高大模板支撐體系在結(jié)構(gòu)施工期內(nèi)所受荷載統(tǒng)計(jì)分析

祝旭光

摘 要：本文首先介紹了高大模板支撐體系在結(jié)構(gòu)施工期間主要涉及到的幾種荷載類型，包括恒荷載、活荷載以及偶然荷載三種，每種荷載所包含的荷載標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)容不同，統(tǒng)稱偶然荷載很少出現(xiàn)。同時(shí)對(duì)荷載統(tǒng)計(jì)進(jìn)行調(diào)查式分析，利用隨機(jī)式抽取多個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目，采用相關(guān)的荷載測(cè)試方法，分別對(duì)恒荷載與活荷載進(jìn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果與析，最后進(jìn)行實(shí)測(cè)結(jié)果與統(tǒng)計(jì)結(jié)果的比較分析，得出荷載對(duì)高支撐的穩(wěn)定性有一定的影響，應(yīng)控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：高大模板；支撐體系；結(jié)構(gòu)施工；混過凝澆筑；荷載統(tǒng)計(jì)

在建筑工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所占比例非常大，在混凝土澆筑期間常發(fā)生高支撐事故，經(jīng)過對(duì)事故原因調(diào)查得知，引起事故發(fā)生的主要因素是模板支撐不穩(wěn)定，不穩(wěn)定的形成是因?yàn)楦咧问艿礁鞣N荷載影響，出現(xiàn)傾覆情況，進(jìn)而引發(fā)事故發(fā)生，為了更好的控制荷載標(biāo)準(zhǔn)值，需要對(duì)建筑工程鋼筋混凝土澆筑期的各種荷載進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)研究，只有對(duì)荷載控制在合理的范圍內(nèi)，才能為模板支撐的穩(wěn)定性提供一份基礎(chǔ)保障。

一、高支模體系荷載種類及測(cè)試方法

1.高支模體系荷載種類

高支模體系荷載主要有三種類型，分別是永久荷載、可變荷載和偶然荷載，其中永久荷載也就是恒荷載，主要包括模板和支撐自重標(biāo)準(zhǔn)值、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值；可變荷載也叫活荷載，包括施工設(shè)備與人員的荷載標(biāo)準(zhǔn)值、混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值、水平力和風(fēng)的荷載等各種具有活動(dòng)性的荷載；偶然荷載包括地震、爆炸等所產(chǎn)生的荷載。前兩種荷載所包括的內(nèi)容在施工中比較常見，而偶然荷載的發(fā)生率非常低，因此在施工過程中主要進(jìn)行前兩種荷載統(tǒng)計(jì)分析。

通常情況下，高達(dá)末班支撐體系承載力計(jì)算中，位于最底層的立桿軸向力比較高，可起到控制效果，同時(shí)梁自重對(duì)風(fēng)荷載有一定的抗傾覆能力，因此在風(fēng)壓達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，風(fēng)載產(chǎn)生的應(yīng)力一般要低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的5%，此時(shí)可以不考慮風(fēng)荷載，若是支撐架達(dá)到一定高度時(shí)，則受風(fēng)面就會(huì)加大，如果在沒有澆筑混凝土的情況下，需要考慮支撐側(cè)模所受到的集中風(fēng)載問題，對(duì)立桿拉力進(jìn)行計(jì)算，避免支架傾覆情況發(fā)生。

2.高支模體系荷載調(diào)查方法

在高大模板支撐體系中，施工荷載分布規(guī)律一定要達(dá)到精準(zhǔn)要求，因此對(duì)施工數(shù)據(jù)要全面掌握，并采取隨機(jī)式抽取建設(shè)項(xiàng)目作為研究對(duì)象。本次隨機(jī)抽取的建設(shè)項(xiàng)目共計(jì)25個(gè)工程，總建筑面積為44000㎡，這些建筑工程都是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主的高、多層建筑樓，施工方法均以泵送混凝土為主。

結(jié)合高支模施工事故發(fā)生時(shí)間調(diào)查得知，混凝土澆筑期間事故發(fā)生次數(shù)占總事故的70%以上，而澆筑期間所涉及到的荷載類型主要有恒荷載與活荷載，本次是以施工條件基本相同的養(yǎng)護(hù)試塊稱重和構(gòu)建鉆取芯樣稱重相結(jié)合的方法實(shí)施對(duì)混凝土自重變化規(guī)律觀察與分析，以此確定恒荷載變化規(guī)律；結(jié)合實(shí)際荷載設(shè)計(jì)，實(shí)施平面圖網(wǎng)格劃分，每個(gè)網(wǎng)格都以一個(gè)單元為單位，將該網(wǎng)格內(nèi)活荷載平均到整個(gè)網(wǎng)格上所得結(jié)果作為該單元的活荷載值，采用相關(guān)的測(cè)驗(yàn)儀器，對(duì)高支模進(jìn)行內(nèi)力值檢測(cè)，作用是用來核實(shí)調(diào)查結(jié)果。

