CN103674589A - 一种混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法，包括以下步骤：对型钢混凝土结构高大模板支撑体系进行了施工全过程的现场实体测试；对原始测试数据进行分析计算；通过分析得出的规律与结论，提出相应的施工措施与建议。本发明通过现场检测探索施工阶段现浇混凝土结构与模板支撑共同承载时变结构体系的作用机理，建立模板支撑体系力学计算模型的基础，是检验实验室结构试验和理论分析结果的依据，为时变结构体系力学分析、控制施工期模板支撑体系的安全、施工方案设计及优化提供技术依据，通过现有的材料进行模板支撑，降低了混凝土模板支撑费用，减少了工程成本，提高了施工速度，缩短了循环周期，保证了混凝土结构的施工质量。

Description

一种混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法

技术领域

本发明属于混凝土研究技术领域，尤其涉及一种混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法的流程图。

背景技术

随着国民经济的快速发展和人民群众日益增长的物质文化生活需要，我国工程建设的规模不断扩大，体型亦不断增大和复杂，特别是一些公用设施要求的大空间.大跨度.新奇造型等，高大模板支撑系统在建筑施工领域的使用越来越广泛和频繁，而高大模板支撑系统的稳定性，不但对工程建设成功与否至关紧要，而且与人民群众的生命和财产安全密切相关，如何杜绝高大模板支撑体系失稳而导致坍塌事故的发生是建筑工程安全管理人员应该思考的问题。

近年来混凝土结构高大模板支撑体系(搭设高度超过8m)垮塌事故不断发生，除了极限承载力不足是造成事故的一大原因外，对混凝土结构高大模板支撑体系工作状态了解不足也是主要原因之一，所以十分有必要进行实地测试试验和理论分析以确保模板支架的安全性和可靠性。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法的流程图，旨在解决现有高大模板支撑体系存在的的稳定性和安全性不高的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法，所述混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法包括以下步骤：

对型钢混凝土结构高大模板支撑体系进行了施工全过程的现场实体测试；

对原始测试数据进行分析计算；

通过分析得出的规律与结论，提出相应的施工措施与建议。

进一步、所述步骤一具体步骤为：

第一步、测试仪器选择：

选用埋入式应变计和SZZX-B100／150型表面式应变计及配套读数仪，了解被测构件的受力-变形状态，采用SZZX-B150型表面式应变计来监测扣件式钢管以及梁、柱混凝土的施工期应变变化情况，使用配套读数仪SZZX-ZH读取监测数据；

第二步、现场测试区域布点设置：

第三步、从柱混凝土浇筑完成即开始进行监测，一直持续到拆除临时支撑体系的整个施工过程进行结构与高大模板支撑体系的受力变形监测工作。

进一步、所述第三步包括：

步骤一、混凝土结构及模板支撑测试：

对施工全过程进行追踪，每个施工进程前后均应读数，历时较长、荷载变化较大的进程应在施工进程中增加测试次数；

步骤二、记录施工及环境情况：

配合测试仪器读数情况，随时记录施工全过程；

步骤三、模板支撑参数现场实测：

采用垂线、钢尺和游标卡尺工具现场随机测量一批钢管支撑的外径、壁厚、椭圆度、两个方向的偏斜率、立杆间距和步距，以给施工时变结构分析和施工设计提供依据；

步骤四、数据采集的关键工序：

高大模板支撑体系的施工顺序如下：柱混凝土浇筑至大梁梁底→六层梁板放线定位→满堂脚手架搭设→梁底模、板模支设→H型钢梁吊装、定位、焊接等→梁钢筋绑扎→梁侧模板支设→板面钢筋绑扎→浇筑梁混凝土至700mm高→梁板及柱头混凝土浇筑→养护。

进一步、所述步骤二具体步骤为：

第一步、实验数据处理：

根据读数仪SZZX-ZH读取应变值，采集的原始数据分别减去初始值，表示构件被测部位的应变，根据应力应变关系σ_s＝E_sε_s、σ_c＝E_cε_c，分别得到钢管立杆、混凝土梁和内部型钢、混凝土柱子和内部型钢的应力；

第二步、实测结果汇总图：

经过60天左右的实测，共得到13个测点的有效数据约500个，将所有修正后的应力数据以施工进度，应力值形成笛卡尔坐标系的点，将各个数据点连接起来得到13条曲线。

进一步、所述步骤三具体步骤为：

第一步、混凝土与型钢共同工作的变化趋势大致一致，但由于咬合的不完全，以及收缩的影响，在混凝土浇筑完成到拆除模板支撑前的这段时间内，柱上端受压应变逐步增大，并且混凝土受压应变一直大于型钢柱受压应变，差距随着时间增长而扩大，

