自承式支撑体系在装配式钢结构建筑现浇楼板施工中的应用

曹 靖 （安徽富煌钢构股份有限公司，安徽 合肥 238076）

0 前言

装配式钢结构建筑具有强度高、抗震性能良好、施工周期短等优势，在国家大力发展钢结构和装配式建筑的政策背景下，装配式钢结构建筑越来越多地被应用到项目中。装配式钢结构建筑中的楼板结构通常需要浇筑而成，浇筑之前需要安装模板支撑体系，目前传统模板采用落地式脚手架的支撑形式，架体存在较大失稳风险，且操作层无操作空间，施工进度慢、施工成本高、安全风险大，已无法满足现场施工的需要。本文针对上述情况，设计并实施了一种可调节标高的自承式楼板支撑体系，结合合肥市某大型装配式钢结构公建项目的工程实践，对自承式支撑体系在装配式钢结构建筑现浇楼板施工中的应用进行阐述。

1 工程概况

某大型装配式钢结构公建项目位于合肥市经开区，总建筑面积约7.05万㎡（其中地上约5万㎡，地下约2.05万㎡）。项目由A、B两座塔楼及裙楼组成，A座塔楼层数为22层，建筑高度为93.6m；B座塔楼层数为11层，建筑高度为47.4m；裙楼层数为5层，建筑高度为22.2m，地下室为2层，建筑高度为9.3m。工程地下采用型钢混凝土柱+钢筋混凝土梁板结构，地上采用钢框架（H型钢梁+箱型钢管混凝土柱）支撑结构+现浇混凝土板。

项目标准层层高4.2m，地上结构楼板为120mm厚的现浇混凝土楼板。结构钢梁截面规格主要为H600×350×12×25（主梁），H400×180×6×8（次梁）。楼板结构底面与主次钢梁上翼缘顶平齐，钢梁短向最大跨度2800mm。按照传统楼板施工做法即搭设满堂脚手支撑架，不仅施工工序繁杂，施工周期长，搭设脚手架费用高，且不符合装配式钢结构建筑的施工宗旨。本文结合项目地上主体结构体系（钢框架支撑结构+纯现浇混凝土楼板，钢梁为H型钢）的特点，设计并实施了一种新型的自承式现浇楼板支撑体系。

2 工艺原理

2.1 技术原理

自承式现浇楼板支撑体系充分利用已有的钢梁作为支撑体系的着力点，通过在楼面钢梁上依次设置支托、主龙骨、次龙骨及木模板，组成一个完整的受力体系，以此来起到支承楼板混凝土浇筑和施工荷载的作用。一般来说，主体结构的钢梁是按楼面钢梁来设计的，其自身强度刚度比较大，在楼板自重和施工荷载作用下，钢梁的强度和刚度完全能够满足设计需要。

2.2 自承式支撑体系技术简介

自承式支撑体系充分利用钢梁（H型钢）的特点，通过在钢梁下翼缘上布置可调托撑（包括托撑底座、可调顶托），托撑上安放工字钢（主龙骨），通过可调顶托实现主龙骨的高度调节，进而实现整个支撑结构水平面内的整体可调。

2.3 自承式支撑体系的特点

①该自承式支撑体系通过螺帽可实现竖向微调，实现楼层标高的二次校核同时确保支撑体系与楼板接触稳定，提高了工程质量和安全性。

②该自承式支撑体系仍能像组合楼板一样体现钢结构快捷方便的施工特性，同时保证拆卸的便利性。

③通过模板的可重复利用体系，可大大减小钢材的压型钢板浪费。

图1 自承式支撑体系结构组成剖面图

图2 自承式支撑体系结构组成平面图

④该种模板体系可以像混凝土结构中现浇楼板一样做成双向板，合理利用楼板的两个方向的受力性能，组合楼板一般按单向板计算。

⑤从经济角度看，可大大减少工程造价，这势必会进一步推动钢结构形式的发展，充分展现钢结构体系的优越性。

3 自承式支撑体系施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

如图3所示。

3.2 操作步骤及要点

3.2.1 主要操作步骤

3.2.1.1 施工准备

①技术准备

自承式现浇楼板支撑体系施工前完成相关材料准备、技术准备及人员安全技术交底准备。进场材料需经验收合格方可投入使用，工字钢、可调托撑的型号、材质及尺寸需符合规范及设计方案的要求；编制专项施工方案、制作自承式支撑体系安拆施工演示视频，对现场施工管理人员及操作工人进行三维可视化交底。

