CN102322140A - 大跨度挑檐模板支撑施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挑檐模板支撑施工方法，其特征在于包括如下步骤：支撑体的一端在挑檐的次下层铺设，另外一端通过钢丝绳与次层的梁拉结，支撑体沿着建筑物间隔一定距离周边线性布置，在悬挑的支撑体上搭设脚手架，在脚手架的顶端支设挑檐模版。通过工程实际证明，此种大跨度挑檐结构用该悬挑支撑系统支撑模板，对于混凝土结构成型质量起到了很好的作用，且经济效益明显。

Description

大跨度挑檐模板支撑施工方法

技术领域

本发明涉及一种建筑施工方法，特别是涉及一种大跨度挑檐模板支撑施工方法。

背景技术

在建设工程施工过程当中经常会遇到挑檐板的悬挑长度比较大的情况，如果支撑系统再过高，大挑檐模板的的支撑加固是比较困难的。现在常用的落地式支撑架体架作为大跨度悬挑屋檐模板的支撑系统，但因为落地架不均匀沉降造成的架体失稳，使得施工质量难以保证，施工成本也较高。

发明内容

本发明旨在提供一种大跨度挑檐模板支撑施工方法，提高混凝土结构成型的质量。

为了实现上目的，本发明采取如下技术方案：

本发明一方面涉及一种挑檐模板支撑施工方法，其特征在于包括如下步骤：支撑体的一端在挑檐的次下层铺设，另外一端通过钢丝绳与次层的梁拉结，支撑体沿着建筑物间隔一定距离周边线性布置，在悬挑的支撑体上搭设脚手架，在脚手架的顶端支设挑檐模版。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的支撑体为钢板，进一步优选为工字钢。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的脚手架由立柱和水平杆形成。

在本发明的一个优选实施方式中，在挑檐的次下层顶板施工时预埋支撑体的固定装置，所述的固定装置优选为钢筋环。

在本发明的一个优选实施方式中，支撑体和支撑体之间的间隔为0.8-2m，优选为1-1.5m，进一步优选为1.2m。

在本发明的一个优选实施方式中，钢丝绳的直径大于12mm，优选大于15mm，进一步优选大于或等于18mm。

在本发明的一个优选实施方式中，立柱的长细比小于150，优选小于120，进一步优选小于100。

在本发明的一个优选实施方式中，钢丝绳与次层的梁通过吊环拉结，所述的吊环拉应力大于30N/mm²，优选大于40N/mm²，进一步优选大于50N/mm²。

在本发明的一个优选实施方式中，还包括设置连墙件的操作。

在本发明的一个优选实施方式中，还包括脚手架的加固步骤，优选采用水平杆和/或剪刀撑。

本施工方法不用落地式支撑架体架作为大跨度悬挑屋檐模板的支撑系统，避免因落地架不均匀沉降造成的架体失稳，在大跨度挑檐板的次下层采用工字钢悬挑架体作为支撑体系，来保证支撑系统的稳定性、刚度等各方面的参数。

附图说明

图1挑檐模板支撑施工方法示意图：1-挑檐  2-模版    3-工字钢  4-脚手架  5-钢丝绳  6-次层  7-次下层   8-预埋的钢筋环；

图2：工字钢计算简图

具体实施方式

结合说明书附图1介绍本发明的一个具体实施方式，需要说明的是具体实施方式仅是出于理解发明的目的，不以任何方式限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书记载的范围为准。

本发明大跨度悬挑屋檐模板的支撑系统一个实施例的结构，如图1所示。

5.1工艺流程

计算支撑系统的稳定性及承载力→预埋挑梁预埋环→悬挑工字钢→在工字钢上搭设支撑架体→设置连墙件→设置钢丝绳卸载装置→架体加固(水平杆和剪刀撑)→架体验收→悬挑构件的模板支设

5.2悬挑支撑系统的搭设

在大跨度悬挑板的次下层顶板施工时预埋钢筋环，混凝土强度达到要求后铺设16号工字钢，工字钢沿建筑物周边线性布置，间距1.2m，在悬挑的工字钢上搭设脚手架，立杆纵距1.2m，横距1.2m，步距1.5m，遇到有梁的部位立杆纵距0.6m，横距0.6m，悬挑高度7.05m。用18mm钢丝绳与次下层的上层梁拉结。

