结构转换层施工技术

2015-10-29林芬

建材与装饰 2015年4期

关键词：试算方木间距

林芬

（福建六建集团有限公司　福建　福州　350005）

结构转换层施工技术

林芬

（福建六建集团有限公司福建福州350005）

本文以笔者参与施工管理的某工程梁式转换层支撑系统的设计为例，介绍了结构转换层施工荷载计算、施工荷载的传递及下部支撑结构承载能力分析验算、钢管支撑架立杆间距计算。其中利用了PKPM计算机软件对模板及支撑系统进行优选设计。

转换层支撑系统；楼板钢管补强；PKPM计算机辅助设计

1　工程概况

1.1工程概况

本工程建筑占地面积3035m2，总建筑面积约60550m2。设二层地下室，建筑面积为8140m2，上部建筑层数25层，其中1～5层为裙房（其中1～4层为商场，5层为会所），6～25层为商品住宅房，分南北2幢楼，建筑总高度：79.95m。6层以下为框剪结构，6层以上为剪筒结构。

1.2模板设计特点

（1）框支梁截面较大，自重大，最大线荷载达0.8×1.8×25.5= 36.7kN/m。因框支梁下的第5层楼板承载力不足，这就必须对结构采用钢管支撑补强，不足的力需通过钢管支撑架往下传递，直到传至各层楼板的荷载均小于各楼层设计使用荷载为止。

（2）巨大的框支梁自重及其施工荷载是通过模板支撑系统传递到5层及以下梁板结构上进行卸载，因此对支撑系统的强度、刚度和稳定性等必须满足技术要求。

2　模板计算

2.1转换层框支梁模板验算

转换层大梁侧模设计采用PKPM施工系列软件设计。模板支撑示意图如图1。

图1　转换层大梁满堂钢管架示意图

2.1.1转换层框支梁侧大模验算

根据施工经验，转换层大梁侧模内外龙骨都应采用100mm× 100mm方木，并且外龙骨应采用100mm×100mm方木双拼。因此只需对方木及穿梁螺栓的直径与水平间距进行调整及试算使之满足强度、挠度的要求。现取转换层最大截面梁800×1800计算，把各项参数输入PKPM进行计算，见图2。

图2　大梁侧模板计算图

穿梁螺栓采用水平竖向间距应符合模板1830×910mm的模数，这样可以避免在模板中间少钻孔，从而提高模板的周转利用。要满足模数要求，就造成了侧模外龙骨与螺栓具有不同的间距，由于PKPM模板设计软件不具有龙骨与螺栓不同间距的计算，因此我们可以先按照等间距计算，之后再进行调整。试算过程如表1。

经过PKPM多次试算，方案2与3均符合要求，比较两者很显然可以看出方案3所用的螺栓较小，得出方案3是最适合的。

由于侧模高为：1800（梁高）-180（板厚）-20（模板厚度）-200（板底搁栅托梁方木）-100（净距）=1300mm，因此梁侧方木可以按900mm+400mm布置。考虑到梁底受到得压力较大，且梁上部的侧向支撑还可以由楼板底模提供，因此梁底处的外龙骨与螺栓应加密，400mm间距应布置在底处。

2.1.2转换层框支梁底模及梁底钢管支撑验算

福建省建设工程质量监督总站文件《福建省建设厅关于加强模板工程安全生产管理的通知》（闽建建[2003]47号）要求转换层大截面梁属于超重构件，梁底支撑应采用钢管支撑，并且不能采用扣件传力，因此采用多根承重钢管立杆承重。根据施工经验，转换层支撑梁底的方木选用100m×100mm，方木下的托梁采用75mm×150mm方木。梁底支撑采用φ48×3.5钢管满堂支撑。取转换层最大截面梁800×1800mm计算。现把转换层最大截面梁的各项参数输入PKPM软件，见图3。

表1

图3　梁模板支架计算图

在软件中只需对梁底钢管立杆的根数、间距（即托梁的根数、间距）及梁底支撑方木的间距进行调整及试算使之满足强度、挠度等要求。

试算过程如表2。

经过PKPM多次试算，只有方案5符合要求。同时经过试算得出方案5也是比较经济的措施。因此本转换层支撑采用方案5。详细论证过程详见附录。

表2

2.2结构承载能力补强措施

因框支梁下的第5层楼板承载力不足，这就必须对5层及以下的结构采用钢管支撑补强。由于PKPM软件未具有大截面梁下的楼板承载力进行验算的功能。因此需人工对该部分进行补充计算。

2.2.1楼层梁结构补强计算原则

施工荷载计算原则：因结构转换层施工荷载具有短期的，逐渐加大，又很快趋向安全的特点，只要混凝土浇筑方法和速度得当，当达到最大值时，梁底部先浇筑得混凝土已接近达到初凝与终凝，施工荷载对结构得影响也逐渐减小。混凝土全部达到终凝时，结构转换层已具有自持能力，对支撑结构安全得不利影响会逐渐消失，进入安全期，为此拟定施工荷载计算原则如下：

（1）施工荷载计算采用标准值。

（2）施工荷载大小，主要取决于框支梁截面大小，截面越大，荷载也越大，为此以截面较大的框支梁为例进行计算，若满足安全要求，则其它小于该截面的框支梁均参照该方法进行施工。

2.2.2结构转换层施工荷载计算

梁板钢筋混凝土荷载：0.8×1.8×25.5=36.7kN/m

第5层转换层钢管支撑系统荷载：3kN/m

活荷载：（2+2）×2.8=11.2kN/m

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转换层施工荷载：36.7+3+11.2=50.9kN/m

2.2.3单根钢管承载力计算

由于钢管在垂直梁方向无支撑，所以l0应取3.9m

i——计算立杆的截面回转半径（cm）；I=1.58

由λ=247查表得Ψ=0.133

因此单根压杆可承受的荷载为13.3kN。

2.2.4楼面结构承载力验算

设计使用承载力：3.5×1.4=4.9kN/m2

楼面装修承载力：0.02×25×1.2=0.6kN/m2

天棚10厚装修层：0.01×18×1.2=0.22kN/m2

合计：5.72kN/m2

5层以下楼面受荷宽度取梁宽+2m即2.5m

则5.72×2.5=14.3kN/m

（2）第五层梁板承载力验算：

根据近期进度预测，当六层转换层梁板浇捣时，第五层梁板已养护13d，根据425号水泥，温度15℃时龄期曲线，在近期温度（15℃）混凝土养护13d后，混凝土强度已达到75％。则第五层梁能承受（抵抗）上部梁支撑传下的荷载为：

因此，需对第五层梁板结构用钢管支撑进行补强。

则通过支撑传下的荷载为：50.9-10.73=40.17kN/m

由非转换层的模板方案可知：第五层梁板门架支撑间距为1800mm，每榀门架能承受的荷载为：44.321kN，即24.6kN/m。由于该层梁自重1.2×0.5×0.8×1×25=12kN/m，且该层强度只达到75％，因此门架支撑还要承受25％的梁自重，因此门架支撑还能承受上部传下的荷载为：24.6-12×25％=21.6kN/m。

因此不足的荷载40.17-21.6=18.6kN/m应该由另外加撑钢管承受。

钢管间距：18.6kN/m÷13.3kN=1.4根/m即间距0.7m一根钢管。

（3）第四层梁板承载力验算：

根据近期进度预测，当六层转换层梁板浇捣时，第四层梁板已养护30d，根据425号水泥，温度15℃时龄期曲线，在近期温度（15℃）混凝土养护30d后，混凝土强度已达到100％。

则第四层梁能承受（抵抗）上部梁支撑传下的荷载为：