謝 佳
(深圳中國(guó)華西第一建筑工程公司,廣東深圳518034)
東莞御花苑二期2~4區(qū)工程由一層地下室及11棟24層塔樓組成,轉(zhuǎn)換層墻柱混凝土等級(jí)為C40、C50,結(jié)構(gòu)板厚180mm,其中地下室層高為5.6m、轉(zhuǎn)換層層高為5.80m,轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)梁截面尺寸主要有 500×1500、600×1600、600×1200、700×1500、1200×1500(mm)。
按高支撐模板進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。
(1)梁模板采用厚18mm的七層膠合板,50mm×100mm木枋作背楞緊貼模板立放,梁底模板縱向背楞木枋間距240mm,梁側(cè)向模板豎向背楞間距為350m。
(2)梁下支撐體系采用φ48×3.5鋼管(頂托)。
立桿設(shè)置原則:梁下立桿縱向間距1000mm,橫向間距500~1 000mm不等。立桿必須對(duì)接,不允許搭接,立桿頂部加設(shè)可調(diào)翼托;
橫桿設(shè)置原則:取轉(zhuǎn)換層層高5.8m進(jìn)行驗(yàn)算,扣去梁高1.5m,梁下凈高4.3m,設(shè)三道水平橫桿,第一步架高為1 800mm,以上每架高1 150mm搭設(shè)一步架,距地面200mm的位置加設(shè)掃地橫桿。包括掃地橫桿共四道橫桿。
剪刀撐的設(shè)置原則:梁下立桿必須設(shè)剪刀撐,板下按規(guī)范要求設(shè)置剪刀撐。
在所有高支模情況中,計(jì)算各個(gè)高度下面梁支撐體系的承載力時(shí)所選取的力學(xué)模型是相同的。在計(jì)算支撐體系的穩(wěn)定性時(shí),只要支撐高度最高的支撐體系的穩(wěn)定性滿足要求,相同布置的其他支撐體系的穩(wěn)定性必然滿足要求。
轉(zhuǎn)換層以1 200mm×1 500mm梁為例計(jì)算,以1m梁計(jì),b×h=1200mm×1500mm。梁下設(shè)3根立桿,立桿間距500mm。
取鋼筋混凝土密度為25 kN/m3
鋼筋混凝土荷載 Q1=25×1.2×1.5×1.0=45 kN
震搗混凝土的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2 kN/m2,
施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1
施工荷載 Q2=3×1.2×1.0=3.6 kN
荷載組合 Q=1.2Q1+1.4Q2=59.04 kN
1 200mm寬的梁下設(shè)6個(gè)木枋,則Q=59.04 kN荷載以F=59.04/6=9.84 kN的集中力作用在梁底模下的橫桿上。再通過(guò)縱向大橫桿傳遞至支模架立桿上,支撐體系示意如圖1。計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖2。
圖1 支撐體系示意
圖2 計(jì)算簡(jiǎn)圖
按立桿根數(shù)n=Q/N=59.04/33.4=1.76,即單位長(zhǎng)度需立桿1.76根(沿梁的橫向)。為確保施工安全,梁下取3根立桿。
單根立桿所需承受的荷載
N=Q/n=59.04/3=19.68 kN,
所承受的應(yīng)力σ=N/A=19.68×103N/489=40.24 N/mm2<[σ]=210 N/mm2
采用3根立桿可以滿足要求。
單位長(zhǎng)度上,荷載Q=59.04 kN沿梁均勻分布,橫桿線荷載:q=59.04/1=59.04 kN/m
梁下設(shè)6根木枋,則q=59.04/6=9.84 kN/m。
梁底模縱向背楞采用50mm×100mm木枋緊貼模板立放,間距 240mm,木枋下采用 φ48×3.5鋼管,間距為1 000mm。
考慮安全因素,取較保守的計(jì)算模型,見圖3。
圖3 計(jì)算模型
(1)木枋最大承受彎矩:M= [fm]bh2/6
式中:[fm]=15 N/mm2,b=0.05m,h=0.1m,
所以:M=1.25 kN·m
(2)荷載產(chǎn)生的彎矩:M0=ql2/8
M0=9.84×12/8=1.23 kN·m(每根木枋上所承受荷載)<1.25 kN·m故安全。
Q=59.04 kN荷載以集中力作用在梁底模下的橫桿上,則橫桿受集中荷載:F=59.04/6=9.84 kN
圖4 橫桿計(jì)算模型
(1)橫桿受荷強(qiáng)度驗(yàn)算
本結(jié)構(gòu)為一超靜定結(jié)構(gòu),計(jì)算模型見圖4。
經(jīng)過(guò)等跨連續(xù)梁的計(jì)算得到如圖5所示的計(jì)算簡(jiǎn)圖。
圖5 彎矩包絡(luò)圖(調(diào)幅后)(單位kN·m)
最大彎矩Mmax=1.023 kN·m
σ=Mmax/Wn=1.023×106/5078=201 N/m<205 N/m
(2)橫桿受荷剛度驗(yàn)算:塑性撓度簡(jiǎn)圖如圖6。
圖6 塑性撓度簡(jiǎn)圖(單位:mm)
ω=0.031mm<500/150=3.3mm
故沿梁截面方向立桿間距為500mm,撓度滿足要求。
單根立桿最大自由高度為180 cm
單根立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算公式:
N/(Aψ) ≤[fc]
式中:N為作用在單根立桿上的荷載,N=q/n=26.88/1=26.88 kN;A為鋼管凈截面面積,A=489mm2;ψ為穩(wěn)定系數(shù),由計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比λ=μh0/I,查表可得。μ=1.2(立桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)),h0=180 cm(橫桿最大步距),I=1.578(回轉(zhuǎn)半徑),則 λ=1.2×180/1.578=136.88,查表得ψ=0.363;
[fc]為鋼管允許設(shè)計(jì)值,[fc]=180 N/mm2。
所以 N/(Aψ)=21.346×1000/(489×0.363)=120.3 N/mm2<[fc]合理。
本工程在施工實(shí)施中嚴(yán)格按照上述設(shè)計(jì)的模板支撐系統(tǒng)進(jìn)行搭設(shè),確保了該工程轉(zhuǎn)換層的主體結(jié)構(gòu)安全施工。