第二步、从开始拆除模板支撑到模板支撑拆除完成的这段时间内，柱上端外侧受压应变迅速减小，而内侧受压应变迅速增大；同时，混凝土应变和型钢柱应变逐步趋向一致，

第三步、完成模板支撑的拆除之后，柱上端外侧受压应变逐渐减小，最终趋向于稳定，而内侧受压应变逐渐增大，最终趋向于稳定。

本发明的混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法，通过现场检测探索施工阶段现浇混凝土结构与模板支撑共同承载时变结构体系的作用机理，建立模板支撑体系力学计算模型的基础，是检验实验室结构试验和理论分析结果的依据，为时变结构体系力学分析、控制施工期模板支撑体系的安全、施工方案设计及优化提供技术依据，通过现有的材料进行模板支撑，降低了混凝土模板支撑费用，减少了工程成本，提高了施工速度，缩短了循环周期，保证了混凝土结构的施工质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的高大模板支撑结构体系及测点布置简图；

图3是本发明实施例提供的梁柱1-1、2-2剖面及测点布置图；

图4是本发明实施例提供的高支模实测数据汇总示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明提供的混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法流程。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。

本发明的混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法，该混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法包括以下步骤：

对型钢混凝土结构高大模板支撑体系进行了施工全过程的现场实体测试；

对原始测试数据进行分析计算；

通过分析得出的规律与结论，提出相应的施工措施与建议。

作为本发明实施例的一优化方案，步骤一具体步骤为：

第一步、测试仪器选择：

选用埋入式应变计和SZZX-B100／150型表面式应变计及配套读数仪，了解被测构件的受力-变形状态，采用SZZX-B150型表面式应变计来监测扣件式钢管以及梁、柱混凝土的施工期应变变化情况，使用配套读数仪SZZX-ZH读取监测数据；

第二步、现场测试区域布点设置：

第三步、从柱混凝土浇筑完成即开始进行监测，一直持续到拆除临时支撑体系的整个施工过程进行结构与高大模板支撑体系的受力变形监测工作。

作为本发明实施例的一优化方案，第三步包括：

步骤一、混凝土结构及模板支撑测试：

对施工全过程进行追踪，每个施工进程前后均应读数，历时较长、荷载变化较大的进程应在施工进程中增加测试次数；

步骤二、记录施工及环境情况：

配合测试仪器读数情况，随时记录施工全过程；

步骤三、模板支撑参数现场实测：

采用垂线、钢尺和游标卡尺工具现场随机测量一批钢管支撑的外径、壁厚、椭圆度、两个方向的偏斜率、立杆间距和步距，以给施工时变结构分析和施工设计提供依据；

步骤四、数据采集的关键工序：

高大模板支撑体系的施工顺序如下：柱混凝土浇筑至大梁梁底→六层梁板放线定位→满堂脚手架搭设→梁底模、板模支设→H型钢梁吊装、定位、焊接等→梁钢筋绑扎→梁侧模板支设→板面钢筋绑扎→浇筑梁混凝土至700mm高→梁板及柱头混凝土浇筑→养护。

作为本发明实施例的一优化方案，步骤二具体步骤为：

第一步、实验数据处理：

根据读数仪SZZX-ZH读取应变值，采集的原始数据分别减去初始值，表示构件被测部位的应变，根据应力应变关系σ_s＝E_sε_s、σ_c＝E_cε_c，分别得到钢管立杆、混凝土梁和内部型钢、混凝土柱子和内部型钢的应力；

第二步、实测结果汇总图：

经过60天左右的实测，共得到13个测点的有效数据约500个，将所有修正后的应力数据以施工进度，应力值形成笛卡尔坐标系的点，将各个数据点连接起来得到13条曲线。

作为本发明实施例的一优化方案，步骤三具体步骤为：

第一步、混凝土与型钢共同工作的变化趋势大致一致，但由于咬合的不完全，以及收缩的影响，在混凝土浇筑完成到拆除模板支撑前的这段时间内，柱上端受压应变逐步增大，并且混凝土受压应变一直大于型钢柱受压应变，差距随着时间增长而扩大，

第二步、从开始拆除模板支撑到模板支撑拆除完成的这段时间内，柱上端外侧受压应变迅速减小，而内侧受压应变迅速增大；同时，混凝土应变和型钢柱应变逐步趋向一致，

第三步、完成模板支撑的拆除之后，柱上端外侧受压应变逐渐减小，最终趋向于稳定，而内侧受压应变逐渐增大，最终趋向于稳定。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例的凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法包括以下步骤：

