结构转换层模板支撑方案的审查意见 (2009-08-08 09:20:14) 转载 标签： 杂谈
结构转换层模板支撑方案 的审查意见
一、扣件式钢管模板支撑系统设计的要点 1、方案审查的前言：
由于涉及大结构构件的施工，为保证上部大构件施工过程安全，保证大截面梁作为大体积混凝土施工不出现温度应力作用的裂缝，施工单位编制了转换层施工方案。
方案是根据现场条件，比如工期要求、涉及转换层以下结构层的构件跨度、截面尺寸、设计混凝土强度、配筋和结构构件的荷载特征、约束条件等因素，按照施工单位比较熟悉的工艺和已经具备的周转材料准备进行的，按照要求，这个方案必须体现两项基本内容，其一是满足上层大截面构件荷载施工模板支撑系统的安全，其二是满足大截面梁、柱大体积混凝土施工过程不因温度应力造成裂缝的问题。
方案审查也是按照这个原则，依据相关规范和相关专业技术文献，按照规定程序对施工单位提交方案进行审查，重点是对结构转换层的模板及其支撑系统的安全性做出评价，请施工单位根据审查意见修改方案，如有不同意见需要沟通时，请贵公司的技术负责人先拿书面意见，然后见面沟通。本审查意见不替代施工单位的审批意见。 2、方案编制应该满足的条件
⑴由于模板支撑系统是采用扣件式钢管支撑系统，这个系统必须满足《扣件式钢管脚手架安全技术规程》的要求。
⑵由于建筑结构施工已经完成，并且可以由同养条件下28天强度试验证明构件混凝土强度达到设计的100%，加上框架各层的设计承载能力较大，我们建议在考虑施工方案时，可以通过分层卸载的方式，在支撑系统的传力层，设计按照空间框架式支撑架（多排或者满堂设置的支撑架体）考虑。
⑶在转换层支撑系统，可以按照梁板分别支撑的方式，根据较大截面梁截面（1500 ×2000 ）和比较普遍的截面（1100 ×2000）计算支撑系统，其他截面梁和下结构层有较多梁结构层下，可以根据已有计算，对其进行加强或减少构造的措施。
⑷为顺利实现方案的实施，保证支撑体系的安全可靠，要求必须计算三层楼面板，在现有约束条件下、现有配筋、构造厚度的较大跨度板、最不利跨中的承载能力M，并按照公式反推其可以承受的临界荷载q，要求这个q减去构造自重，这个计算不考虑设计楼层功能的（设计）活荷载。
⑸由这个结果和按照板上支撑系统自重和转换层板自重计算的荷载设计值进行比较，判断三层板支撑能力和需要支撑几层。需要注意的是，由于板的周边约束条件有利，而板厚又属于不考虑变形破坏的范围，在选择内力系数时，可以按照最不利情况选择。建议板按照单向连续板计算，内力系数选最小的，但是约束条件的有利也必须适当考虑。
⑹三层支撑层现浇楼板承受的荷载q1为作业层（转换层）构造和施工荷载、其下支撑层架体构造荷载，计算时可以把这部分荷载都作为构造处理，直接计算。
⑺计算板现在配筋和截面高度、混凝土强度所承受的M时，可以选择最不利的B21—B41的BA—BJ段区间，按照五跨连续板计算，M取值系数按照设计计算值选择。考虑到因支撑的不规范因素、杆件的非标化、木楞尺寸的非标化，加上支撑系统施工过程中可能的不稳定因素，建议将计算的M减少20%，基本上不考虑弹塑性阶段的塑性内力重分布。
⑻计算板时，不考虑支撑板楼面板下的支撑有利因素，计算M按照板下无支撑计算。并且计算过程的其下层计算，仍按上述计算。每层计算可以承受的荷载（减去本层构造荷载）与作业层传下何在比较，什么楼层以上的荷载满足q-(q1+q2+…qn) ≤0时，就说明传载法支撑系统具备承受荷载的能力。 ⑼按照板（非基础板）受冲切承载能力计算条件，立杆脚下应加垫块（板）厚度不少于50mm，方形边长尺寸不少于100mm。 3、模板支撑系统的受力特点
