超高大跨度模板支撑体系作业方案的讨论及计算书

1超高大跨度模板支撑体系作业方案的讨论及计算书中国**建设公司深圳分公司工程范围为影剧院（A区）、商城、书城、活动中心（B区）、商场平台（C区）及体育馆（D区）等四个区的地下室基础分部工程、主体结构分部工程、楼地面及墙面找平分项工程、给排水分部工程、采暖通风分部工程。本工程项目位于深圳市**区，西靠****广场，西北依****大道。工程占地面积45000m2,总建筑面积71086m2,是集影剧院（A区）、商城、书城、活动中心（B区）、商场平台（C区）及体育馆（D区）连为一体的大型建筑。该工程A区为影剧院；底层地下室的主要功能为停车场，局部为人防工程；地上五层分别为影视厅、1154座影剧院和560座音乐厅。B区地下一层为活动中心，地上五层分别为商场、书城和活动中心。C区地下室为停车库和设备用房，地上三层为商场和休息平台。D区地下一层为健身房和练习用房，地上二层为4300座体育馆。本工程为**区重点文化设施之一；具有造型新颖、功能复杂、空间跨度大、楼层空间高、地下室面积大等特点。**文体中心主体结构属大跨度超高层钢筋混凝土框架结构；其中A区在二层——四层结构方面，设计为满足工艺要求抽除了大的中部框架柱；为大跨度的钢筋混凝土框架结构。最大的主跨连续梁（在四层影院观众台为26+22m），主梁截面1000×1900mm和500×1400mm；次梁400×1000mm。另外在二——四层有跨度15.3m和12m的大跨度框架梁（截面为：400×1400mm和500×1000mm）。因此给施工带来一些困难，中部区域的大跨度（二——三层）的12m和12m梁结构设计已经不能满足施工过程中的荷载（详见后部的施工计算书）。因此，在施工作业方案中应采取必要的钢结构柱支顶托梁作为临时支撑体系托固底层的结构梁以及在梁的支托区域采取必要的施工加强措施（如增设梁面负弯矩钢筋和抗剪切钢筋等）。1．高支模及大跨度框架平台施工方案选型及相关验算：1．1．方案选型：根据结构设计及施工过程中施工荷载传嫡及相应的受力分析和计算；拟定采用托换型钢支架立柱和组合密布式脚手架和型钢托梁等方法作为大跨度高支模的结构支撑体系。具体选型如下：A．主梁底托支撑选型（如右图一）：2梁底选用18—20厚七夹板和50×100木方间距小于250mm；纵向支托型钢选用I14-18通长型钢（KL4D2选用3-4根，其它梁选用2-3根）；横向支托梁选用I14-18，长度3—4m，间距小于500mm；其支撑点必需须支撑在脚手架立管上。托梁下脚手架立杆间距小于500，水平杆间距小于1200。（图一）B．钢井架的选型：初步选定主框架梁下部下部设置型钢井架支撑；采用[14—18型钢或角钢（∠75×6）做为井架，支接传力到地下室的框架柱上（见图示二）；钢支撑布置跨度为：4m+4m+8m+6m+4m。在原框架混凝土柱上埋设[14槽钢作为端部支托牛腿（图二）。支架之间采用脚手架作为整体支撑（立杆间距≤500，纵横向水平杆间距≤1200，梁下部脚手架增设不少于二道剪刀撑；其它部位的剪刀撑每隔4米按纵横向设置一道）。（图二）C．型钢横托梁安放在脚手架上间距500mm，其支承点必须放在脚手架的立杆处直接传力，且脚手架的水平杆件在两下二步范围设置双扣件，以防止水平杆件扣件因受力下滑而导致支撑体系变形。D．梁底的起拱采用梁底部的木方或木楔块调节起拱值；梁的起拱及支撑体系见下表：框架梁名称截面尺寸及层高跨度支撑体系类型起拱值备注钢井架钢托梁脚手架KL4D21000×1900~7m26m3座下层2座I14—18立杆@500水平杆@120080mmKL4D1500×1400~7m22m2座下层2座[1470mm3KL**400×14004.5m15.3m[12.6—1450mmKL**400×10004.5m12m2座40mm1．2．KL4D2梁及下层梁支撑和结构施工受力验算：1．2．