高层建筑转换层模板及支撑体系及技术设计.doc

高层建筑转换层模板及支撑体系的技术设计吴家强(深圳市建业建筑工程有限公司) 一、工程概况 阳光棕榈园10#、11#楼是阳光棕榈园一期工程的组成部分，工程位于深圳市南山区前海路，地下一层，地上23层，工程转换层位于二层。阳光棕榈园10#、11#楼转换层层高为5.65m，转换层框支梁、托梁截面尺寸为600x1600、700x1600、750x1600、850x1600等。这些梁体积大，重量大，其模板与支撑的设计是施工的关键。本工程施工前经周密的技术设计，采用现有的普通钢管及钢支撑、七夹板与木方，解决了施工中的难题，现就其支撑设计进行叙述如下。 二、模板与满堂脚手架支撑的设计方案 (一)模板工程设计方案：以较典型的转换层大梁850x1600进行计算(见图1)。 (1)梁底模(框支梁) 梁底采用50x100木方，梁宽800-850mm者，纵向设5排5X100木方，间距中对中200-250mm；梁宽600-750mm者纵向设4排50x100木方，间距中对中200-250mm横向木方间距取300，上铺梁底模。 (2)梁侧模 不论梁高低，梁侧模均采用七合板，50x100作模档。水平模挡间距为400mm，竖向模挡间距为400mm，整个梁采用M12螺杆对拉，螺杆从梁底开始设置，水平及竖向间距均按400mm设置。 (3)梁板模的支撑体系：框支梁梁底采用钢支撑，根据梁宽每200250设一道钢支撑，钢支撑纵向间距为500mm，楼板钢支撑间距按800x800mm，在梁下500或板下1000纵横向设牵杆一道。满堂红脚手架按第三条(二)小条搭设，上铺2x59x100木方和跳板作钢支撑支座，下面以框架梁(850x1600)为例计算钢支撑强度稳定性。 B.地下室顶板强度加固措施 框支梁钢支撑撑于地下室顶板上，其板厚为200mm，砼为C30。为保证楼板的承载力，在二层转换层施工时，地下室的满堂脚手架支撑不拆除，使转换层施工荷载通过支撑传给基础。 (二)支撑的设计方案 因为转换层高大，超过普通钢支撑长度，必须在平台上搭设满堂红钢管架。框支梁下架子搭设高为2.6m，其他部分搭设高度为4.4m，方便于绑扎转换层梁筋。满堂红钢管架采用48钢管搭设，钢管下面用木跳板和木方作底板。第一横杆距地0.2m，第二横杆与第一横杆相距1.2m，第三横杆与第二横杆相距1.2m，第四横杆与第三横杆相距1.8m。满堂红脚手架立杆间距取10001000mm，框支梁下2m范围内，立杆加密为500mx500m，且每个节点扣件增加一个，保证扣件不滑移。在每4000x4000范围内设置剪刀撑以增强满堂红钢管架的整体性能。 (三)转换层模板支撑体系验算： 受力验算取1m长转换大梁为计算单元 A.模板荷载(以850x1600截面框支梁为例) 框支梁模板的自重荷载 1.2kN.m 砼自重荷载 32.64kN.m 钢筋自重荷载 3.6kN.m 砼振捣产生的荷载 2kN.m 施工人员及设备自重 2.5kN.m 合计：1.2x(1.2+32.64+3.6)+1.4X(2+2.5)=51.23kN.m B.底模验算 a.抗弯承载力验算 底模钢支撑纵向间距为0.5m，是一个大于5跨的多跨连续梁，按5跨计算，取最不利荷载组，查表得出系数Km=-0.105，剪力系数Kv=0.606，挠度系数Kw=0.64450x100木方W=83cm3fm=11Nmm2 M=KmqL2= -0.105x51.23x0.52=1.34kN.m 木方抗弯验算： =M / W=1.34x10-3/(8310-65)=3.22Nmm2fm=11Nmm2 满足要求。 b.挠度验算 =KwqL4/100EI=0.644X37.44x0.54 / (10041710-8900010-3) =0.4mm1/400=1.25mm 荷载不含施工活荷载q=37.44kNm 故挠度满足要求。 C.侧模验算 a.侧压力 两者取较小值乘以分项系数1.2，倾倒砼产生侧压力为4kNm2则 F=0.22rtol2V1/2 =0.22x24x4x1.2X1.15XV 3 =65.8kNm F= rH=24x1.6=38.4kNm 两者取小值，故F2=38.4kNm2 则F=(38.4+4)X1.2=50.88kNm2 b.抗弯强度验算 按五跨连续梁计算，Km、Kv、Kw与前面相同 M=KmqL2= -0.105x50.88x0.42=1.92kN.m =M/W =0.8510-3/(8310-66)=1.7Nmm2fm=11Nmm2 故木方满足抗弯要求。 c.抗剪强度验算 V=KvqL2=0.60650.880.4=12.33kN =VS/Ib= (12.33x103/ 510-26)10-6 =0.04Nmm2 f v=1.1Nmm2 故木方满足抗剪要求。 d.挠度验算 =KwqL4/100EI=0.64450.880.410-3/ 10041710-3900010-3 =0.54mml=1/400=1.25mm 故挠度满足要求。 D.对拉螺杆验算 每根螺杆承受的拉力 P=FA=50.880.42=8.14kNF=215122X10-3/4=24315kN PF，故对拉螺杆满足要求。 E.支撑验算主要验算钢支撑失稳，钢支撑上柱为48钢管，下柱为50,i1=1.57cm, i2=1.87cm., I1=9.89cm4，I2=21.14cm4 a.稳定性验算：n= I2/ I1=21.14/9.89=2.13=(1+n)2-0.5=(1+2.13)2-0.5=1.25 钢支撑中部加一道迁杆 =li2=1.25x1801.87=120 查钢结构设计规范 =0.494 考虑钢支撑接头松动，偏心15mm 根据公式 (=1.0 =1.15)Mx=N15 Wx=4.4 欧拉临界力Nex=2EA / 2x =22.06105 4.89102/1202=68.9kN() N=50.80.5/5=5.08kN，代人上式，得： 37Nmm2F=215Nmm2 满堂红脚手架扣件抗滑移计算，因每根钢支撑受压力N=5.08kN，假定其全部传给一个钢扣件，由于扣件抗滑移R=8kN，故满足要求。综上所述，木方、螺杆、钢支撑的强度都满足施工要求. 本工程转换层施工中，由于施工前准备工作充足，施工前做好详细的技术方案，对支撑及模板体系进行了详细的设计，施工前进行了详细的技术交底工作，施工中严格按设计方案作业，转换层施工支撑及模板施工十分顺利，为保证后续钢筋及砼施工创造了条件。目前工程已经竣工，未有质量问题出现。