⑴模板支撑系统以承受竖向荷载压力为主，支撑架体的安全主要受其整体和单肢立杆的稳定承载能力有关。支架受立杆布局h、支架高度H和高宽比H/B的增大而增大，约束条件介于两端铰支（u=1.0)与一端固定、另一端自由(u=2.0）之间，受构件尺寸和约束条件因素影响而不同。
⑵计算时，不考虑支撑系统各杆件成为整体的有利影响，特别是在支撑层首层，计算时应按照梁下支撑和板下支撑分别计算。支撑首层计算板下的支撑不应直接顶在板下，应通过支撑木楞下的形式支撑，以防止局部压力过大的冲切破坏。
二、卸载法施工转换层楼板承受及其卸载能力验算------板下支撑系统的承载能力核算
1、支撑层首层的荷载计算：
⑴ 转换层的构造荷载设计值: 6.8 KN/M2
18CM厚钢筋混凝土（C40）板自重：1.2×4.5 KN/M2 板面施工荷载： 1.4×1.0 KN/M2 ⑵ 首层（四层楼面）支撑系统自重： 1.2KN/M2 ⑶ 首层（四层楼面）支撑层构造荷载： 5.0 KN/M2 12CM厚钢筋混凝土（C40）板自重：1.2×3.0=3.6 KN/M2 板面施工活载： 1.4×1.0=1.4 KN/M2 ⑷ 次层（三层楼面）支撑系统自重： 1.2KN/M2 ⑸ 次层 （三层楼面）支撑层构造荷载： 4.4 KN/M2 10CM厚钢筋混凝土楼层构造荷载： 1.2×2.5=3.0 KN/M2 板面施工活载： 1.4×1.0=1.4 KN/M2
支撑层荷载设计值Q：18.6 KN/M2 即18.6 KN/M
2、三层首层支撑楼面板在现有配筋、厚度、混凝土强度条件下的承载能力 ⑴ 板的有效截面高度 h0=120-15=105mm
板的跨度 l =3600mm
截面抵抗矩塑性系数 r0=0.825 板配筋为三级钢，单向连续板 所选板跨中最小配筋 As=393mm2/每米 所选钢筋设计强度 fy =340N/ mm2 ⑵ 根据公式 M=As fy r0h0
M=βqL2
βq=0.893KN/m
式中：β---是多跨连续板的内力（M）的计算系数
⑶ 按照单跨连续板固结在梁上的约束条件，在考虑塑性内力重分布条件下，按照跨中计：β=1/14—1/16，按照1/14计算
q1=12.50KN/m
折减（20%）后： q1=10.0 KN/m
3、四层楼面板的抗冲切承载能力验算 ⑴ 板的抗冲切承载能力验算，按照选用最大板跨中、中间承受均布荷载折合集中荷载计算： Fl=13× 1×1 =13KN
⑵ 为保证板的抗冲切能力，立杆支座基础应设置 不少于100×100×50的垫板 。 ⑶ 按照《混凝土结构计算手册》（第三版）第二章-----2.10 板受冲切承载能力表查的，在混凝土强度C20情况下：
垫块100×100×50 u=400 mm 冲切作用荷载面积之周长 板厚 h=120 mm
板能承受的冲切力 Fc=57KN﹥Fl=13.0KN
说明：本层板厚可以满足抗冲切强度。同时也将不再验算二层支撑板的抗冲切承受能力。
4、二层支撑楼面承载能力计算
⑴ 板的有效截面高度 h0=100-15=85mm
板的跨度 l =3600mm
截面抵抗矩塑性系数 r0=0.825 板配筋为三级钢，单向连续板 所选板跨中最小配筋 As=393mm2/每米 所选钢筋设计强度 fy =340N/ mm2 ⑵ 根据公式 M=As fy r0h0 M=βqL2
βq=0.723KN/m
式中：β---是多跨连续板的内力（M）的计算系数
⑶ 按照单跨连续板固结在梁上的约束条件，在考虑塑性内力重分布条件下，按照跨中计：β=1/14—1/16，按照1/14计算
q2=10.12KN/m
折减（20%）后： q2=8.08 KN/m
5、三层楼面、二层楼面板现在厚度和配筋、混凝土强度、约束条件条件下，承受荷载的能力分析：
