构架及停机坪模板支撑系统搭设施工技术

　　【摘要】镇江市第一人民医院门急诊综合大楼，分别在C轴和E轴以外，标高在91.8米处的空间设计一道构架，挑出建筑物外2300毫米。在建筑物的顶部设置一个直升飞机停机坪。该构筑物呈圆形平面，圆心在2轴上同D轴相交向E轴方向位移351毫米处，最外一道环梁外侧的直径为22.0米，挑出建筑物外最大处约⒛70毫米，停机坪板面结构高为102.77米。由于这二处构筑物均挑出建筑物外，为保证结构施工安全，特设计悬挑摸扳支撑系统搭设的施工方案。
　　【关键词】构架，停机坪，模板，支撑系统
　　
　　
　　1.构架及停机坪模板支撑系统方案的确定
　　这二处构筑物，在建筑物范围以内的部分，结构立模用的支撑可直接从相应楼层的结构面上搭设成型，而悬挑出建筑物以外的构筑物；构架面积约175平方米，构架顶面标高91.80米，距可搭设支撑的支承面的垂直距离在24.25-92.60米间；停机坪约有面积70平方米挑出建筑物以外，停机坪顶面标高102.37米，距可搭设支撑的支承面的垂直距离在74.42-103.17米间。所以，该二个构筑物挑出建筑物部分的结构模板的支撑，不可能从各自挑出建筑物部分的投影面上搭设垂直的支撑系统，经研究，从安全、可靠、经济、适用的原则出发，从相应的结构楼层面上，搭设悬挑的斜支撑系统，来满足施工的需要。
　　2.构架及停机坪模板支撑系统的设计
　　2.1构架模板支撑系统的设计
　　2.1.1支撑的设计方案
　　(1)构架结构施工非悬挑部分的模板支撑，分别从86.15(90.37)米标高的楼面(屋面)结构平面上搭设，平面最宽处支撑搭设的尺寸要求详见图2.1及其1-1剖面图。其它部位支撑搭设的尺寸由翻样设计定，但平面间距不得大于图示尺寸。
　　(2)构架结构施工悬挑部分的模板支撑，分别从81.95、86.15米标高的楼面结构平面上斜塔三排悬挑立柱(在XL结构两侧搭四排悬挑立柱)，支撑搭设的尺寸要求详见图2.1及其1-1剖面图。
　　2.1.2支撑的设计计算
　　(1)荷载组合
　　计算一根钢管立柱将承受荷载的最大值：
　　①GJL梁及XL结构荷载
　　[0.35x0.7x(0.47-0.125+0.74x0.5)x1/2+(0.85-0.25)x(0.7+2.9x0.6/0.6/2.3x1/2)x0.125x1/2+1.22x(0.7+2.9x0.6+1.82/2.3x1/2)x0.125x1/2]x2500Kg/m³
　　=[0.35x0.7x0.715x1/2+0.6x1.078x0.125x1/2+1.22x2.226x0.125x1/2]x2500
　　=[0.088+0.04+0.17]x2500
　　=0.298x2500
　　=745Kgf≈7.45KN
　　②模板及木楞荷载
　　模板：
　　[(0.38x1/2+0.35)x0.715+1.822+1.5262x0.14+(1.078+2.226)x1/2x0.91]x12Kg/m2
　　=[0.386+0.22+1.503]x12
　　=2.109x12
　　=25Kgf≈0.25KN
　　木楞：
　　0.1x0.06x(0.715+1.572)x1000Kg/m3
　　=14Kgf≈14KN
　　③施工荷载
　　估计60Kg/f≈0.6KN
　　荷载组合：P=7.45+0.25+0.14+0.60
　　=8.44KN
　　(2)支撑承载能力
　　①立柱允许承载能力(现场的Φ钢管多年周转使用,壁厚按3.25毫米计算)Φ48x3.25钢管立柱当横杆步距L=1800时,根据
　　[N]=ΨP.A[σ]公式计算
　　0.325x4.8=1.56
　　180/1.56=115.38
　　查表得ΨP=0.557
　　[N]’=0.557x[(4.8-0.325)x3.14x0.325]x1700
　　=0.557x4.569x1700
　　=4326Kgf=43.26KN
　　考虑横杆和立柱均为偏心受力,取N’值的1/3作为立柱的允许承载能力。
　　[N]=[N]’/3=43.26/3=14.42KN
　　②立柱承载能力计算
　　N=KP/cosθ
　　θ=arctg2000/9080=12.42°
　　cosθ12.42°=0.977
　　N=1.4x8.44/0.977=12.09KN<[N]=14.42KN
　　③扣件容许荷载能力[σ]=6KN
　　④扣件实际承载能力
　　P=8.44KN>[σ]=6.0KN
　　则位于XL结构二侧的立杆、横杆、斜支撑杆等同底模板触部位的连接扣件,必须用双扣件
