高層建筑高大懸挑模板支模結(jié)構計算-2019年文檔(匯編)

精品文檔高層建筑高大懸挑模板支模結(jié)構計算引言隨著我國城市建設中高層建筑的日益增多， 高空大懸挑結(jié)構支撐體系以其操作方便、搭設靈活、施工時間較短、造價較低等優(yōu)點得到越來越多的應用。 但是由于高空大懸挑結(jié)構支撐體系施工跨度大、高度高、難度大、施工工藝要求高等特點，如果設計不合理，則會造成安全事故隱患，威脅到人們的生命財產(chǎn)安全。目前部分工程直接借用施工腳手架進行懸挑模板搭設， 正是由于這類特殊位置及相關節(jié)點處理的不合理， 給工程實施留下了眾多事故隱患。工程概況某高層建筑占地面積 20893.8?O，總建筑面積達102705.10?O。由1#A區(qū)、1#B區(qū)、2#、3#、4#樓組成，地下 1-2層，地上7-20層，最高建筑高度102.3m，標準層高為4.5m，底部1～4層層高基本為6.0m。本工程2#樓20～22軸、B軸部位，7層有一部分懸挑結(jié)構，在7層懸挑結(jié)構對應的6層部位沒有懸挑結(jié)構，具體設計如下：20～22軸懸挑長度為 1m、B～D軸為1.7m，懸挑結(jié)構高度 32.45m，6層層高為4.5m，5層層高為4.5m。方案的比選由于2#樓懸挑結(jié)構是從 7層開始，該懸挑結(jié)構的模板支撐方案較為復雜（詳見圖 1），根據(jù)經(jīng)驗有以下 2種方式：精品文檔精品文檔圖12#樓建筑平面設計圖（1）搭設落地架至施工層。此方案為常規(guī)方案，但是工作量大，將耗費大量的材料與勞動力， 最關鍵的是 7層樓面標高為32.45m，搭設落地架不安全、不經(jīng)濟。（2）采用在下一層布置型鋼懸挑搭設模板支架。此方案操作較為簡便，節(jié)省材料和勞動力，安全系數(shù)高。經(jīng)過綜合比較分析，采用第（ 2）種方案最為經(jīng)濟適用。2.1 本工程高空大懸挑結(jié)構模板支撐計算的難點難點1：懸挑型鋼布置不同于一般懸挑腳手架布置，需根據(jù)模板支撐計算結(jié)果進行優(yōu)化布置， 同時相應的荷載也比外圍護腳手架高。難點2：角部懸挑模型無法通過當前使用較多的 2款安全計算軟件進行計算。難點3：本層層高4.5m，且下層層高也相對較高，達到4.5m，用于支模和懸挑型鋼支撐的下?lián)螚U件長細比較大。難點4：本工程外圍柱截面相對較大，給懸挑型鋼布置帶來了較大困難，尤其在陽角部位。2.2 高空大懸挑結(jié)構模板支撐計算因本工程陽角部位斜向布置的主梁與聯(lián)梁交點間距超過 2m，目前主流安全計算軟件（ PKPM、品茗）無法計算。本工程采用幾個計算軟件組合進行驗算。結(jié)合難點分析，本工程的懸挑模板設計主要有以下關鍵點：精品文檔精品文檔型鋼布置；陽角部位計算；下?lián)螚U件計算。1）首先通過模板支撐計算，得出梁板模板支撐立桿間距，根據(jù)立桿間距布置懸挑型鋼。模板支撐計算時，因懸挑結(jié)構存在封口梁及懸挑梁，立桿軸向力較大。采用梁底立桿最大軸向力進行驗算。立桿穩(wěn)定性計算中，立桿長細比容許值 [λ]：《模板規(guī)范》取150，《腳手架規(guī)范》取210。