⑴ 四层和三层楼面在现状厚度、配筋、混凝土强度、约束条件下承受荷载的能力： qmax=q1+q2=12.5+10.15=22.65 KN/M
考虑到施工的不利因素折减20%后，承载能力（荷载设计值）为： q折 =0.8×qmax=18.12 KN/M
⑵ 支撑层和作业层上荷载设计值为： Q = 18.6 KN/M
⑶ 支撑四、三两层满足安全的条件： Q-- q折 ≤0 实际上就是 Q ≤折q。
说明需要支撑二层楼面，只是加强安全的构造措施，也就是作业层下支两层习惯的经验做法的基础，同时这样的支撑方式可以满足作业层上，在混凝土强度尚没有达到100%是可以连续施工其上部分。
6、本方案模板支撑系统的图解
为保证板的承载能力，三层支撑的纵、横两向立杆间距应该≯1米，扫地杆距楼面间距应控制在≯0.15米范围，板下拆模时间根据规范规定。
三、1500×2000框架梁下模板及其支撑系统设计的复核 1、1500×2000 梁计算模型建立
⑴ 由于梁下支撑采用双排脚手，且要满足排距B≥梁宽b+2×300的要求，计算梁荷载范围时，按照B=2100MM计算。
⑵ 计算梁在现状配筋、混凝土强度、截面尺寸和约束条件下的最大承载能力时，必须按照双筋梁计算，计算截面可以选取矩形截面，也可以选择“T”截面梁，矩形截面梁对计算有利。 ⑶ 考虑到梁承受荷载的作用的同层因素，我们可以把这一层的梁，按照固定支座的连续梁考虑。
⑷ 梁计算按照M和V两项考虑，不计算柱子的承载能力的安全性。
⑸ 梁上部荷载考虑作业层上施工荷载就行，因为随着结构转换层的混凝土龄期的增长，这么大梁本身的承载能力就很强，甚至可以不考虑其下层支撑。
2、1500×2000 梁下对应四层楼面梁KJ4—6梁的承载能力计算。按照充分利用截面抵抗矩计算
⑴ KJ4--6梁截面 400×800 h0=765mm b=400mm AS =2454mm2 fy= fy ′ =340N/mm2 As′ =1208 mm2 fcm=21.5N/mm2
L = L C=7900mm ζb =0.53 配筋三级钢
配筋：
⑵ 计算现状条件下Mu ： Mu = Mu1 +Mu2 As1=1246 mm2 根据公式： Mu2 = fy′ As ′(h0-a2)=299.826KN-m
根据公式： Mu1= As1 fy (h0-x/2) x= ζb×h0 =152.968KN-m
Mu = Mu1 +Mu2=452.794KN-m
⑶ Mu所能承受的荷载即： Mu ≥ M =βq L2 βq ′ ≤ Mu／ L2 βq ′ ≤7.26 β′取值按照弯矩分配法计取 (0.06～0.08) q′ ≤(121～90.75) KN-m 即允许承载能力荷载
3、 KJ4—6在作业层施工荷载和构件自身构造荷载 ⑴ 楼面板上传来构造荷载设计值q： q=133.28KN/M 三层楼面板上传来荷载设计值q1 : q1=21.08KN/M 屋面转换层楼面传来荷载设计值q2 : q2=23.12KN/M 转换层支撑系统自重设计值q3： q3=4.08KN/M ⑵ 四层屋面转换层梁构造荷载设计值q4： q4=85.0KN/M
这个计算结果是按照（3.6+3.2）/ 2 =3.4 米梁上荷载计算得到： q =计算面荷载设计值×3.4=线荷载
这个荷载包括了现浇梁板自身的工造荷载设计值
4、 KJ4—6承载能力与传到其梁上荷载的安全性对比
⑴ 安全性条件：允许承载能力荷载q ′ ≥必须承受的荷载q 即： q ′-- q ≥0
⑵ 实际上： △ q = q ′-- q = -（12.28 ～ 40.53）＜0 △ q ＜ q ′
说明按照两层梁的承载能力计算允许的承载能力荷载可以满足结构转换层施工的需要