塔樓轉(zhuǎn)換層高支撐模板專題方案設(shè)計(jì)與施工——以東莞御花苑二期2－4區(qū)工程為例

謝 佳

(深圳中國(guó)華西第一建筑工程公司，廣東深圳518034)

1 工程概況

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)。

2 模板及支撐體系

(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。

3 轉(zhuǎn)換層梁模板支撐的設(shè)計(jì)及計(jì)算

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。

3.1 荷載計(jì)算:

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

3.2 建立計(jì)算模型

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

3.3 驗(yàn)算單根立桿承受荷載:

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。

3.4 沿梁底模板木枋受荷驗(yàn)算

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。

3.5 沿梁截面方向橫桿受荷驗(yàn)算

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。

3.6 單根立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算

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。