高大模板支撑体系在大型公共建筑中的应用

来源：职称驿站所属分类：建筑施工论文发布时间：2011-05-21 16:32:12浏览：次

　　摘要：本文通过工程实例，着重对大型公共建筑中高大模架体基础处理、设计及施工检查与验收进行了阐述。
　　关键词：高架模板，工程，方案
　　山西体育中心主体育场总建筑面积90066㎡，由三层连续看台组成，外轮廓为近椭圆形，南北长约272m，东西宽约249m，结构最高点为55.64m，看台下结构共5层，为框架剪力墙结构，其中一层运动员训练用房结构层高8.25m,框架柱的纵距为8.4m，横向间距26.4m；柱为直径1.7m的圆柱，框梁跨度为26.4m，截面尺寸为0.8m×1.8m；次梁截面0.4m×0.9m，梁跨度为8.4m；一层地面采用素土回填，要求压实系数不低于0.95。此层施工方案主要为：一是土方回填分层夯实，以保证达到要求的密实度；二是要确保架体水平的刚度和立杆的稳定性。该方案必须经有关部门及专家审查后实施，保证高支模架体的安全，控制搭设质量，确保高大跨度结构混凝土梁板安全顺利浇捣。
　　1架体支设方案
　　由于本工程模板支架搭设高度超过8m，跨度超过18m，属高大模板支撑体系。结构构件较大，其施工荷载与构件恒载也较大，模板支撑的难度也有所提高。在模板支撑的方案中，通过征求专家建议和对支撑体系各种可能方案的选择，综合架体应满足施工方便、经济合理、安全可靠、质量保证等各方面的因素，最后确定采用Φ48×3.5mm钢管扣件式满堂脚手架支撑体系，同时进行混凝土整体浇捣的施工方案。
　　1.1模板支架结构的选择
　　1.1.1梁、板支撑布置
　　拟选择Φ48×3.5钢管满堂支架，板下立杆双向间距600mm×600mm，纵横水平杆步距h=1500mm；梁宽方向：在梁底加设三道承重立杆即梁下立杆行距为300mm，以增加立杆支承强度保证其稳定性；梁长度方向与板相同，排距为600mm。纵横水平杆双向拉结，将梁排架及板排架连成整体满堂架；立杆下部设纵横扫地杆；底部用通长50mm×300mm硬木枋作垫板；为防止扣件滑移，在梁底第一道横杆与立杆连接时必须采用双扣件。
　　1.1.2剪刀撑设置
　　为保证架体立面刚度和水平刚度，应在立面和水平方向加设剪刀撑。垂直方向：在立面四周连续不间断的设置垂直方向的剪刀撑，其立面角度为45。，由底部直至梁板底；水平方向：每间距两步设一道连续不间断的剪刀撑，第一道剪刀撑与扫地杆水平交叉，最上部一道剪刀撑与梁底部横杆水平交叉，其水平角度为45。，水平剪刀撑必须贯穿所有横杆。使整个架体变成一个在水平方向和垂直方向的牢固的不可变体。
　　1.1.3梁、板模板及支撑、拉结件的设置
　　800mm×1800mm框架梁竖向主龙骨为双钢管Φ48×3.5mm，间距为600mm；横向次龙骨采用50mm×100mm通长木枋5道，间距为360mm；对拉螺栓采用M16四道，穿过梁模立面，用蝴蝶扣固定在主龙骨双钢管间；梁底用50mm×100mm木枋作格栅，间距200mm。400mm×900mm次梁竖向主龙骨为双钢管Φ48×3.5mm，间距600mm;横向次龙骨采用50mm×100mm通长木枋3道，间距为300mm；对拉螺栓采用M12三道，梁底用50mm×100mm木枋作格栅；粱底模、梁侧模及板底模均采用18mm竹胶合板拼装而成。
　　1.2荷载取值计算
　　由于混凝土荷载和配筋量较大，设计荷载取值按下列原则确定（800mm×1800mm框架大梁为例计算）：
　　框架大梁截面B=800mm，H=1800mm，板截面为150mm。梁截面下有5根立杆，立杆沿梁长间距为600mm，沿梁宽方向为300mm。作用荷载包括梁与模板自重荷载和施工活荷载，其中：
　　钢筋砼梁自重q1=25.000×1.800×0.600=27.000kN/m；
　　模板的自重q2=0.350×0.600×(2×1.800+0.800)/0.800=1.155kN/m；
　　施工活荷载p1=(1.000+2.000)×0.800×0.600=1.44kN；
　　经荷载组合得:
　　均布荷载Q=1.2×27.000+1.2×1.155=33.786kN/m；
　　集中荷载P=1.4×1.44=2.016kN；
　　1.3模板支撑体系计算
　　以800mm×1800mm的框架大梁进行计算，其钢管立杆间距为300mm×600mm，沿宽方向间距300，沿梁长方向间距为600进行如下复核性验算。
　　1.3.1钢管立杆的承载力验算
　　运用pkpm建筑施工安全计算软件，将以上荷载输入后得立杆承受的最大荷载N1=8.95kN；
　　N2=G主杆+G横杆+G斜杆+G扣件=1.2×0.129×8.25=1.28kN；
　　式中：N2---立杆的自重轴向力。
　　每根立杆承受的压力：N3=8.95+1.28=10.23kN
　　承载力判定：σ=N3/A=10230／489=20.92N/mm2<fm=215N/mm2
　　故承载力满足要求。
　　1.3.2钢管稳定性验算
　　考虑不利因素，立杆的长度系数u为1.7；立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.167×1.008×(1.500+0.300×2)=2.470m；立杆的长细比Lo/i=2470.306/15.800=156.000；由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.287；钢管立杆受压强度计算值σ=N3/φA10230/(0.287×489.000)=72.89N/mm2<f=215N/mm2，故钢管的立杆稳定性满足要求。
　　1.3.3梁立杆处地基承载力计算
　　立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求：
　　P≤f
　　式中：P——立杆基础底面的平面压力，P=N3/A1=56.83kN／m2；
　　N3——上部结构传至基础顶面的轴向力计算值总和，N3=10.23kN；
　　A1——基础底面面积，A1=0.3×0.6=0.18m2；
　　fg——地基承载力设计值，fg=64.00kN／m2；
　　地基承载力设计值应按下式计算：fg=kc×fak；
　　式中：Kc——脚手架地基承载力调整系数，kc=0.40；
　　fak——地基承载力标准值，fak=160.00kN/m2。
　　因而，回填土地基能够承受由立杆传来的上部荷载。
　　1.3.4扣件抗滑力的计算
　　纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑力承载力按照下式计算：
　　R≤Rc
　　式中：Rc——扣件抗滑承载力设计值，由于设计为双扣件取12.8kN；