因《腳手架規(guī)范》中立桿計算長度中存在系數(shù)μ1、μ2，長細比容許值為 210，而模板規(guī)范中，則不需考慮系數(shù) μ的影響，故兩個規(guī)范計算公式不一樣，相應的判斷要求也不一樣，經(jīng)計算比較，兩個規(guī)范判定標準基本相同， 說明兩個規(guī)范體系基本是一致的。（圖1）圖2模板支撐平面圖本工程采用主梁懸挑，主梁間距 800mm；因柱截面尺寸較大為1m×1m，柱兩側(cè)以及陽角部位采用聯(lián)梁懸挑。（圖3）圖3工字鋼平面布置圖（2）陽角部位計算①聯(lián)梁驗算根據(jù)模板支撐計算結(jié)果， B-D軸主梁上共擱置 3根聯(lián)梁，通過對模板支撐架的驗算得出 B-D軸外排聯(lián)梁受力最大，只需對此聯(lián)梁、懸挑主梁和支撐驗算，若能通過，則其他桿件也能滿足要求。精品文檔精品文檔將模板支撐架立桿的最大軸心壓力導入理正結(jié)構系列計算軟件計算得出該根聯(lián)梁采用 16號工字鋼滿足要求。計算模型如圖4。圖4外排連續(xù)梁計算簡圖②主梁驗算通過理正計算軟件對B-D軸內(nèi)、中、外3排聯(lián)梁的分別進行計算：（表1）表1主梁驗算經(jīng)計算，發(fā)現(xiàn)第二個支座即①號主梁（見平面布置圖）受力最大。對該主梁進行驗算：該主梁先采用16號工字鋼進行驗算；主梁長度4.5m；主梁建筑物外懸挑長度1.8m；主梁建筑物內(nèi)錨固長度2.4m；錨固點采用Φ16U型錨固螺栓；下?lián)螚U件參與計算。共布置3排荷載內(nèi)排：15.6kN；中排：19.96kN；外排：26.7kN（荷載值均為設計荷載，由理正軟件計算所得）（圖5，圖6）圖5立面圖圖6荷載圖經(jīng)計算，16#工字鋼強度、抗剪、撓度驗算均滿足要求。（3）下?lián)螚U件計算下?lián)螚U件先采用 12號槽鋼進行驗算，層高為 4.5m。12號槽鋼回轉(zhuǎn)半徑： ix=4.95cm、iy=1.57cm，考慮最不利精品文檔精品文檔因素i取iy=1.57cm。經(jīng)計算：12號槽鋼下?lián)尾粷M足要求。采用12號槽鋼雙拼進行驗算，下?lián)螚U長細比計算：回轉(zhuǎn)半徑：ix=4.78cm、iy=4.72cm，考慮最不利因素 i取iy=4.72cm。經(jīng)計算采用12號槽鋼雙拼下?lián)?，軸心受壓穩(wěn)定性滿足要求。下?lián)螚U件計算時，安全計算軟件回轉(zhuǎn)半徑取值時未區(qū)分下?lián)螚U件強弱軸，這是不正確的。本文所采用的長細比是突破《鋼結(jié)構設計規(guī)范》 ，在臨時工程中，是否可行需要探討，但實踐表明，采用《鋼結(jié)構設計規(guī)范》GB50017-2003表C得到的穩(wěn)定系數(shù)進行計算，在實際工程中是安全的。（圖7）圖7模板支撐位置2.3 高空大懸挑結(jié)構模板支撐的搭設本工程該區(qū)域模板支撐施工時， 公司技術人員在搭設過程中全程進行了跟蹤指導， 陽角部位斜向主梁鋪設時， 通過CAD進行精確定位，從而確保位置的準確性， 對于在陽角及柱兩側(cè)區(qū)域設置聯(lián)梁的，嚴格監(jiān)控聯(lián)梁的水平度，在下?lián)螚U件焊接中，嚴控焊縫質(zhì)量，見圖 8。