S101：对型钢混凝土结构高大模板支撑体系进行了施工全过程的现场实体测试；

S102：对原始测试数据进行分析计算；

S103：通过分析得出的规律与结论，提出相应的施工措施与建议。

本发明的具体步骤为：

步骤一、对型钢混凝土结构高大模板支撑体系进行了施工全过程的现场实体测试；

(1)测试仪器选择：

综合考虑现场测试环境的复杂、不确定性、测试周期较长的特性以及各种测试仪器的优缺点，决定选用长沙三智电子科技有限公司提供的SZZX-A150系列埋入式应变计和SZZX-B100／150型表面式应变计及配套读数仪，该应变计广泛应用于建筑、铁路、交通、水电大坝、桥梁等工程领域各种混凝土结构、钢结构的应变测量，可以准确了解被测构件的受力-变形状态，并具有灵敏度与精度高、线性与稳定性好、抗干扰能力强、绝缘性能好、防水耐用等特点，SZZX-A150系列埋入式应变计和SZZX-B100／150型表面式应变计的技术指标见表1.1所示，

其中采用SZZX-A150系列埋入式应变计来监测梁、柱内部型钢的施工期应变变化情况；采用SZZX-B150型表面式应变计来监测扣件式钢管以及梁、柱混凝土的施工期应变变化情况，使用配套读数仪SZZX-ZH读取监测数据；

表1.1SZZX-A150与SZZX-B150振弦式应变计技术指标表

(2)现场测试区域布点设置：

针对六层宴会厅高支模E轴处型钢柱、型钢梁及高大模板支撑体系进行监测，测点分布如图2、3所示(其中图中红点为应变计埋设位置)；

选取框架梁截面尺寸最大(800mm×1800mm)的型钢梁作为实测对象，梁跨度为29.9m，在梁上共选取5个测点，其中梁4898、梁45516测点对应梁端混凝土应变，梁294、梁33078测点对应梁端型钢应变；梁56767测点对应梁跨中混凝土应变；

在框架型钢柱上设计8个测点，均布置在距离框架顶梁下部0.8m处，在左端型钢柱处，其中测点48367对应型钢柱上端外侧混凝土应变，测点34060对应型钢柱上端外侧型钢柱应变；测点5096对应型钢柱上端内侧混凝土应变，测点25495对应型钢柱上端内侧型钢柱应变，由于现场实际环境影响，最终实测点为左侧的框架柱上4个点，

架体钢管全部采用Φ48mm×3.5mm钢管，分别在靠近顶梁下部0.8m处沿着梁长度方向的立杆上设置5个测点，编号分别为38928、40717、29637、63279、37649，其间距在1.5m至2.5m之间；

(3)主要测试工作：

从柱混凝土浇筑完成即开始进行监测，一直持续到拆除临时支撑体系的整个施工过程进行结构与高大模板支撑体系的受力变形监测工作；

①混凝土结构(型钢、混凝土)及模板支撑测试：

对施工全过程进行追踪，每个施工进程前后均应读数，历时较长、荷载变化较大的进程(如混凝土浇筑、混凝土养护)应在施工进程中增加测试次数，如遇没有工序施工时，每24小时读数一次；特殊情况下，有需要时随时加测，

②记录施工及环境情况：

配合测试仪器读数情况，随时记录施工全过程，

③模板支撑参数现场实测：

随着施工的进行，模板支撑系统不断变动，由此而带来的施工误差有时会影响施工期结构的安全，采用垂线、钢尺和游标卡尺等工具现场随机测量一批钢管支撑的外径、壁厚、椭圆度、两个方向的偏斜率、立杆间距和步距，以给施工时变结构分析和施工设计提供依据‘

④数据采集的关键工序：

高大模板支撑体系的施工顺序如下：柱混凝土浇筑至大梁梁底→六层梁板放线定位→满堂脚手架搭设→梁底模、板模支设→H型钢梁吊装、定位、焊接等→梁钢筋绑扎→梁侧模板支设→板面钢筋绑扎→浇筑梁混凝土至700mm高→梁板及柱头混凝土浇筑→养护，其中控制节点如表1.2所示；

表1.2关键工序控制表

步骤二、对原始测试数据进行分析计算，

1)实验数据处理：

根据读数仪SZZX-ZH读取应变值，采集的原始数据分别减去初始值，表示构件被测部位的应变，其中：梁、柱中H型钢为Q345B级钢，弹性模量为2.0×10⁵N／mm²；架体钢管全部采用Φ48mm×3.5mm钢管，Q235级钢，弹性模量为2.1×10⁵N／mm²；柱、梁混凝土等级均为C40，弹性模量为3.25×10⁴N／mm²；

根据应力应变关系σ_s=E_鸟ε_s、σ_c=E_cε_c，分别得到钢管立杆、混凝土梁和内部型钢、混凝土柱子和内部型钢的应力，

2)实测结果汇总图：

经过60天左右的实测，共得到13个测点的有效数据约500个，将所有修正后的应力数据以施工进度(d)为横坐标，应力值(N／mm²)为纵坐标形成笛卡尔坐标系的点，将各个数据点连接起来得到13条曲线，如图4所示，即为不同构件各个部位的应力值随施工过程变化的关系图；