5.2板支撑系统计算

具体的计算数据以廊坊市93792部队配套整治办公楼工程为例：

5.2.1模板与支架搭设参数

模板支架搭设高度H：8.45m；立杆纵距l_a：1.2m；立杆横距l_b：1.2m；水平杆最大步距h：1.5m；

面板采用：木胶合板厚度：12mm；支撑面板的次楞梁采用：方木支撑；间距：0.2m；主楞梁采用：单钢管φ48×3.0；钢管均按φ48×3.0计算。

5.2.2荷载参数

永久荷载标准值：楼板厚度：0.1m；新浇筑砼自重(G_2k)：24kN/m³；钢筋自重(G_3k)：1.1kN/m³；模板与小楞自重(G_1k)：0.35kN/m²；每米立杆承受架体自重：0.194kN/m

可变荷载标准值：施工人员及设备荷载(Q_1k)，当计算面板和直接支承面板的次楞梁时，均布荷载取：2.5kN/m²，再用集中荷载2.5kN进行验算，比较两者所得的弯矩取其大值。当计算直接支承次楞梁的主楞梁时，均布荷载标准值取1.5kN/m²，当计算支架立柱时，均布荷载标准值取1kN/m²。振捣砼时荷载标准值(Q_2k)：2kN/m²。

5.2.3风荷载计算

因在室外露天支模，故需要考虑风荷载。基本风压按北京10年一遇风压值采用，ω₀＝0.3kN/m²。

模板支架计算高度H＝20m，按地面粗糙度C类有密集建筑群的城市市区。风压高度变化系数μ_z＝0.84。

计算风荷载体形系数μ_s

将模板支架视为桁架，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》表7.3.1第32项和36项的规定计算。模板支架的挡风系数

式中A_n＝(l_a+h+0.325l_ah)d＝0.158m²

A_n----一步一跨内钢管的总挡风面积。

l_a----立杆间距，1.2m

h-----步距，1.5m

d-----钢管外径，0.048m

系数1.2-----节点面积增大系数。

系数0.325-----模板支架立面每平米内剪刀撑的平均长度。

单排架无遮拦体形系数：μ_st＝1.2

无遮拦多排模板支撑架的体形系数：

$\begin{array}{ccc}{\mathrm{\μ}}_s{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{st}}\frac{1-{\mathrm{\η}}^n}{1-\mathrm{\η}}& =0.13\frac{1-{0.96}^{10}}{1-0.96}& =1.09\end{array}$

η----风荷载地形地貌修正系数。

n----支撑架相连立杆排数。

风荷载标准值ω_k＝μ_zμ_sω₀＝0.84×1.09×0.3＝0.275kN/m²

风荷载产生的弯矩标准值：

$M_w=\frac{{0.9}^2\×104{\mathrm{\ω}}_k{l}_a{h}^2}{10}=\frac{{0.9}^2\×1.4\×0.275\×1.2\×{1.5}^2}{10}=0.084\mathrm{kN}\·m$

5.2.4轴向力计算

按下列各式计算取最大值：

0.9×{1.2×[0.194×8.45+(24×0.1+1.1×0.1+0.35)×1.2×1.2]+1.4×1×1.2×1.2}＝8.033kN；

0.9×{1.2×[0.194×8.45+(24×0.1+1.1×0.1+0.35)×1.2×1.2]+0.9×1.4×(1×1.2×1.2+0.084/1.2)}＝7.931kN；

0.9×{1.35×[0.194×8.45+(24×0.1+1.1×0.1+0.35)×1.2×1.2]+1.4×(0.7×1×1.2×1.2+0.6×0.084/1.2)}＝8.319kN；