　　2.2停机坪模板支撑系统的设计
　　2.2.1支撑的设计方案
　　(1)停机坪结构施工非悬挑出建筑物部分的模板支撑,分别从86.15、93.57、98.77米标高的楼面结构平面上搭设,支撑立柱的间距由模板翻样定,支撑横杆的步距按图2.2的2-2剖面图中规定的尺寸翻样及搭设。
　　(2)停机坪结构施工悬挑出建筑物部分的模板支撑,按下列要求分别处理；
　　①停机坪下方是剪力墙部分,按图2.2及其⒉2剖面图要求予埋M16螺栓,搭设支撑系统支撑主柱的纵向间距均为650中-中,横向间距不得大于700中-中,横杆步距不得大于1600。
　　②停机坪下方是现浇楼面部分,参照图2.1的1-1剖面图从相应的楼层板面上,搭设斜挑钢管立柱,93.57米标高以上支撑立柱(横杆)的间距(步距)按“①”的要求执行,使支撑系统连成整体,93.57米标高以下
　　横杆步距不大于1800。
　　③停机坪下方是构架部分,则从构架的结构面上或构架的支撑系统上搭设钢管立柱,但构架支撑系统按“②”的要求加固。
　　2.2.2支撑的设计计算
　　(1)荷载组合
　　计算一根钢管立柱将承受荷载的最大值。
　　①结构荷载
　　0.7+0.3x1.3x1/4+0.7x0.3x0.9x1/2+[(0.7x0.3x1.3)+(0.3x1.3+0.4x1.3)x0.08]x1/4
　　=0.068+0.095+0.087
　　=0.25m³
　　0.25x2500Kg/m³=625Kgf≈6.25KN
　　②模板及木楞荷载
　　模板：
　　[(0.33x1.3+0.7x1.3x2)x1/4+(0.33x0.9+0.7x0.9x2)x1/2+(0.33x1.3+0.7x1.3x2+0.42x1.3+0.3x1.3x2)x1/4]x12Kg/m2
　　=[0.562+0.779+0.787]x12
　　=26Kgf≈0.26KN
　　木楞：
　　(0.1x0.06x1.3x2x1/4+0.1x0.06x0.9x2x1/2+0.1x0.6x1.3x4x1/4)x1000Kg/m³
　　=(0.004+0.005+0.008)x1000
　　=17Kgf≈0.17KN
　　③施工荷载
　　估算：0.6KN
　　荷载组合：P=0.6+0.26+0.17+0.6=7.28KN
　　(2)支撑承载能力计算
　　①立柱允许承载能力
　　同2.2.2(2)
　　①[N]=14.42KN
　　②立柱能力计算
　　φ=arctg(2766+100-750)/(101600-93570)=14.763°
　　COSφ=cos14.763°=0.967
　　N=KP/cosφ=1.4x7.28/0.967=10.19/0.967
　　=10.54KN<[N]=14.42KN
　　③扣件容许荷载取[σ]=6KN
　　④扣件实际承受荷载
　　P=7.28KN＞[σ]=6KN
　　则位于停机坪THJ梁两侧的立杆、横杆同梁底模接触部位的连接扣件,必须用双扣件。
　　⑤螺栓实际承受能力
　　螺栓承受的剪力荷载
　　P=7.28x740/650=8.29KN
　　M16的承载面积
　　A=1.539cm2=1.54x10-4㎡
　　M16螺栓承受的剪切应力
　　σ=P/A=8.29x103/1.54x10-4
　　=53831169Pa≈54Mpa([σ]=100Mpa
　　3.支撑系统施工的注意事顼
　　3.1材料要求
　　(1)φ48钢管壁厚不得小3.25mm。立柱不得用弯曲变形钢管
　　(2)用于构架,停机坪结构底模接触部位的扣件,必须用加厚螺帽扣件
　　3.2施工要求
　　(1)支撑系统的钢管立柱间距和横杆步距,按方案和图示规定的尺寸搭设。
　　(2)扣件连接的螺帽,必须用扳手拧紧。规定用双扣件的部位,必须用双扣件。
　　(3)悬挑的钢管立柱的连接的接头距横杆的距离不得大于500mm,大于时则加短横杆同左右相邻两根立柱相连,且在上下两根横杆之间,立柱连接的接头数量不大于50%,接头必须间隔分布。
　　(4)标高8195m及86.15m的挑梁板部分的砼强度必须达到设计强度等级的100%方可进行构架的浇筑作业。
　　(5)悬挑支撑沿圆弧(弧度)的立面须增设剪刀撑。
　　4.实施的效果
　　4.1按本方案组织施工以后,顺利地完成了构架和停机坪的施工任务,模板支撑系统未变形,保证了工程质量。
　　4.2按本方案施工,节省了150t钢管及3.3万只扣件的投入,节省了周材内部租赁费约3万余元。

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