步骤三、通过分析得出的规律与结论，提出相应的施工措施与建议：

1)混凝土与型钢共同工作的变化趋势大致一致，但由于咬合的不完全，以及收缩的影响，在混凝土浇筑完成到拆除模板支撑前的这段时间内，柱上端受压应变逐步增大，并且混凝土受压应变一直大于型钢柱受压应变，差距随着时间增长而扩大，

2)从开始拆除模板支撑到模板支撑拆除完成的这段时间内，柱上端外侧受压应变迅速减小，而内侧受压应变迅速增大；同时，混凝土应变和型钢柱应变逐步趋向一致，

3)完成模板支撑的拆除之后，柱上端外侧受压应变逐渐减小，最终趋向于稳定，而内侧受压应变逐渐增大，最终趋向于稳定。

本发明的工作原理：

本发明采用现场实体测试与理论分析计算相结合的方法展开研究，对型钢混凝土结构高大模板支撑体系进行了施工全过程的现场实体测试；对原始测试数据进行分析计算，通过分析得出的规律与结论，提出相应的施工措施与建议。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法，其特征在于，所述混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法包括以下步骤：

对型钢混凝土结构高大模板支撑体系进行了施工全过程的现场实体测试；

对原始测试数据进行分析计算；

通过分析得出的规律与结论，提出相应的施工措施与建议。

2.如权利要求1所述的混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法，其特征在于，所述步骤一具体步骤为：

第一步、测试仪器选择：

选用埋入式应变计和SZZX-B100／150型表面式应变计及配套读数仪，了解被测构件的受力-变形状态，采用SZZX-B150型表面式应变计来监测扣件式钢管以及梁、柱混凝土的施工期应变变化情况，使用配套读数仪SZZX-ZH读取监测数据；

第二步、现场测试区域布点设置：

第三步、从柱混凝土浇筑完成即开始进行监测，一直持续到拆除临时支撑体系的整个施工过程进行结构与高大模板支撑体系的受力变形监测工作。

3.如权利要求2所述的混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法，其特征在于，所述第三步包括：

步骤一、混凝土结构及模板支撑测试：

对施工全过程进行追踪，每个施工进程前后均应读数，历时较长、荷载变化较大的进程应在施工进程中增加测试次数；

步骤二、记录施工及环境情况：

配合测试仪器读数情况，随时记录施工全过程；

步骤三、模板支撑参数现场实测：

采用垂线、钢尺和游标卡尺工具现场随机测量一批钢管支撑的外径、壁厚、椭圆度、两个方向的偏斜率、立杆间距和步距，以给施工时变结构分析和施工设计提供依据；

步骤四、数据采集的关键工序：

高大模板支撑体系的施工顺序如下：柱混凝土浇筑至大梁梁底→六层梁板放线定位→满堂脚手架搭设→梁底模、板模支设→H型钢梁吊装、定位、焊接等→梁钢筋绑扎→梁侧模板支设→板面钢筋绑扎→浇筑梁混凝土至700mm高→梁板及柱头混凝土浇筑→养护。

4.如权利要求1所述的混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法，其特征在于，所述步骤二具体步骤为：

第一步、实验数据处理：

根据读数仪SZZX-ZH读取应变值，采集的原始数据分别减去初始值，表示构件被测部位的应变，根据应力应变关系σ_s＝E_sε_s、σ_c＝E_cε_c，分别得到钢管立杆、混凝土梁和内部型钢、混凝土柱子和内部型钢的应力；

第二步、实测结果汇总图：

经过60天左右的实测，共得到13个测点的有效数据约500个，将所有修正后的应力数据以施工进度，应力值形成笛卡尔坐标系的点，将各个数据点连接起来得到13条曲线。

5.如权利要求1所述的混凝土结构高大模板支撑体系受力变形实测方法，其特征在于，所述步骤三具体步骤为：

第一步、混凝土与型钢共同工作的变化趋势大致一致，但由于咬合的不完全，以及收缩的影响，在混凝土浇筑完成到拆除模板支撑前的这段时间内，柱上端受压应变逐步增大，并且混凝土受压应变一直大于型钢柱受压应变，差距随着时间增长而扩大，

第二步、从开始拆除模板支撑到模板支撑拆除完成的这段时间内，柱上端外侧受压应变迅速减小，而内侧受压应变迅速增大；同时，混凝土应变和型钢柱应变逐步趋向一致，

第三步、完成模板支撑的拆除之后，柱上端外侧受压应变逐渐减小，最终趋向于稳定，而内侧受压应变逐渐增大，最终趋向于稳定。

Images