CN104047424B - 防整体坍塌型高大模板支撑体系 - Google Patents
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Abstract
一种防整体坍塌型高大模板支撑体系属于建筑模板支撑技术领域，由双功能结构体系和单一功能结构体系组成。所述双功能结构体系包括作为主要竖向受力结构的呈正交井字布置的网格状受力墙，以及作为水平受力构件的主龙骨、次龙骨和连系梁；每片网格状受力墙由两排粗立杆、连接粗立杆的横杆和设在每排粗立杆所在平面的竖向剪刀撑组成，在竖直方向形成多层结构，与永久结构的受力柱通过水平约束及扣件固定；单一功能结构体系设置在各网格状受力墙之间，采用常规设计，不设剪刀撑，两个体系间有横杆相连。双功能结构体系可在单一功能结构体系失效的条件下，独自承担部分单一功能结构体系所承担的荷载，避免结构整体性坍塌。
Description
技术领域
本发明属于建筑模板支撑技术领域，特别涉及一种防整体坍塌型高大模板支撑体系。
背景技术
高大模板支撑体系是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过8m的模板支撑体系。我国高大模板支撑体系以扣件式模板支撑体系为主，结构体系源于外脚手架，其基本受力单元和节点与外脚手架通用，构件的布置方式与外脚手架相差不大。但模板支架和外脚手架的受力特点和约束方式完全不同，套用外脚手架的结构体系，导致结构体系不合理，一旦立杆失稳，扣件崩开，结构整体性坍塌，施工人员无处逃生，容易造成群死群伤。混凝土浇筑期高大模板支架坍塌事故不断发生，住建部已将其定为重大安全事故的重大危险源。
发明内容
本发明提供了一种防整体坍塌型高大模板支撑体系，由双功能结构体系和单一功能结构体系组成，能够在混凝土浇筑期时，在单一功能结构体系失效的条件下，由双功能结构体系独自承担部分单一功能结构体系所承担的部分荷载，避免结构整体性坍塌。
本发明采用的技术方案为：
该支撑体系由双功能结构体系和单一功能结构体系组成；
所述双功能结构体系包括作为主要竖向受力结构的呈正交井字布置的网格状受力墙，以及作为水平受力构件的主龙骨、次龙骨和连系梁；每片网格状受力墙由两排粗立杆、双向连接粗立杆的横杆和设在每排粗立杆所在平面的竖向剪刀撑组成，宽度为两排粗立杆的间距，在竖直方向形成多层结构；各网格状受力墙围绕永久结构的受力柱设立，分别与永久结构的受力柱的定位轴线平行；网格状受力墙的横杆与永久结构的受力柱之间通过水平约束及扣件固定；双功能结构体系顶部设置有位于网格状受力墙顶部的沿预浇筑混凝土板长度方向的主龙骨、沿预浇筑混凝土板宽度方向的次龙骨和沿预浇筑混凝土板宽度方向的连接相互平行的多片网格状受力墙的连系梁；
所述单一功能结构体系设置在各网格状受力墙之间，由普通立杆和横杆组成，交叉处由扣件连接固定；不设水平剪刀撑和竖向剪刀撑；普通立杆的顶部设有带U型托的螺杆、主龙骨和次龙骨；
单一功能结构体系通过横杆和扣件与双功能结构的粗立杆相连。
所述网格状受力墙的粗立杆的顶部通过带U型托的螺杆与主龙骨连接。
所述每片网格状受力墙的宽度为两排粗立杆的间距，在网格状受力墙底部沿墙的长度方向设置门形通道，其宽度与网格状受力墙的宽度相同，用于施工运输、铺设泵管和危险救援。
所述网格状受力墙的横杆沿竖向每隔2-3层(底层即门形通道不设，便于施工)与永久结构的受力柱之间通过水平约束及扣件固定；水平约束中水平杆的长度＝网格状受力墙宽度+2倍扣件长度+0.2m。
所述网格状受力墙的粗立杆、连系梁和主龙骨的截面尺寸均取两次设计中的较大的值；
其中，第一次设计的可靠度水平与现有技术标准相同，双功能结构体系与单一功能结构体系一起共同工作、承担荷载，保证结构的安全性和适用性满足现有技术标准的要求；第二次设计只考虑混凝土浇筑期这一最为危险的时期的安全性，在单一功能结构体系失效的条件下，双功能结构体系额外承担单一功能结构体系所承担的100％的模板自重、主龙骨自重、次龙骨自重、钢筋自重、施工活荷载和20％的混凝土自重，上述荷载由连系梁传递给主龙骨，再传递给网格状受力墙的粗立杆；取目标可靠指标为1.65，制定上述荷载的分项系数，从而确定荷载的设计值，作为附加荷载和第一次设计中双功能结构体系所承担的设计荷载一起，进行双功能结构体系的第二次设计。