根据上述计算结果取N＝8.319kN作为设计依据。

5.2.5立柱稳定性验算

立柱的稳定性计算公式：

N----轴心压力设计值(kN)：N＝8.319kN；

φ----轴心受压稳定系数，由长细比λ＝L_o/i查表得到；

L₀---立杆计算长度(m)，L₀＝h，h为纵横水平杆最大步距，，L₀＝1.5m。

i----立柱的截面回转半径(cm)，i＝1.59cm；

A----立柱截面面积(cm²)，A＝4.24cm²；

M_w----风荷载产生的弯矩标准值；

W----立柱截面抵抗矩(cm³)：W＝4.49cm³；

f----钢材抗压强度设计值N/mm²，f＝205N/mm²；

立柱长细比计算：

λ＝L_o/i＝150.0/1.59＝94＜150，长细比满足要求！。

按照长细比查表得到轴心受压立柱的稳定系数φ＝0.594；

立柱稳定性满足要求！

5.3梁支撑系统计算

5.3.1模板与支架搭设参数

模板支架搭设高度H：8.45m；立杆纵距la：0.6m；立杆横距lb：0.6m；水平杆最大步距h：1.5m；

面板采用：木胶合板厚度：12mm；支撑面板的次楞梁采用：方木支撑；间距：0.2m；主楞梁采用：单钢管φ48×3.0；钢管均按φ48×3.0计算。

5.3.2荷载参数

永久荷载标准值：楼板厚度：0.6m；新浇筑砼自重(G2k)：24kN/m3；钢筋自重(G3k)：1.1kN/m3；模板与小楞自重(G1k)：0.35kN/m2；每米立杆承受架体自重：0.115kN/m

可变荷载标准值：施工人员及设备荷载(Q1k)，当计算面板和直接支承面板的次楞梁时，均布荷载取：2.5kN/m2，再用集中荷载2.5kN进行验算，比较两者所得的弯矩取其大值。当计算直接支承次楞梁的主楞梁时，均布荷载标准值取1.5kN/m2，当计算支架立柱时，均布荷载标准值取1kN/m2。振捣砼时荷载标准值(Q2k)：2kN/m2。

5.3.3风荷载计算

因在室外露天支模，故需要考虑风荷载。基本风压按北京10年一遇风压值采用，ω0＝0.3kN/m2。

模板支架计算高度H＝20m，按地面粗糙度C类有密集建筑群的城市市区。风压高度变化系数μz＝0.84。

计算风荷载体形系数μs

将模板支架视为桁架，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》表7.3.1第32项和36项的规定计算。模板支架的挡风系数

式中An＝(la+h+0.325lah)d＝0.115m2

An----一步一跨内钢管的总挡风面积。

la----立杆间距，0.6m

h-----步距，1.5m

d-----钢管外径，0.048m

系数1.2-----节点面积增大系数。

系数0.325-----模板支架立面每平米内剪刀撑的平均长度。

单排架无遮拦体形系数：

无遮拦多排模板支撑架的体形系数：

η----风荷载地形地貌修正系数。

n----支撑架相连立杆排数。

风荷载标准值ωk＝μzμsω0＝0.84×1.22×0.3＝0.307kN/m2

风荷载产生的弯矩标准值：

5.3.4轴向力计算

按下列各式计算取最大值：

0.9×{1.2×[0.115×8.45+(24×0.6+1.1×0.6+0.35)×0.6×0.6]+1.4×1×0.6×0.6}＝7.494kN；

0.9×{1.2×[0.115×8.45+(24×0.6+1.1×0.6+0.35)×0.6×0.6]+0.9×1.4×(1×0.6×0.6+0.047/0.6)}＝7.538kN；

0.9×{1.35×[0.115×8.45+(24×0.6+1.1×0.6+0.35)×0.6×0.6]+1.4×(0.7×1×0.6×0.6+0.6×0.047/0.6)}＝8.298kN；

根据上述计算结果取N＝8.298kN作为设计依据。

5.3.5立柱稳定性验算

立柱的稳定性计算公式：

N----轴心压力设计值(kN)：N＝8.298kN；

φ----轴心受压稳定系数，由长细比λ＝Lo/i查表得到；

L0---立杆计算长度(m)，L0＝h，h为纵横水平杆最大步距，，L0＝1.5m。

i----立柱的截面回转半径(cm)，i＝1.59cm；

A----立柱截面面积(cm2)，A＝4.24cm2；

Mw----风荷载产生的弯矩标准值；

W----立柱截面抵抗矩(cm3)：W＝4.49cm3；

f----钢材抗压强度设计值N/mm2，f＝205N/mm2；

立柱长细比计算：

λ＝Lo/i＝150.0/1.59＝94＜150，长细比满足要求！。

按照长细比查表得到轴心受压立柱的稳定系数φ＝0.594；

立柱稳定性满足要求！

5.4悬挑工字钢计算

选用16号工字钢，计算简图如说明书附图2所示：

根据以上计算，取N＝8.319kN，钢丝绳在计算时不考虑，全部计算可简化为简支梁计算。a＝1.2m，b＝1.2m，c＝1.2m，d＝0.3m。

各集中荷载最大弯矩：

M_max1＝N*0(a+b+c+d)/L＝0

M_max2＝Na(b+c+d)/L＝6.91KN·m

M_max3＝N(a+b)(c+d)/L＝7.68KN·m

M_max4＝N(a+b+c)d/L＝2.31KN·m

跨中最大叠合弯矩：13.55KN·m

跨中叠合最大应力： ${\mathrm{\σ}}_{\max }=\frac{M}{W}=\frac{13.55\×{10}^3\mathrm{KN}\·m}{98564m{m}^3}=0.137\mathrm{KN}/m{m}^2$

