双扇人防门门框先置安装支撑体系的设计

2020-10-31龙智卓田江泽孙志峰

机械制造 2020年10期

关键词：门框支撑体系人防

□ 龙智卓 □ 田江泽 □ 闫灿 □ 孙志峰

中国建筑标准设计研究院有限公司北京 100048

1 设计背景

人防门主要应用于人防出入口、连通口等部位的战时封堵,通常当门洞宽度大于3 000 mm时选用双扇人防门[1]。目前,双扇人防门门框在安装过程中主要采用门框后置安装方案。

采用门框后置安装方案,门框安装与钢筋、模板施工穿插进行,在门框墙结构筋绑扎完成后安装门框[2],并基于钢管或钢筋建立支撑体系进行固定。土建施工单位封模板后浇捣混凝土,混凝土强度达标后拆除模板,完成门框安装。

由于门框后置安装,门框墙结构筋先行绑扎完成,门框锚筋与门框墙结构筋经常产生冲突,需要现场调整,并且支撑体系也需要根据门框墙锚筋情况进行调整。以上因素导致双扇人防门门框施工不能完全按照设计要求进行,在控制门框垂直度、变形量等关键参数方面效果较差,最终导致施工质量合格率较低[3-6]。

为解决双扇人防门门框主流安装方法存在的问题,笔者设计了两种双扇人防门门框先置安装支撑体系,并建立真实工况模型,经过计算及仿真选出较优的双扇人防门门框先置安装支撑体系,为今后双扇人防门门框的安装提供参考。

2 双扇人防门门框先置安装支撑体系

双扇人防门门框先置安装技术的核心是门框安装时先立框,后绑筋,门框安装到位后,安装门框支撑体系。门框立装完成后,土建单位再绑扎门框墙结构筋。门框支撑体系包括外支撑与内支撑,门框先置安装的整体结构和支撑体系完全符合设计要求,施工质量的合格率相比后置安装显著提高。

双扇人防门门框先置安装技术的关键在于门框外支撑形式,外支撑可以保证门框在安装过程中各参数符合规范要求。先置安装的门框外支撑有多种形式,笔者在现有基础上设计了两种外支撑形式,进而形成两种双扇人防门门框先置安装支撑体系。

2.1 内支撑

以常规5 500 mm×2 800 mm双扇人防门门框为基础设计门框安装支撑体系,门框外支撑杆件采用φ80壁厚4 mm的钢管,内支撑采用I14号工字钢制作。门框内支撑如图1所示。

▲图1 门框内支撑

2.2 外支撑形式一

门框外支撑形式一如图2所示。斜支撑下端顶紧支撑预埋件,接触点焊接牢固。斜支撑上端与门框内支撑焊接牢固。设置三道斜支撑,并在中间架设两道水平支撑。

▲图2 门框外支撑形式一

2.3 外支撑形式二

门框外支撑形式二如图3所示。斜支撑下端顶紧支撑预埋件,接触点焊接牢固。两侧斜支撑上端及两侧水平支撑中部与侧门框角钢焊接牢固。设置三道斜支撑,并在中间架设两道水平支撑。

▲图3 门框外支撑形式二

3 仿真分析

针对两种双扇人防门门框先置安装支撑体系,笔者按照施工工况建立门框浇筑过程中的受力模型,对两种支撑体系在浇筑过程中的受力及变形情况进行仿真分析。

门框施工时,门框的下门槛先浇筑,左右框及上门框后浇筑。在浇筑过程中,混凝土的侧压力及门框自身重力会导致门框和支撑杆件产生变形。

应用ANSYS Workbench Environment仿真软件,对两种双扇人防门门框先置安装支撑体系建立有限元模型。为简化计算,模型采用梁-板组合结构,四边角钢和内支撑工字钢采用面体模型,支撑杆件采用线体模型[7]。根据门框的实际受力特性,对门框施加如下约束[8-9]:① 六根支撑钢管下部施加固定约束;② 底部角钢施加固定约束。

在混凝土浇筑时,门框主要受到混凝土的侧压力及自身重力影响,对侧门框施加非均布扰动载荷,如图4所示,同时对门框整体施加竖直方向的重力载荷。