所述扣件为在普通扣件的基础上改进的防崩扣件，包括对接扣件、直角扣件和旋转扣件，具体为：
用弹簧垫圈取代原来的普通垫圈，防止螺母松动；
原来的均匀螺杆用变截面螺杆替代，带螺纹部分较粗，无螺纹部分较细；
上盖板豁口内径小于带螺纹段螺杆的外径，且大于无螺纹段螺杆的外径。
所述永久结构的受力柱的定位轴线分为相互垂直的横向轴线和纵向轴线。
本发明的有益效果为：
(1)双功能结构体系的安全性大于单一功能结构体系，其除了与单一功能结构体系一起共同工作、承担荷载外，还要在单一功能结构体系失效的条件下，额外承担部分单一功能结构体系的荷载，避免结构发生整体性坍塌，使得施工人员有可以避险的地方和逃生的机会，并方便救援；
(2)双功能结构体系的主龙骨与单一功能结构体系的主龙骨具有相同的截面高度，双功能结构体系的次龙骨和连系梁的截面高度和单一功能结构体系的次龙骨相同，以保证模板平顺，但其主龙骨和连系梁的安全系数大于单一功能结构体系的主龙骨和次龙骨；
(3)网格状受力墙底部设置专门的门型通道，用于施工运输、铺设泵管和危险救援；
(4)用防崩扣件连接钢管(包括立杆、横杆和剪刀撑等)，除非人为松开螺母，螺杆不会崩出上盖板豁口，导致扣件崩开，杆件的连接失效。
附图说明
图1为防整体坍塌型高大模板支撑体系的立面图(无梁楼盖)；
图2为网格状受力墙与永久结构的受力柱之间的位置关系示意图；
图3为防整体坍塌型高大模板支撑体系的横向剖面图；
图4为网格状受力墙中竖向剪刀撑和粗立杆的布置示意图(无梁楼盖)；
图5为水平约束的结构示意图；
图6为双功能结构体系的主龙骨、次龙骨和连系梁示意图；
图7为网格状受力墙的粗立杆顶部结构示意图；
图8为防崩扣件的示意图。
图中标号：
1-粗立杆；2-普通立杆；3-门形通道；4-永久结构的受力柱；5-水平约束；6-横杆；7-竖向剪刀撑；8-防崩扣件；9-主龙骨；10-次龙骨；11-连系梁；12-网格状受力墙；13-带U型托的螺杆；14-变截面螺杆；15-弹簧垫圈；16-螺母；17-上盖板；18-豁口。
具体实施方式
本发明提供了一种防整体坍塌型高大模板支撑体系，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
该支撑体系由双功能结构体系和单一功能结构体系组成，如图1、图2和图3所示。
双功能结构体系包括作为主要竖向受力结构的呈正交井字布置的网格状受力墙12，以及作为水平受力构件的主龙骨9、次龙骨10和连系梁11；每片网格状受力墙由两排粗立杆1、连接粗立杆1的横杆6和设在每排粗立杆1所在平面的竖向剪刀撑7组成，在竖直方向形成多层结构，每片网格状受力墙的宽度为两排粗立杆的间距，如图4所示。各网格状受力墙围绕永久结构的受力柱4设立，分别与永久结构的受力柱4的定位轴线平行；网格状受力墙的底部设置1.9m高的门形通道3，用于施工运输、铺设泵管和危险救援。
如图5所示，网格状受力墙的横杆6沿竖向每隔2-3层与永久结构的受力柱4之间通过水平约束5及防崩扣件8固定，水平约束5中水平杆的长度＝网格状受力墙宽度+2倍防崩扣件长度+0.2m。
如图6所示，双功能结构体系顶部设置有位于网格状受力墙顶部的沿预浇筑混凝土板长度方向的主龙骨9、沿预浇筑混凝土板宽度方向的次龙骨10和沿预浇筑混凝土板宽度方向的连接相互平行的多片网格状受力墙的连系梁11。主龙骨9和连系梁11选用工字钢，次龙骨10为木龙骨。
如图7所示，网格状受力墙的粗立杆1的顶部通过带U型托的螺杆13与主龙骨9连接。
单一功能结构体系设置在各网格状受力墙之间，由普通立杆2和横杆6组成，采用Φ48mm×3.6m钢管搭设，交叉处由防崩扣件8连接固定。单一功能结构体系的主、次龙骨均为木龙骨，不设竖向剪刀撑，扣除双功能结构体系所承担的荷载后，依据现有技术标准搭设，保证结构的安全性和适用性满足现有技术标准的要求。
双功能结构体系的主龙骨与单一功能结构体系的主龙骨具有相同的截面高度，双功能结构体系的次龙骨和连系梁的截面高度和单一功能结构体系的次龙骨相同，以保证模板平顺，但其主龙骨和连系梁的安全系数大于单一功能结构体系的主龙骨和次龙骨。
