三拆一楼板支模方案的荷载传递计算.docx
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三拆一楼板支模方案的荷载传递计算
《建筑技术》2003年第11期
“三拆一”楼板支模方案的荷载传递计算
薛惠敏季本智薛洪李贞亮
摘要:
在多层现浇混凝土结构施工中,建立“三拆一”楼板模板支撑的荷载传递计算的力学模型,可分析各层楼板受到的荷载,核算楼板在施工阶段承载力是否安全。
该计算方法对确定有转换层的支撑方案计算尤为实用。
关键词:
支模方案;荷载传递;力学模型;承载力
薛惠敏,l937年12月生,江苏无锡人,无锡建苑监理公司,总工程师,高级工程师,214001,无锡收稿日期:
2003—08—15
建筑结构荷载规范规定,住宅、办公楼、病房楼等建筑的楼面使用荷载为qk=1.5kN/m2.2kN/m2,而施工活荷载为qk=2.5kN/m2tl、2~,最近对施工活荷载统计分析得qk=2.5-3kN/m圳。
对于上述类别的建筑,施工荷载大于使用荷载的命题早已成立,这是由建筑结构设计仅遵循荷载规范,不考虑如何施工造成的,因此楼面承载能力在施工阶段如何凑合结构设计(不能改变楼板配筋和厚度)的问题逼迫施工人员去落实。
在文献Ⅲ中提到:
“当施工荷载所产生的效应比使用荷载效应更为不利时,必须经过核算”,但未交代如何核算。
另外,结构设计是以楼面混凝土强度已达设计值为前提的,而施工时楼面混凝土强度还在形成之中,因此施工计算不仅要考虑荷载的增大,而且还要顾及混凝土强度是个变量的问题。
本文针对上述情况,结合“三拆一”楼板支模方案,作出施工计算。
1“三拆一”楼板支模方案
“三拆一”支模方案,是指楼板模板体系共有三套,支撑着三层楼面,拆下最早支的一套模板,保留二套模板,将拆下的一套往上安装,完成浇筑新一层混凝土楼面,如此周转向上,称为“三拆一”楼板支模方案(图1)。
图1“三拆一”支模方案
(a)(iX2×3)三套模板;函)拆下①安装在4F上;(c)拆下②安装在5F上
2施工周期与混凝土龄期
施工周期是指完成一层楼板混凝土浇筑所需要的时间(天数),通常以7d、10d为一层的施工周期。
按此两种施工周期确定的工序时问,分析各层楼板混凝土所达到的龄期,见表l。
3荷载传递计算
3.1计算模式
从表l的拆模工序可知,拆2F底模时,4F楼面混凝土龄期仅为3d、4d,此时4F楼面混凝土强度尚未达l5MPa,4F楼面尚需由2F、3F来承担,这就需要分析两层楼板荷载如何分担的问题,即图2的计算模式。
从表l的另外两种工序情况(即支模和绑扎钢筋、5F浇筑混凝土),4F楼面混凝土的龄期已分别达6d、9d和7d、10d,可以分担部分荷载。
因此,要建立有三层楼板时荷载传递的力学模型,即图3的计算模式。
3.2图2、图3释义
Bcl、B&、曰。
分别表示lF.2F、3F层楼板的刚度,按
(1)式计算:
式中既,矗;——i层楼板混凝土弹性模量和楼板厚度;
I-——混凝土泊桑比;
gi——i层楼板的自重荷载(kN/m2);
Z——楼板的计算跨度;
p——需要传递的均布荷载ekN/m2);
茁广一均布支撑的反力(kN/m0;
卜i层楼板在均布荷载作用下产生的挠度。
图中楼板的简支座,仅表示楼板是有支承的,在计算楼板的承载能力时,板的支座按具体情况另行决定。
33图2内力分析
楼板均布荷载9i的作用下产生的挠度工可由㈤式表达:
细i紫阢
(2)式中舟—一i层楼板的挠度;
q广—一i层楼板上作用的均布荷载(1;£N/m0;。
Ba——-i层楼板的刚度;
Z:
——i层楼板的计算跨度;
d;——按i层楼板支座情况而定的系数。
图2中1R2F的支座、计算跨度相同。
按图2及
(2)式,可分别算得1F、2F楼板的挠度为:
设支撑是均布设置的,在受荷后是不变形的(受荷后,支撑压应力很小,不会发生压曲,其辅向变形可忽略不计),因此有:
由(6)式可求得楼板在施工阶段的荷载如(7)式
3.4图3内力分析
在均布荷载作用下,各层楼板的挠度为:
有了%,、x:
,就可算得各层楼板在施工阶段的荷载,如Cll)式、H’
4混凝土各龄期的计算指标
在常温下,混凝土早期强度可由众所周知的(12)式计算:
丁天时混凝土轴心抗压强度标准值,∽。
t、弹性模量E∽。
、弯曲受压强度∥‘,可按文献[7]、[8】计算,如(13)、(14)、
关于任何龄期t天混凝土弹性模量E@,在文献【9】中表达为:
一。
由(16)式算得e(0,代犬(14)式求算厂‰,其结果与(12)式算得,%.。
很接近;再由(12)式算得/‰,代入(14)式计算得E(f)c,其结果与(16)式算得e(t)很相近。
通过环形计算证明,用(12)、(14)式可信,而(14)式与文献[8】接轨。
5工程实例
本例取自无锡华侨城9号地块2号住宅楼,取其中跨度最大者计算。
混凝土C30,板厚100mm,领平面尺寸及配筋如图4,板的弯矩按文献翻计算。
艾模方案,建立计算模型,分析各层楼菠受到的荷载,按此荷载核算楼板在沲工阶段承载能力是否安全,实践证碉,本文提出的方法是正确的。
继此,限据目前气温高,混凝土强度上升速蔓快的特点,为节省施工周转材料,采用本文的方法,对无锡市华侨城9号地块2号房按“二拆一”楼板支模方案进行施工计算,从理论上确认方案可行,然后付诸实施,经工程实践,未发现楼板承载力有问题。
本文提出的计算方法对确定有转换层的支模方案计算尤为实用。
通过该法可将楼板支模方案建立在施工计算的理论基础上,避免按“估计”施工的状态。
参考文献
1GB50204—1992混凝士结构工程施工及验
收规范
2GBJ9—87建筑结构荷载规范
3GB50009—2001建筑结构荷载规范
4苗志军,等.高层建筑混凝土结构施工活荷载的统计分析.建筑结构,2002(3)
5建筑结构静力计算手册.北京:
中国建筑工业出版社,1978,10
6GB,110—89混凝土结构设计规范.北京:
中国建筑工业出版社,1990,4
7GBJl0—89混凝土结构设计规范条文说明.辽宁科技出版社,l990,4
8GB50010—2002混凝土结构设计规范.北京:
中国建筑工业出版社,2002,3
9赵志缙.高层建筑施工手册.上海:
同济大学出版社,l991,11
式中9——按(】-1)式得表2中数值。
本工程按施工周期为7d的“三拆一”支模方案,混凝土龄期按表l,荷载
计算值为:
新筑混凝土重力荷载2.88kN/m2;
楼板钢筋重力荷载0.13kN/m2;
模板及支撑重力荷载0.9kN/m2;
.『活荷载:
(1)模板安装、钢筋绑扎为4.2kN/m2;
(2)浇混凝土为2.1kN/群。
其余计算值列于表2。