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高层建筑高空反弧悬挑结构施工技术探讨

收录时间:2008-11-18 16:50 来源:建筑中文网  作者:曾安平  阅读:0次 评论:0我要评论

内容提示:本文结合工程实例,介绍分析了高层建筑高空及弧悬挑结构施工技术难点,对其模板支撑体系的造型及结构计算进行了详细阐述,并从模板设计安装混凝土浇捣等方面进行了深入探讨和总结。

延伸阅读:反弧悬挑结构 施工技术 模板支撑 高层建筑

摘要:本文结合工程实例,介绍分析了高层建筑高空及弧悬挑结构施工技术难点,对其模板支撑体系的造型及结构计算进行了详细阐述,并从模板设计安装混凝土浇捣等方面进行了深入探讨和总结。(参考《建筑中文网
    关键词:高层建筑;反弧悬挑结构;模板支撑;施工技术
   
    1工程概况
    湖南怀化某工程总建筑面积25358m2,由两栋对称单体建筑组成,地下一层,地上十六层,框架剪力墙结构,该项目融商业、住宅和地下停车一体,平面?#23395;直?#20855;一格,整个立面阳台均为弧形设计,同时在屋面东西两侧设计了两个反弧装饰结构,左右对称,形成了?#29615;?#30340;立面装饰效果。
   
    2施工难点分析
    反弧挑檐位于屋面结构标高56.7m处,曲面半径3.8m,计三跨共24m长,由四根挑梁支撑,结构从主立面向外悬挑3.412m,自重达40.3t,倾覆力矩为705kN/m。因此,必须?#38505;?#20570;好模板支撑设计,在安全可靠的基础上,确保经济合理。反弧挑檐设计为清水混凝土,外置涂料,对挑檐底面混凝土成型质量要求较高,因此,必须?#32454;?#32452;织好模板支撑体系的放样、定型及施工测量工作。
    弧形曲面混凝土浇筑,应?#38505;?#35299;决好混凝土密实度、曲面混凝土浇捣流淌问题。
   
    3模板支撑体系选型
    通过各种方案的比较,该工程采用型钢悬挑、底?#32771;?#35774;钢管斜撑,与挑梁焊接构成悬挑三角架,其上安排型钢排梁,形成模板支撑的空中基础;该方?#22797;?#25286;方便,场地空间利用率高,组装杆件较少,内力分配明确,且Ⅰ16组杆拆除后,可作为本工程16层铝饰板主?#27490;?#26550;(设计为Ⅰ16),重复利用。具体做法是:从15层楼面构设[email protected]?#33267;海?#22806;挑4.0m,内附楼面2.0m,钢排梁采用3排Ⅰ16,用φ16高强螺栓与钢挑梁联结。为减少钢挑梁对楼面负荷,于挑?#21512;?#37096;14层、13层楼面分别挑出钢管斜撑与挑梁焊接,构成三角钢架,上搭钢管扣件?#27975;?#25163;架,完成挑檐结构施工承力体系(见图1)。
   
    4结构计算
    4.1基本假定
    4.1.1假定钢挑梁根部锚筋与楼面联结无相对位移,钢挑梁近似为一端固定,一端自由的悬臂件。
    4.1.2假定钢管斜撑集中作用于悬臂?#33267;?#31471;部,暂不考虑中部顶撑,斜撑简化成悬臂梁端支承。
    4.2荷载计算
    4.2.1圆弧自重(含挑梁、三角联系梁):
    F1=403kN(16.8kN/m)
    4.2.2脚手支撑及模板自重力:
    F2=250N/m2
    4.2.3施工荷载:
    F3=2500N/m2
    4.2.4框架梁自重:
    F4=6.2N/m(考虑框架梁自重一半作用于支撑平台)
    4.2.5挑梁自重:
    F5=31.05kg/m
    4.2.6钢排梁自重折合:
    F6=17.23kg/m
    则作用于钢挑梁的荷载分配如图2。
   