1KL4D2梁支撑结构施工受力验算：KL4D2梁最大跨度及截面为：26m×1.0×1.9m（工字形）和22m×0.5×1.4m次梁跨度及截面为：（8+3.9~4.921）m×0.4×1.0m和16m×0.4×1.4m楼板厚度：100和120mmA．荷载计算：主梁自重：q1=(1.9×1.2×1.1×0.2)×25=36.5（KN/m）次梁自重：q2=0.5×1.0×25=10（KN/m）板及活载：p1=4.25（KN/m2）次主梁自重：q1`=0.5×1.4×25=17.5（KN/m）板及活载：p1`=4.25（KN/m2）B．内力计算：梁支撑荷载如右图：按连续跨内力查表计算如下表：公式：Mmax=-0.1∑ql2Qmax=0.5∑ql+∑pl2梁号l(m)∑q(KN/m)最大弯矩系数Mmax(KN-m)Qmax(KN)KL4D20.545-0.11.12522.5KL4D10.526-0.10.6513.0KL**0.518.5-0.10.4639.25C．托梁验算：以KL4D2和KL4D1列表计算如下：公式：Wmin=KMmax/[σ]Amin=KQmax/[τ]Mmax(KN-m)Qmax(KN)K[σ]N/mm2[τ]N/mm2Wminmm3Aminmm2备注1.12522.51.42401406563225选用3[160.6513.01.42401403792130选用2[14D．脚手架立杆及钢井架验算：4以KL4D2列表计算如下：（假定钢井架为300×300mm）公式：Amin=KNmax/ψ[σ]λ=L0/rL0=1.115×1.7×1200=2275(mm)∑N(KN)L0(mm)r(mm)λψK[σy]A（Amin）脚手架22.5/2=11.3227515.81440.3321.4140340.4mm2钢井架36.5×3+4.25×1.5=1717000200350.9031.41401894mm21．2．2下层框架梁施工受力验算及加固措施和验算：a．上部传递的荷载：p=γδ+0.15(KN/m2)b(m)h(m)γ(KN/m3)δ(m)q=bhγ(KN/m)P(KN/m2)主梁1.01.9250.1236.52.65次梁0.41.0250.1210.02.65b．5.350楼层自重：b(m)h(m)γ(KN/m3)δ(m)q=bhγ(KN/m)P(KN/m2)主梁0.51.0250.1212.52.65次梁0.40.75250.127.52.65c．5.350楼层12米跨主梁组合及受力验算：如右图（荷载组合如下）：∑qPP∑q1=36.5+12.5=49(KN/m)∑q2=[2.65+2.5（钢支架自重）+0.5]×6=33.9(KN/m)∑q=∑q1+∑q2=82..9(KN/m)P=7.5×8=60(KN/m)主梁内力分析按多不等跨查表得：L(m)La(m)∑q(KN/m)P(KN/m)∑M+(KN-m)∑M-(KN-m)Qmax(KN)124.082..9600.0505qL2=602.850.0707∑qL2=844（∑qL+2p）/2=557.4PLa=240合计842.85844557.4d．5.350楼层12米跨主梁结构验算：5已知主梁截面500×1000梁底配筋10φ25A1=4908.7mm2梁面配筋7φ25A2=3436.1mm2箍筋φ10@100b=500mmh=1000mmh0=940mm查C30混凝土[Rw]=22N/mm2[Rf]=2.1N/mm2Rg=280N/mm2列表计算如下：公式：A0=KM/bh02[Rw]Amin=KM/γ0h0RgKQ=0.07[Rw]bh0+aRgh0Aj/s∑M(KN-m)Qmax(KN)A0γ0K[Rw]N/mm2[Rf]N/mm2RgN/mm2Aminmm2跨中抗弯842.850.1210.931.4222804820.7支座抗弯8440.1210.934827.3抗剪557.42.124050.2aBmmh0mm[Aj]mm2Smm结论跨中抗弯5009404908.7结构主梁跨中及支座处受弯破坏支座抗弯3436.1抗剪0.5471100梁结构抗剪满足要求注：梁抗裂计算从略。