圖8懸挑梁布置大樣圖相關思考精品文檔精品文檔針對本工程的高空大懸挑結(jié)構模板支撐方案設計、實踐，在以下幾個方面還值得思考。3.1 設計方面（1）陽角部位主梁懸挑布置本工程由于陽角部位大截面柱的存在，懸挑主梁放置時根部有兩種常規(guī)處理方式：一是主梁穿過柱，二是柱根部預埋錨板，主梁與錨板焊接連接。因本工程柱豎向鋼筋間距過密，主梁穿柱時，鋼筋會被截斷，會對工程產(chǎn)生安全隱患，所以采用預埋錨板焊接連接方式。（2）支撐桿件的選取當前很多工程的支撐桿件采用槽鋼作為支撐，然而由于槽鋼的截面特性決定其強弱軸回轉(zhuǎn)半徑相差非常大，對于支撐長度大，荷載相對較高時，采用槽鋼顯然是不合理和不經(jīng)濟的，如12號槽鋼強軸弱軸的回轉(zhuǎn)半徑之比4.95/1.57=3.15，加之部分軟件沒有考慮這種特性，僅按強軸的回轉(zhuǎn)半徑考慮給支撐帶來了較大安全隱患。3.2 計算方面本工程懸挑結(jié)構模板支撐， 采用了當前使用較多的 2款安全計算軟件（PKPM、品茗）進行了計算分析，從中發(fā)現(xiàn)， 2款軟件精品文檔精品文檔都有一定的局限性。1）在陽角部位的計算，PKPM目前還未有此功能，而在品茗中，聯(lián)梁的分析，無法支撐超過4根懸挑梁的計算，且懸挑梁與連梁的交點間距不能過大，超過 2.0m就無法計算，而在實際工程中，這種情況是較為常見的。（2）在下?lián)螚U件的計算過程中，品茗對槽鋼的分析未對弱軸的穩(wěn)定性進行分析，對下?lián)螚U件與預埋節(jié)點板的焊縫計算未按照實際受力狀況進行分析，即焊縫承擔豎向抗剪和水平向抗壓的作用。（3）兩個軟件均未能對下?lián)螚U件的預埋件進行分析。（4）根據(jù)《鋼結(jié)構設計規(guī)程》GB50017-2003，對于受壓的支撐桿件，構件的長細比宜控制在200以內(nèi)，這個是對永久結(jié)構而言的，而對于模板支撐這種臨時結(jié)構是否可以放松，目前PKPM軟件中是根據(jù)長細比的計算來求解穩(wěn)定系數(shù)的，并沒有考慮長細比的影響，是否合適？這些都需要規(guī)范及軟件繼續(xù)進行完善的，當然本文所采用的長細比是突破《鋼結(jié)構設計規(guī)范》，在臨時工程中，是否可行需要探討，但實踐表明，采用《鋼結(jié)構設計規(guī)范》GB50017-2003表C得到的穩(wěn)定系數(shù)進行計算，在實際工程中是安全的，這需要在今后的規(guī)范中能夠規(guī)范，同時最好能采用強弱軸慣性矩一致的構件。精品文檔精品文檔3.3 實踐方面（1）因本工程陽角部位有一大截面柱，懸挑主梁布置時，采用柱腳預埋鋼板，然后主梁與預埋鋼板進行焊接，因角部主梁呈斜角布置，焊接時需對主梁進行切割?，F(xiàn)場施工時，由于施工人員操作水平，焊接質(zhì)量得不到有效保證，容易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，若采用錨栓連接，可大幅度提高安全度，且方便施工。2）一直以來，下?lián)螚U件均采用12號槽鋼，但本工程下?lián)螚U件采用12號槽鋼驗算不滿足要求，為避免重復采購，編制方案時采用雙拼12號槽鋼作為下?lián)螚U件?，F(xiàn)場施工時發(fā)現(xiàn)槽鋼槽口焊