二、高支模體系恒荷載統(tǒng)計(jì)結(jié)果與分析

無論是什么情況下，新澆筑的混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值以及變異系數(shù)都會(huì)受到混凝土齡期增長(zhǎng)影響而以縮小狀態(tài)發(fā)生變化，在澆筑任務(wù)完成后，自重值可達(dá)25.13kN/m3以上，當(dāng)混凝土齡期達(dá)到3天以后，其變異系數(shù)可增長(zhǎng)到0.0068以上，變化幅度較大。針對(duì)教主任務(wù)完成后的自重取值統(tǒng)計(jì)，應(yīng)選擇準(zhǔn)確性在95%以上的荷載值是25.59kN/m3，相比標(biāo)注規(guī)定大，其主要原因是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是按照混凝土齡期為10天統(tǒng)計(jì)，為保證安全，應(yīng)采取自重取值25.6kN/m3，進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核。

三、高支模體系活荷載統(tǒng)計(jì)結(jié)果與分析

施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值標(biāo)準(zhǔn)直接關(guān)系到高支模體系的安全性，但由于施工期活荷載的確定比較復(fù)雜，目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。按照中施工人員及設(shè)備荷載的統(tǒng)計(jì)方法，共得到有效網(wǎng)格3355個(gè)，各個(gè)網(wǎng)格平均活荷載值合理分布。施工人員及設(shè)備荷載分布明顯呈偏態(tài)，具有指數(shù)分布的基本特征。高支模體系活荷載中施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值取1.5kN/㎡。對(duì)有大型澆注設(shè)備如上料平臺(tái)、混凝土輸送泵等，需按實(shí)際情況計(jì)算。

四、實(shí)測(cè)結(jié)果與統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)比分析

1.各立桿測(cè)點(diǎn)在混凝土澆注開始后，軸力急劇上升，混凝土澆注完畢后，各立桿軸力趨于穩(wěn)定。在整個(gè)施工過程中，立桿下測(cè)點(diǎn)檢測(cè)值均大于上測(cè)點(diǎn)檢測(cè)值，符合模板支架承重的實(shí)際情況。

2.在開始澆注混凝土后，各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力急劇上升，然后趨于穩(wěn)定，同時(shí)在混凝土養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)力有所下降。梁下各測(cè)點(diǎn)軸力大小均比板下測(cè)點(diǎn)軸力大，并且交叉梁下測(cè)點(diǎn)軸力明顯大于其他各點(diǎn)。立桿應(yīng)力值急劇上升是由于混凝土澆注過程中施加的混凝土和施工荷載，在澆注完畢后，荷載不再增加，部分立桿應(yīng)力值趨于穩(wěn)定，在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，部分立桿應(yīng)力值略有減小。而部分立桿應(yīng)力在混凝土養(yǎng)護(hù)期間仍有增大趨勢(shì)，故在混凝土養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)避免在樓板上產(chǎn)生較大集中荷載。

3.在開始澆注混凝土后，各水平桿測(cè)點(diǎn)應(yīng)力急劇上升，然后趨于穩(wěn)定，同時(shí)在混凝土養(yǎng)護(hù)期間，部分水平桿應(yīng)力有所下降。水平桿應(yīng)力值急劇上升是由于混凝土澆注過程中立桿軸力增加，由于模板支架結(jié)構(gòu)在幾何和材料上存在缺陷，使立桿產(chǎn)生位移，而水平桿約束其位移，故水平桿在軸向上產(chǎn)生內(nèi)力。在混凝土養(yǎng)護(hù)階段，立桿荷載穩(wěn)定且有降低，導(dǎo)致水平桿上的軸力有所減小。

4.在澆注混凝土后，各豎向剪刀撐測(cè)點(diǎn)應(yīng)力急劇上升，剪刀撐的應(yīng)力最大值達(dá)到-56.86MPa。說明剪刀撐在模板支架整體穩(wěn)定中所起的作用極其明顯。在今后的施工中，應(yīng)重視剪刀撐的搭設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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