e．钢井支撑后及梁内力的验算：（如右图）∑qPP改作钢井架支顶后内力为：Mmax=-0.0707∑ql2=375.11(KN-m)Qmax=391.6(KN)钢支撑井架验算列表如下：（假定钢井架为400×400mm，角钢为75#）公式：Amin=KNmax/ψ[σ]λ=L0/r∑N(KN)L0mmr(mm)λψK[σy]A（Amin）钢井架391.69000200450.8681.41404512mm2结构梁内力验算：（列表如下）已知主梁截面500×1000梁底配筋10φ25A1=4908.7mm2梁面配筋7φ25A2=3436.1mm2箍筋φ10@100b=500mmh=1000mmh0=940mm查C30混凝土[Rw]=22N/mm2[Rf]=2.1N/mm2Rg=280N/mm2列表计算如下：公式：A0=KM/bh02[Rw]Amin=KM/γ0h0Rg6KQ=0.07[Rw]bh0+aRgh0Aj/s∑M(KN-m)Qmax(KN)A0γ0K[Rw]N/mm2[Rf]N/mm2RgN/mm2Aminmm2375.110.1190.931.4222802145.4391.62.1240aBmmh0mm[Aj]mm2Smm结论5009403436.1主梁满足要求0.5471100梁结构抗剪满足要求注：抗剪计算从略。综上述计算结果；在施工影院大厅大跨度平台时，其下两层平台12m跨梁中部采取增设钢井架的临时支撑（4+8m），改变其传力和构件受力模式，将主要施工荷载直接通过框架混凝土柱传递到地下室基础。另外，在大跨度影剧院平台的模板支撑脚手架采取密集型支撑体系；即脚手架立杆间距为350~500mm，水平杆件间距为1200mm配合钢支架立柱作为整体施工支撑体系；且脚手架的剪刀撑按每4米设置一道（纵横向布置）；并在跨中设置钢井架，即4m+4m+8m+6m+4m（详见方案图）。在施工26米和22米大跨度平台时，其下部两层的12米框架梁的底部支撑（钢井架）不允许拆除；必须待26米和22米大跨度平台混凝土达到50%以上强度时方可拆除其下部两层的12米框架梁的底部支撑（钢井架）。2．模板支撑体系的施工程序及安装、拆除顺序：2．1模板支撑体系的施工程序：2．1．1A区影剧院大跨度支撑体系的安装顺序：A．在施工一、二层楼层时按照施工方案要求在12米主跨梁中部安装钢井架；保留梁底脚手架及钢井架在施工26米和22米大跨度平台时不拆除；钢井架必须待26米和22米大跨度平台混凝土达到50%以上强度时方可拆除其下部两层的12米框架梁的底部支撑（钢井架）。B．搭设大跨度影剧院平台的模板支撑钢井架和脚手架，脚手架采取密集型支撑体系；即脚手架立杆间距为350~500mm，水平杆件间距为1200mm配合钢支架立柱作为整体施工支撑体系；脚手架底部采用[14通长槽钢铺垫以利荷载均匀传递，且脚手架的剪刀撑按每3~4米设置一道（纵横向布置）；并在跨中设置钢井架，即4m+4m+8m+6m+4m（详见方案图）。C．施工26+22m跨度区主框架柱混凝土时在柱上埋设槽钢作为支撑钢托梁7的端部牛腿（用14#工字钢）。D．搭设主梁主支撑型钢井架，并与脚手架连接牢固。E．铺设主梁下横向支托型钢托梁，间距@500mm；随后铺设主梁下纵向支托型钢托梁[14~18，间距@500mm。铺设主梁下横向支托型钢托梁（[14~18）的支撑受力点必须在脚手架立杆处；且脚手架的立杆处必须采用双扣件或在钢管立杆上焊抗滑支托点。F．在纵向槽钢上部铺设木方（并用铁丝绑牢），木方间距@200~250mm；按照设计要求利用木方或木楔调节梁底模板的起拱值（见前面表中起拱值要求）。G．支模绑钢筋浇灌混凝土。注：待26米和22米大跨度平台混凝土达到50%以上强度时方可拆除其下部两层的12米框架梁的底部支撑（钢井架）。2．1．2A区15.3m跨度框架梁底支撑安装顺序：A