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1.工程概况
某工程建筑面积为72481.8m2。楼层为地上39+1层,地下2层,其中1、2层为商业用房,3~39+1为住宅。建筑总高119.65m,该建筑物建筑等级为Ⅰ级,框肢剪力墙结构。本工程在+9.45m标高(二层)的位置设计为转换层,转换层层高5.3m(局部5.6m),最大梁高2500mm,板厚180mm。转换层以下有裙房和地下室,由剪力墙和矩形独立柱组成。矩形柱经本层转换后变为薄臂柱短肢剪力墙,同时在大截面框架梁也增加了梁抬薄臂柱的设计,因此住宅部分的荷载经转换层梁和柱向下传递,设计较为复杂,工程的施工重点应放在核心筒和转换层结构上。
2.支撑体系设计
转换层钢筋总量为600吨左右,混凝土方量约2000立方,再加上混凝土浇筑时的施工荷载,对下部模板支撑体系的要求非常高。
2.1钢管立杆设计
由于整块楼板重量极大,所以采用2?准48×3.5组合钢管,间距600。水平拉杆采用?准48×3.5钢管纵横双向布置,上下间距不大于1500。且在立杆下脚必须设计一道作为扫地杆,使下层楼板结构受力均匀。
2.2一层及地下室钢管支撑设计
由于二层(转换层)砼方量大,压至一层楼盖以下各层楼面的压力也极大。考虑房屋结构安全,从地下二层到一层楼盖均应设置满堂架钢管支撑,以承受二层梁板施工时和砼养护期内所传下来的荷载。
每楼层可承受活荷载为3.5KN/㎡。也就是说达到砼养护期的楼层仅可承载3.5KN/㎡的荷载。而一层楼板未达到养护期,按2.5KN/㎡考虑。其余各层均按3.5KN/㎡考虑。
一层立杆传递到负一层、负二层楼面的集中荷载,通过用纵横扫地杆办法使变成均匀荷载,为此在每根扫地杆下,每隔3000打入木楔一块。
本工程转换层模板支撑体系从负二层底板板面开始,有针对性地在负二层、负一层板面进行满堂脚手架支撑。
2.3梁底模、侧模加固示意图
2.4该工程梁底支撑采用钢管
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
2.4.1荷载的计算
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1 = (25+2.35)×2.5×0.4=27.35 kN/m;考虑现场偏差,立杆间距按300mm搭设时,计算按400mm考虑。
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2 = 0.35×0.4×(2×2.5+1.2)/ 1.2=0.723 kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值 P1= (3+2)×0.4=2 kN/m;
2.4.2钢管的支撑力验算
静荷载设计值 q = 1.2×27.35+1.2×0.723=33.688 kN/m;
活荷载设计值 P = 1.4×2=2.8 kN/m;
钢管计算简图
钢管按照三跨连续梁计算。
本算例中,钢管的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=4.49cm3
I=10.78cm4
钢管强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
线荷载设计值 q = 33.688+2.8=36.488 kN/m;
最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×36.488×0.3×0.3= 0.328 kN.m;
最大应力 σ= M / W = 0.328×106/4490 = 73.139 N/mm2;
抗弯强度设计值[f]=205 N/mm2;
钢管的最大应力计算值 73.139 N/mm2 小于 钢管抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
钢管抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足:
τ=■
其中最大剪力: V = 0.6×33.688×0.3 = 6.064 kN;
鋼管的截面面积矩查表得 A = 424.000 mm2;
钢管受剪应力计算值 τ =2×6063.840/424.000 = 28.603 N/mm2;
钢管抗剪强度设计值 [τ] = 120 N/mm2;
钢管的受剪应力计算值 28.603 N/mm2 小于 钢管抗剪强度设计值 120 N/mm2,满足要求!
钢管挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
ν=■≤[ν]=l/250
q = 27.350 + 0.723 = 28.073 kN/m;
钢管最大挠度计算值 ν= 0.677×28.073×3004 /(100×206000×10.78×104)=0.069mm;
钢管的最大允许挠度 [ν]=0.300×1000/250=1.200 mm;
钢管的最大挠度计算值 ν= 0.069 mm 小于 钢管的最大允许挠度 [ν]=1.2 mm,满足要求!