    5施工方案的实施
    5.1搭设步骤
    5.1.1根据前述挑架布置方案,于13、14层斜撑位置预埋“ ”形φ25限位筋。
    5.1.2预埋固端锚栓:当结构施工至15层结构平面时,钢挑?#21512;?#24212;位置,预埋M20螺栓,螺栓锚固端与15mm钢板顶焊并与梁主筋焊?#21360;?br />     5.1.3搭设斜撑,固定钢挑梁。
    5.1.4搁置型钢挑梁,搭脚手架支撑,并张好安全网。
    5.2结构及支撑加固措施
    5.2.1在15层结构施工时,于挑梁固端锚栓位置增设一根小梁250×350,上配4φ16,下配3φ16加强(因本工程室内吊井,?#35797;?#21152;梁不影响室内效果)。
    5.2.2为确保15层楼面安全,将M20螺栓间隔改为φ16拉筋,穿过15层结构预留孔,锚固于14层楼面,将挑梁对15层的拉力传递到14层,减少楼面负载。
    5.2.3为缩短斜撑?#34892;?#38271;度,于14层框架梁内设置穿梁钢管与斜撑扣接,另之间增设一根通长钢管与室内棒架相联,以增强支撑系整体受力?#38405;堋?br />     5.2.4最外侧斜撑杆。采用双肢钢管,旋转扣件扣?#21360;?br />     5.2.5支撑体系中挑架安全储备最?#20572;?#25925;于挑梁上部最大应力处焊接鱼尾钢板加劲。
    5.3模板设计、安装
    圆弧曲面底部成型质量要求,故考虑采用300mm宽十一夹板模组拼,用50mm宽薄胶带贴缝,并均涂隔离剂。圆弧曲面模板支撑龙骨采用φ20弧形@400钢筋骨架,内侧半径为3945mm,拆除后,钢筋调直后可重复利用。
    5.4模板放样
    模板安?#23433;?#29992;直角坐标法进行测放,以外挑水平距离为横坐标(Xi),以模板底面标高为纵坐标(Yi),利用既定的每50cm水平距离,求出模板底标高(如图3),测放时,用水准仪测出Yi:500的水平面,并弹出曲面边缘线,然后架设水平钢管,敷设弧形钢筋骨架,并与水平钢管焊接,形成曲面网状承力系,上铺模板。
   
    6混凝土浇捣
    曲面混凝土浇捣?#24576;?#30683;盾就是混凝土流淌及混凝土密实度问题,经过多方案比较,采取如下措施:
    6.1优化混凝土配合比,在混凝土标号不变的前提下,减少混凝土坍落度,掺?#37038;?#37327;减水剂,并?#23454;?#25552;高石子(连续级配)?#33267;?#24452;含量,以减缓流淌。
    6.2掌握二次振捣时间,布料后,先用铁楸拍振出浆,然后过60min后,再用小型高频振动棒振捣(振动棒不可长时间振击模板),木抹搓平(60min指振动界限,由现场根据混凝土?#38382;?#27668;温和浇捣条件等因素实验确定)。
    6.3混凝土浇捣时,由下至上进行。布料时,应左右均匀布料,严禁集中下料,以免打弯或踩弯面层钢筋。
    6.4振动密实后,用定制的弧形刮尺刮平,并注意经常性检查曲面混凝土厚度及弧度,以确保成形质量。
   
    7模板拆除
    待混凝土达到拆模强度后,申请拆模。拆模时,首先拆除最上一步支撑,待气割割离钢筋龙骨与钢管的联结(要保留最上一根两者之间的联结,以保证其整体性),并用搭机吊钩勾住钢筋网架,另系一根保险绳进行调节,然后?#26469;?#36864;后拆除模板,掉落在满铺50mm厚木板的支撑平台上。型钢挑架的拆除,同样用搭机及气割配合,各组装杆件逆?#25215;蛞来?#25286;除。拆模过?#35752;校?#35201;?#38505;?#32452;织、确保安全。
   
    8实施效果评价
    经浇捣过?#35752;?#30340;跟踪检查?#23433;?#27169;后实测,曲面?#32454;?#28857;弧度一致,沿同一圆弧素线?#32454;?#28857;标高最大差值为8mm,曲面底部平滑密实,无明显接缝。
   
    9结语
    综上所述,悬挑构件施工,必须?#38505;?#20570;好模板支撑设计,通过挑、撑、拉等?#38382;?#26500;成荷载传力架,在确保结构自身安全度的前提下,施工方?#22797;?#21040;经济、安全、合理。对于大面积反弧挑檐等构件施工,要重视施工过?#35752;?#30340;雨水等?#24418;?#39044;见的荷载,本工程每块挑檐长24m,深0.6m,宽1.5m,在拆模前,雨水管未导通的情况下,存水可达20t之多,这部分不小的荷载在施工前,也经过了?#38505;?#30340;考虑,并及时采取了排放措施,避免了在施工过?#35752;?#21487;能出现的隐患。
   
    参考文献:
    [1] 王伟,张金生.结构力学[M].武汉,武汉大学出版社,2000.
    [2] JGJ812-2002.建筑钢结构焊接技术规程[S]. ?#26412;?#20013;国建筑工业出版社,2003.
    [3] GB500102-2002.混凝土结构设计规范[S]. ?#26412;?#20013;国建筑工业出版社,2003.
    [4] GB502042-2002,混凝土结构施工质量验收规范[S]. ?#26412;?中国建筑工业出版社,2003.
    [5] JGJ1302-2001,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程[S]. ?#26412;?中国建筑工业出版社,2003.
    来源: 《建筑中文网》.

原文网址:http://www.xfpynr.tw/research/200811/1217.htm

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