以致与轻扣件滑动,砼变形出现部分裂缝。
(3)某高层建筑和群楼同时施工具间设后浇带,五层群楼楼顶搭设
高层部份脚手架,群楼为大跨预应烽结构,在与模方案中考虑了上述荷载了至计算对支柱采取了加固措施,加密等架距离,采取了梁底双横管,柱双扣件增加抗滑能力,和局部增设木顶柱等多种措施,群楼预应力梁经过冬期后张拉,没有发现变形、裂缝等。这些措施用到九个类似的工程均没有发生类似工程问题。
基于以上各点总结和类似工程获取的经验教训,在承担的高层建筑,该工程高100m,顶层度24跨预应力砼大梁多根,而且顶层层高达16m。砼施工的支模工序难度很大,层高度横我们采取了多种措施,砼浇灌过程中未发生任何问题,该工程已经交付使用,特总结如下几点值得参考:
(一)高支模架体结构稳定性:
①因模架很高,安规定计算有些些地方和实际不符如:钢支柱安纵、横向拉杆步距1.5m,有效计算长度为1.5m不太安全,因双向拉杆用扣件连接,会发生松动、变形,增加了有效长度。本工程高16m,与每节1.5有较大的差距,在全高范围内会有少量弯曲偏口,如偏口10-20mm,承载力将降低15%以上。再有钢管实际厚度一般达不到3.5mm,如只有3mm又要降低承载力10%以上,这些误差累计要降低承载力8%以上。所支顶柱数量增加了一倍,而且采用螺旋顶杆避免了扣件滑动的问题。
②横架整体稳定安规范依靠,垂直、水平、支撑和双向拉杆。本
工程为单跨24m,又处于100m高顶层,如全体失稳,后果不勘设想,本工程除安规范设置,垂直、水平、支撑和双向拉杆外,工序安排先浇灌周边砼柱至梁底,待砼强度达到70%以上时间浇灌顶层砼。而且将所有双向拉杆均结牢固。因柱距较大8m以上,又在边柱间设双排剪刀撑 支别样拉力。经以上模架设置保证了模架稳定浇砼对称进行。对台些高载如此大,处于100m高层的顶层砼施工顺利完成。
(二)高层砼楼面模板设置:
考虑到砼强度增长,荷载传,在施工不同阶段配置模板数量作了调整,气温较高施工速度每月5-6层,配模板4层,气温较低施工速度慢又增加了1-2层模板,整个高层主楼顺利完成。
参考文献
[1]建筑施工模板安全技术规范[JGJ162—2008].
[2]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[JGJ130—2001]. [3]建筑结构荷载规范[GB50009—2001].
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