3.转换层工艺流程
转换层以下各层(至底板)竖向支撑→转换层满堂架的搭设→标高引测→柱、墙筋竖焊→柱、墙筋的绑扎→柱、墙模支模→校正、检查→资料报验、检查→铺设梁底模→柱、墙砼浇筑→绑扎梁筋→铺设板底模→测量放线→墙柱插筋→扎板筋→自检→资料报验、检查→冲洗、润湿梁、板→梁、板砼浇筑→砼养护。
3.1支撑架搭设
3.1.1严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置。
3.1.2确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求。
3.1.3确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的。
3.1.4地基支座的设计要满足承载力的要求。
3.2钢筋制安
钢筋制作安装:在钢筋复检合格后才能进入制作加工程序,首先熟悉施工图各细部结构尺寸,在了解和仔细阅读施工图会审纪要、设计变更后,在根据施工图下料,按规范、图集要求合理布置钢筋接头位置和长度。按图纸要求:板、梁内受拉钢筋绑扎接头长度按(03G101-1)施工。钢筋连接应符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003 和JGJ18-96《钢筋焊接及验收规程》操作和进行质量控制。
绑扎顺序:搭设梁筋脚架支撑→排好上部负筋排距→分画出箍筋间距并绑扎→铺设好下部主筋排距并绑扎→在铺设①层筋垫铁绑扎下部二排负筋、三排筋(注意各层钢筋排距)→铺设①层筋垫铁绑扎上部二排筋、三排筋→抗扭筋绑扎就位→各交点必须补扎(并满扎)→最后绑扎钢筋保护层垫铁一自检→报验→就位。
3.3砼浇筑方式
混凝土浇筑可采用斜面分层布料方法施工,即“一个坡度、分层浇筑、循序渐进、一次到顶”。采用插入式振捣,每个混凝土泵配备5台插入式振捣捧(3台工作,2台备用),分3道布置:第1道布置在出料点,使混凝土形成自然流淌坡度;第2道布置在坡脚处,确保混凝土下部密实;第3道布置在斜面中部,在斜面上各点严格控制振捣时间、移动距离和插入深度。每个浇筑区域的振捣由专人负责,严防漏振。在混凝土凝固前进行表面二次振捣,以防混凝土表面出现收缩裂缝。在梁柱节点及明显钢筋密实处,除了按常规操作工艺认真施工外,必须针对其特点,选用Φ35nun振动棒配合振捣,来保证其密实度。■
某工程建筑面积为72481.8m2。楼层为地上39+1层,地下2层,其中1、2层为商业用房,3~39+1为住宅。建筑总高119.65m,该建筑物建筑等级为Ⅰ级,框肢剪力墙结构。本工程在+9.45m标高(二层)的位置设计为转换层,转换层层高5.3m(局部5.6m),最大梁高2500mm,板厚180mm。转换层以下有裙房和地下室,由剪力墙和矩形独立柱组成。矩形柱经本层转换后变为薄臂柱短肢剪力墙,同时在大截面框架梁也增加了梁抬薄臂柱的设计,因此住宅部分的荷载经转换层梁和柱向下传递,设计较为复杂,工程的施工重点应放在核心筒和转换层结构上。
2.支撑体系设计
转换层钢筋总量为600吨左右,混凝土方量约2000立方,再加上混凝土浇筑时的施工荷载,对下部模板支撑体系的要求非常高。
2.1钢管立杆设计
由于整块楼板重量极大,所以采用2?准48×3.5组合钢管,间距600。水平拉杆采用?准48×3.5钢管纵横双向布置,上下间距不大于1500。且在立杆下脚必须设计一道作为扫地杆,使下层楼板结构受力均匀。
2.2一层及地下室钢管支撑设计
由于二层(转换层)砼方量大,压至一层楼盖以下各层楼面的压力也极大。考虑房屋结构安全,从地下二层到一层楼盖均应设置满堂架钢管支撑,以承受二层梁板施工时和砼养护期内所传下来的荷载。
每楼层可承受活荷载为3.5KN/㎡。也就是说达到砼养护期的楼层仅可承载3.5KN/㎡的荷载。而一层楼板未达到养护期,按2.5KN/㎡考虑。其余各层均按3.5KN/㎡考虑。
一层立杆传递到负一层、负二层楼面的集中荷载,通过用纵横扫地杆办法使变成均匀荷载,为此在每根扫地杆下,每隔3000打入木楔一块。
本工程转换层模板支撑体系从负二层底板板面开始,有针对性地在负二层、负一层板面进行满堂脚手架支撑。
2.3梁底模、侧模加固示意图
2.4该工程梁底支撑采用钢管
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
2.4.1荷载的计算
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1 = (25+2.35)×2.5×0.4=27.35 kN/m;考虑现场偏差,立杆间距按300mm搭设时,计算按400mm考虑。
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2 = 0.35×0.4×(2×2.5+1.2)/ 1.2=0.723 kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值 P1= (3+2)×0.4=2 kN/m;