σ_max＜0.205KN/mm²，满足

最大挠度：

支座反力(即最大剪力)：

N＝[N×0+N×a+N×(a+b)+N×(a+b+c)]/L

＝[8.319×1.2+8.319×2.4+8.319×3.6]/3.9＝15.36KN

挑梁型钢的截面积为2702mm²

$V_{\max }=\frac{15.36\&times;{10}^3}{1944}=7.9\&times;{10}^{-3}\mathrm{KN}/m{m}^2<0.125\mathrm{KN}/{\mathrm{mm}}^2,$ 满足

挑梁至上部吊环垂直距离：4.0m

钢丝绳斜向长度：5.18m

钢丝绳拉力N＝15.36×5.18/4＝19.89KN

钢丝绳直径D＝18mm，(整个破断拉力13.02t，允许安全拉力2.17t)

固定钢丝绳直径D＝21mm圆钢，吊环拉应力按50N/mm²考虑10倍的安全系数。

6.材料与设备

6.1材料的选用

Φ48×3.0mm钢管、16号工字钢、直径18mm钢丝绳、50mm×100mm截面木方、12mm厚胶合板模板、卡扣。

6.2操作设备

电焊机、切割机、扳手、锤子、钉子等常规模板、架体支设所用工具。

7.效益分析

对于此类大跨度悬挑构件才有工字钢悬挑钢梁支撑上部架体，与落地架体进行经济方面的对比，对比结果如下：

采用落地式支撑架体：需钢管46980m，扣件12312个。费用619.35元/天

采用悬挑工字钢梁支撑架体：需钢管14740m，扣件3928个，16号工字钢655m、钢丝绳785m(公司自有材料)在本工程摊销50元/天。费用共计269.12元/天。

采用悬挑工字钢梁支撑架体，每天节省费用350.23元/天。

通过工程实际证明，此种大跨度挑檐结构用该悬挑支撑系统支撑模板，对于混凝土结构成型质量起到了很好的作用，且经济效益明显。

Claims (10)

1.挑檐模板支撑施工方法，其特征在于包括如下步骤：支撑体的一端在挑檐的次下层铺设，另外一端通过钢丝绳与次层的梁拉结，支撑体沿着建筑物间隔一定距离周边线性布置，在悬挑的支撑体上搭设脚手架，在脚手架的顶端支设挑檐模版。

2.根据权利要求1所述的挑檐模板支撑施工方法，其特征在于：所述的支撑体为钢板，进一步优选为工字钢。

3.根据权利要求1所述的挑檐模板支撑施工方法，其特征在于所述的脚手架由立柱和水平杆形成。

4.根据权利要求1所述的挑檐模板支撑施工方法，其特征在于在挑檐的次下层顶板施工时预埋支撑体的固定装置，所述的固定装置优选为钢筋环。

5.根据权利要求1所述的挑檐模板支撑施工方法，其特征在于支撑体和支撑体之间的间隔为0.8-2m，优选为1-1.5m，进一步优选为1.2m。

6.根据权利要求4所述的挑檐模板支撑施工方法，其特征在于钢丝绳的直径大于12mm，优选大于15mm，进一步优选大于或等于18mm。

7.根据权利要求3所述的挑檐模板支撑施工方法，其特征在于立柱的长细比小于150，优选小于120，进一步优选小于100。

8.根据权利要求1所述的挑檐模板支撑施工方法，其特征在于钢丝绳与次层的梁通过吊环拉结，所述的吊环拉应力大于30N/mm²，优选大于40N/mm²，进一步优选大于50N/mm²。

9.根据权利要求1所述的挑檐模板支撑施工方法，其特征在于还包括设置连墙件的操作。

10.根据权利要求1所述的挑檐模板支撑施工方法，其特征在于还包括脚手架的加固步骤，优选采用水平杆和/或剪刀撑。

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