图3 自承式现浇楼板支撑体系施工工艺流程图

图4 施工方案三维可视化技术交底

②材料准备

a.16#热轧工字钢：各种适宜长度的规格为16#Q235级热轧工字钢，并符合国家质量标准要求，弯曲变形、锈蚀严重、端头磨损、观感偏旧的不得使用，严禁使用薄壁和非国标钢管；

b.U型托撑：螺杆外径不得小于25mm，直径和螺距应符合国家标准规定，可调托撑抗压承载能力设计值不得小于40kN，U型顶托可采用符合规范的定型化产品，对于没有满足项目要求的U型托采用现场自制，焊缝采用角焊缝，焊缝宽度宜超过坡口每测2～3mm。支撑底板厚度不得小于10mm。

c.钢管：采用国家标准中规定的Q235，规格为Φ48x3.5普通钢管。

d.扣件：采用可锻铸铁或铸钢制作，其质量和性能应符合国家标准规定。

e.模板：采用15mm 厚胶合板，模板不得有破损、起泡、开裂、剥落等观感质量不合格的不得使用。

f.方木：采用32mmx82mm，方木尺寸不得缩水，木料结实均匀，不得弯曲开裂；木工材料均应符合相应的国家质量标准。

3.2.1.2 平面内定位

通过结构验算确定不同跨度结构框架内主龙骨的最大布置间距，结合主龙骨一般沿着框架短边方向布置以及两侧主龙骨距框架梁不超过200mm的原则，在结构钢梁下翼缘上画出托撑底座的位置线。

3.2.1.3 安装托撑底座及可调托撑并粗调标高

在结构钢梁下翼缘划线位置对称安放托撑底座并安装可调托撑，计算确定可调托撑顶标高，通过旋转蝶形螺母调整可调托撑至计算标高。

3.2.1.4 安装主龙骨及紧固钢管

依次将16#工字钢安放于可调托撑顶部，并在主龙骨下方布置两道垂直于主龙骨方向的紧固钢管，紧固钢管与工字钢通过扣件扣牢夹紧，将主龙骨连接成整体，从而形成一个稳定的支撑体系。

3.2.1.5 安装模板体系及楼板钢筋、水电预埋管线

图5 自承式支撑体系现场实施照片

安装模板体系：在16#工字钢上按设计方案要求布置方木并铺设木模板，两侧方木紧贴结构钢梁翼缘，木模板与钢梁的接缝处粘贴密封胶条。

3.2.1.6 支撑体系标高精调并顶紧工字钢

楼板钢筋绑扎、水电管线预埋完成后，楼板混凝土浇筑前，根据标高线通过对每根工字钢两端可调托撑的蝶形螺母进行顺时针或逆时针旋转，精确控制支撑体系标高，接着在工字钢两端与结构钢梁腹板间隙处楔入木塞顶紧工字钢。

3.2.1.7 支撑体系拆除

待楼板混凝土养护达到可拆模强度后，两名操作人员利用小锤同步对称敲击可调托撑的蝶形螺母，降低可调托撑的高度，松动工字钢，从而拆除整个框架内的支撑体系构件并继续周转使用。

3.3.2 施工注意要点

3.3.2.1 自承式支撑体系的安全防护措施——可移动式施工操作平台

针对项目标准层层高4.2m的特点，为方便施工人员的安拆作业，保证作业安全，设计了一款可移动式的操作平台，有别于传统的门式脚手架，它既可以通过滚轮移动，四角还设计了制动装置，该移动式操作平台更安全、合理。

3.3.2.2 可调托撑定位

图6 移动式操作平台

自承式支撑体系中可调托撑定位应保证两侧托撑顶标高一致，放置工字钢时应保证工字钢纵向中心线与托撑中心线一致，防止偏心放置。

4 自承式支撑体系优势

项目实践表明，自承式支撑体系相对于传统的满堂支模架具有全方位的优势：

①材料用量少，安装速度快，大幅减少租赁及安装成本；

②从施工安全角度，减少了施工安全隐患事故的发生，更利于施工安全管理；

③腾出了楼层范围内的施工空间，后期施工工序可提前进场，缩短了施工工期；

④更利于控制楼板混凝土施工质量，楼板裂缝数量大幅较少。

5 总结

装配式钢结构建筑自承式现浇楼板支撑体系施工便捷、重复利用率高，经济安全，具有广泛的市场价值，能够大幅提高钢结构现浇楼板的施工效率，降低施工综合成本。适用于钢框架和钢框架支撑结构体系建筑。该支撑体系实现整个支撑结构水平面内的整体可调，不仅加强了楼板支撑结构的稳定性，还提高了楼板施工安装速度。该支撑体系安装构件少，可循环利用，成本低，安装及拆除方便，安全性高，对类似工程的实施具有借鉴意义。