防崩扣件8通过对普通扣件进行改造得到，包括对接扣件、直角扣件和旋转扣件，具体为改造如下：
(1)用弹簧垫圈15取代原来的普通垫圈，防止螺母16松动；
(2)均匀螺杆用变截面螺杆14替代，带螺纹部分较粗，无螺纹部分较细；
(3)上盖板17的豁口18内径小于带螺纹段螺杆的外径，且大于无螺纹段螺杆的外径。
使用时，打开上盖板17，放入钢管后，将变截面螺杆14的无螺纹段推进上盖板17的豁口18内，抱住钢管并拧紧螺母16后，上盖板17扣紧钢管，变截面螺杆14的带螺纹段卡在上盖板17的豁口18内；除非人为松开螺母16，变截面螺杆14不会崩出豁口18，导致扣件崩开。
网格状受力墙的粗立杆1、连系梁11和主龙骨9的截面尺寸均取两次设计中的较大的值；其中，第一次设计的可靠度水平与现有技术标准相同，即双功能结构体系与单一功能结构体系一起共同工作、承担荷载，保证结构的安全性和适用性满足现有技术标准的要求；第二次设计只考虑混凝土浇筑期这一最为危险的时期的安全性，在单一功能结构体系失效的条件下，双功能结构体系额外承担单一功能结构体系所承担的100％的模板自重、主龙骨自重、次龙骨自重、钢筋自重、施工活荷载和20％的混凝土自重，上述荷载由连系梁传递给主龙骨，再传递给网格状受力墙的粗立杆；取目标可靠指标为1.65，制定上述荷载的分项系数，从而确定荷载的设计值，作为附加荷载和第一次设计中双功能结构体系所承担的设计荷载一起，进行双功能结构体系的第二次设计。
Claims (7)
1.防整体坍塌型高大模板支撑体系，由双功能结构体系和单一功能结构体系组成，其特征在于，
所述双功能结构体系包括作为主要竖向受力结构的呈正交布置的网格状受力墙，以及作为水平受力构件的主龙骨、次龙骨和连系梁；每片网格状受力墙由两排粗立杆、双向连接粗立杆的横杆和设在每排粗立杆所在平面的竖向剪刀撑组成，在竖直方向形成多层结构；各网格状受力墙围绕永久结构的受力柱设立，分别与永久结构的受力柱的定位轴线平行；网格状受力墙的横杆与永久结构的受力柱之间通过水平约束及扣件固定；双功能结构体系顶部设置有位于网格状受力墙顶部的沿预浇筑混凝土板长度方向的主龙骨、沿预浇筑混凝土板宽度方向的次龙骨和沿预浇筑混凝土板宽度方向的连接相互平行的多片网格状受力墙的连系梁；
所述单一功能结构体系设置在各网格状受力墙之间，由普通立杆和横杆组成，交叉处由扣件连接固定；不设水平剪刀撑和竖向剪刀撑；普通立杆的顶部设有带U型托的螺杆、主龙骨和次龙骨；
单一功能结构体系通过横杆和扣件与双功能结构的粗立杆相连。
2.根据权利要求1所述的防整体坍塌型高大模板支撑体系，其特征在于，所述网格状受力墙的粗立杆的顶部通过带U型托的螺杆与主龙骨连接。
3.根据权利要求1所述的防整体坍塌型高大模板支撑体系，其特征在于，所述每片网格状受力墙的宽度为两排粗立杆的间距，在其底部沿墙的长度方向设置门形通道，其宽度与网格状受力墙的宽度相同，用于施工运输、铺设泵管和危险救援。
4.根据权利要求1所述的防整体坍塌型高大模板支撑体系，其特征在于，所述网格状受力墙的横杆沿竖向每隔2-3层与永久结构的受力柱之间通过水平约束及扣件固定；水平约束中水平杆的长度＝网格状受力墙宽度+2倍扣件长度+0.2m。
5.根据权利要求1所述的防整体坍塌型高大模板支撑体系，其特征在于，所述网格状受力墙的粗立杆、连系梁和主龙骨的截面尺寸均取两次设计中的较大的值；
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6.根据权利要求1所述的防整体坍塌型高大模板支撑体系，其特征在于，所述扣件为在普通扣件的基础上改进的防崩扣件，包括对接扣件、直角扣件和旋转扣件，具体为：
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原来的均匀螺杆用变截面螺杆替代，带螺纹部分较粗，无螺纹部分较细；
上盖板豁口内径小于带螺纹段螺杆的外径，且大于无螺纹段螺杆的外径。
7.根据权利要求1所述的防整体坍塌型高大模板支撑体系，其特征在于，所述永久结构的受力柱的定位轴线分为相互垂直的横向轴线和纵向轴线。
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