塔楼转换层高支撑模板专题方案设计与施工——以东莞御花苑二期2－4区工程为例

谢 佳

(深圳中国华西第一建筑工程公司，广东深圳518034)

1 工程概况

东莞御花苑二期2～4区工程由一层地下室及11栋24层塔楼组成，转换层墙柱混凝土等级为C40、C50，结构板厚180mm，其中地下室层高为5.6m、转换层层高为5.80m，转换层结构梁截面尺寸主要有 500×1500、600×1600、600×1200、700×1500、1200×1500(mm)。

按高支撑模板进行施工设计。

2 模板及支撑体系

(1)梁模板采用厚18mm的七层胶合板，50mm×100mm木枋作背楞紧贴模板立放，梁底模板纵向背楞木枋间距240mm，梁侧向模板竖向背楞间距为350m。

(2)梁下支撑体系采用φ48×3.5钢管(顶托)。

立杆设置原则:梁下立杆纵向间距1000mm，横向间距500～1 000mm不等。立杆必须对接，不允许搭接，立杆顶部加设可调翼托;

横杆设置原则:取转换层层高5.8m进行验算，扣去梁高1.5m，梁下净高4.3m，设三道水平横杆，第一步架高为1 800mm，以上每架高1 150mm搭设一步架，距地面200mm的位置加设扫地横杆。包括扫地横杆共四道横杆。

剪刀撑的设置原则:梁下立杆必须设剪刀撑，板下按规范要求设置剪刀撑。

3 转换层梁模板支撑的设计及计算

在所有高支模情况中，计算各个高度下面梁支撑体系的承载力时所选取的力学模型是相同的。在计算支撑体系的稳定性时，只要支撑高度最高的支撑体系的稳定性满足要求，相同布置的其他支撑体系的稳定性必然满足要求。

转换层以1 200mm×1 500mm梁为例计算，以1m梁计，b×h=1200mm×1500mm。梁下设3根立杆，立杆间距500mm。

3.1 荷载计算:

取钢筋混凝土密度为25 kN/m3

钢筋混凝土荷载 Q1=25×1.2×1.5×1.0=45 kN

震捣混凝土的荷载标准值为2 kN/m2，

施工荷载标准值为1

施工荷载 Q2=3×1.2×1.0=3.6 kN

荷载组合 Q=1.2Q1+1.4Q2=59.04 kN

3.2 建立计算模型

1 200mm宽的梁下设6个木枋，则Q=59.04 kN荷载以F=59.04/6=9.84 kN的集中力作用在梁底模下的横杆上。再通过纵向大横杆传递至支模架立杆上，支撑体系示意如图1。计算简图见图2。

图1 支撑体系示意

图2 计算简图

3.3 验算单根立杆承受荷载:

按立杆根数n=Q/N=59.04/33.4=1.76，即单位长度需立杆1.76根(沿梁的横向)。为确保施工安全，梁下取3根立杆。

单根立杆所需承受的荷载

N=Q/n=59.04/3=19.68 kN，

所承受的应力σ=N/A=19.68×103N/489=40.24 N/mm2＜［σ］=210 N/mm2

采用3根立杆可以满足要求。

3.4 沿梁底模板木枋受荷验算

单位长度上，荷载Q=59.04 kN沿梁均匀分布，横杆线荷载:q=59.04/1=59.04 kN/m

梁下设6根木枋，则q=59.04/6=9.84 kN/m。

梁底模纵向背楞采用50mm×100mm木枋紧贴模板立放，间距 240mm，木枋下采用 φ48×3.5钢管，间距为1 000mm。

考虑安全因素，取较保守的计算模型，见图3。

图3 计算模型

(1)木枋最大承受弯矩:M= ［fm］bh2/6

式中:［fm］=15 N/mm2，b=0.05m，h=0.1m，

所以:M=1.25 kN·m

(2)荷载产生的弯矩:M0=ql2/8

M0=9.84×12/8=1.23 kN·m(每根木枋上所承受荷载)＜1.25 kN·m故安全。

3.5 沿梁截面方向横杆受荷验算

Q=59.04 kN荷载以集中力作用在梁底模下的横杆上，则横杆受集中荷载:F=59.04/6=9.84 kN

图4 横杆计算模型

(1)横杆受荷强度验算

本结构为一超静定结构，计算模型见图4。

经过等跨连续梁的计算得到如图5所示的计算简图。

图5 弯矩包络图(调幅后)(单位kN·m)

最大弯矩Mmax=1.023 kN·m

σ=Mmax/Wn=1.023×106/5078=201 N/m＜205 N/m

(2)横杆受荷刚度验算:塑性挠度简图如图6。

图6 塑性挠度简图(单位:mm)

ω=0.031mm＜500/150=3.3mm

故沿梁截面方向立杆间距为500mm，挠度满足要求。

3.6 单根立杆稳定性验算

单根立杆最大自由高度为180 cm

单根立杆稳定性验算公式:

N/(Aψ) ≤［fc］

式中:N为作用在单根立杆上的荷载，N=q/n=26.88/1=26.88 kN;A为钢管净截面面积，A=489mm2;ψ为稳定系数，由计算长细比λ=μh0/I，查表可得。μ=1.2(立杆计算长度系数)，h0=180 cm(横杆最大步距)，I=1.578(回转半径)，则 λ=1.2×180/1.578=136.88，查表得ψ=0.363;

［fc］为钢管允许设计值，［fc］=180 N/mm2。

所以 N/(Aψ)=21.346×1000/(489×0.363)=120.3 N/mm2＜［fc］合理。

本工程在施工实施中严格按照上述设计的模板支撑系统进行搭设，确保了该工程转换层的主体结构安全施工。