2.4.2钢管的支撑力验算
静荷载设计值 q = 1.2×27.35+1.2×0.723=33.688 kN/m;
活荷载设计值 P = 1.4×2=2.8 kN/m;
钢管计算简图
钢管按照三跨连续梁计算。
本算例中,钢管的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=4.49cm3
I=10.78cm4
钢管强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
线荷载设计值 q = 33.688+2.8=36.488 kN/m;
最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×36.488×0.3×0.3= 0.328 kN.m;
最大应力 σ= M / W = 0.328×106/4490 = 73.139 N/mm2;
抗弯强度设计值[f]=205 N/mm2;
钢管的最大应力计算值 73.139 N/mm2 小于 钢管抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
钢管抗剪验算:
截面抗剪强度必须满足:
τ=■
其中最大剪力: V = 0.6×33.688×0.3 = 6.064 kN;
鋼管的截面面积矩查表得 A = 424.000 mm2;
钢管受剪应力计算值 τ =2×6063.840/424.000 = 28.603 N/mm2;
钢管抗剪强度设计值 [τ] = 120 N/mm2;
钢管的受剪应力计算值 28.603 N/mm2 小于 钢管抗剪强度设计值 120 N/mm2,满足要求!
钢管挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
ν=■≤[ν]=l/250
q = 27.350 + 0.723 = 28.073 kN/m;
钢管最大挠度计算值 ν= 0.677×28.073×3004 /(100×206000×10.78×104)=0.069mm;
钢管的最大允许挠度 [ν]=0.300×1000/250=1.200 mm;
钢管的最大挠度计算值 ν= 0.069 mm 小于 钢管的最大允许挠度 [ν]=1.2 mm,满足要求!
3.转换层工艺流程
转换层以下各层(至底板)竖向支撑→转换层满堂架的搭设→标高引测→柱、墙筋竖焊→柱、墙筋的绑扎→柱、墙模支模→校正、检查→资料报验、检查→铺设梁底模→柱、墙砼浇筑→绑扎梁筋→铺设板底模→测量放线→墙柱插筋→扎板筋→自检→资料报验、检查→冲洗、润湿梁、板→梁、板砼浇筑→砼养护。
3.1支撑架搭设
3.1.1严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置。
3.1.2确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求。
3.1.3确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的。
3.1.4地基支座的设计要满足承载力的要求。
3.2钢筋制安
钢筋制作安装:在钢筋复检合格后才能进入制作加工程序,首先熟悉施工图各细部结构尺寸,在了解和仔细阅读施工图会审纪要、设计变更后,在根据施工图下料,按规范、图集要求合理布置钢筋接头位置和长度。按图纸要求:板、梁内受拉钢筋绑扎接头长度按(03G101-1)施工。钢筋连接应符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003 和JGJ18-96《钢筋焊接及验收规程》操作和进行质量控制。
绑扎顺序:搭设梁筋脚架支撑→排好上部负筋排距→分画出箍筋间距并绑扎→铺设好下部主筋排距并绑扎→在铺设①层筋垫铁绑扎下部二排负筋、三排筋(注意各层钢筋排距)→铺设①层筋垫铁绑扎上部二排筋、三排筋→抗扭筋绑扎就位→各交点必须补扎(并满扎)→最后绑扎钢筋保护层垫铁一自检→报验→就位。
3.3砼浇筑方式
混凝土浇筑可采用斜面分层布料方法施工,即“一个坡度、分层浇筑、循序渐进、一次到顶”。采用插入式振捣,每个混凝土泵配备5台插入式振捣捧(3台工作,2台备用),分3道布置:第1道布置在出料点,使混凝土形成自然流淌坡度;第2道布置在坡脚处,确保混凝土下部密实;第3道布置在斜面中部,在斜面上各点严格控制振捣时间、移动距离和插入深度。每个浇筑区域的振捣由专人负责,严防漏振。在混凝土凝固前进行表面二次振捣,以防混凝土表面出现收缩裂缝。在梁柱节点及明显钢筋密实处,除了按常规操作工艺认真施工外,必须针对其特点,选用Φ35nun振动棒配合振捣,来保证其密实度。■