CN107327079B - 一种三向斜交梁的施工方法 - Google Patents

一种三向斜交梁的施工方法 Download PDF

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白瑞忠
郑建军
薛国栋
杨晓伟
郭钦涛
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刘维刚
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    • E04C3/20—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members

Abstract

本发明公开了一种三向斜交梁的施工方法，包括步骤：一、支撑结构方案的确定；二、支撑结构的施工：将脚手架进行搭设完成后，在立杆的上端依次安装多组与主梁方向相同的型钢龙骨；三、模板的支设及钢筋的绑扎，其中侧模板为三角形的盒模本体，盒模本体包括三个竖向模板和将三个竖向模板连接为一体的角部构件；四、三向斜交梁的成型。本发明方法简单、设计合理、投入成本低且实现方便、使用效果好，通过采用脚手架‑型钢龙骨的支撑结构方案，改善了三向斜交梁各梁之间的均衡受力，有效地减小了第一次梁和第二次梁的受力跨距，提高了三向斜交梁的挠度控制，且盒模本体采用常规模板材料能够实现现场批量生产，有效的节约工期。

Description

一种三向斜交梁的施工方法
技术领域
本发明属于建筑混凝土结构工程技术领域，尤其是涉及一种三向斜交梁的施工方法。
背景技术
随着建筑设计师们对建筑形态、视觉效果完美的不断追求，过去呆板的设计已被越来越多的异形设计代替建筑设计中出现了许多大空间、大跨度建筑造型，类似混凝土网架结构应运而生。这种复杂的非常规结构对支撑体系的设计、施工、钢筋排布、模板支设提出了新的、更高的要求。
现代建筑结构中，高大空间屋面结构，除网架钢结构、膜索结构、钢筋混凝土桁架等结构外，在现浇混凝土多向梁系结构施工中，还没有一种经济科学的成熟的施工方法。通常采用梁下设置承重立杆的满堂支撑架及散拼散支模板的施工方法，其主要技术难点在于：现有支撑体系产品主要受力杆件均为矩形正交结构，与三向斜交梁板结构荷载传力体系不匹配，难于在梁下正中主要受力部位全面设置承重立杆，极易造成受力不均匀导致的安全隐患；散支散拼支模方法操作空间小，功效低，材料浪费较大，混凝土表观质量难以保证；三向斜交梁交叉节点处难以设置对拉螺栓，造成该节点处模板强度不足，影响混凝土施工质量；采用常规工艺方法施工，设施料投入量大，不经济。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种三向斜交梁施工方法，其方法步骤简单、使用效果好，通过采用脚手架-型钢龙骨的支撑结构方案，改善了三向斜交梁各梁之间的均衡受力，有效地减小了第一次梁和第二次梁的受力跨距，提高了三向斜交梁的挠度控制，且盒模本体采用常规模板材料能够实现现场批量生产，有效的节约工期。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种三向斜交梁的施工方法，其特征在于：所施工三向斜交梁包括多个互相平行的主梁、多个互相平行的第一次梁和多个互相平行的第二次梁，所述第一次梁与所述主梁之间的夹角为α，所述第二次梁与所述主梁之间的夹角为β，该施工方法包括以下步骤：
步骤一、支撑结构方案的确定：根据所述第一次梁与所述主梁之间的夹角α和所述第二次梁与所述主梁之间的夹角β，确定支撑结构方案为脚手架-型钢龙骨，根据所施工三向斜交梁确定脚手架-型钢龙骨高度，脚手架-型钢龙骨的高度小于所施工三向斜交梁的底部标高，所述脚手架-型钢龙骨为在脚手架的上端安装多组型钢龙骨形成的支撑面，所述支撑面为水平面，所述型钢龙骨与所述主梁呈平行布设，每组所述型钢龙骨位于相邻两个主梁之间，每组所述型钢龙骨的中心到相邻两个所述主梁之间的距离相同；
步骤二、支撑结构的施工：根据步骤一确定的支撑结构方案，进行所述脚手架-型钢龙骨的施工；
步骤三、模板的支设及钢筋的绑扎，包括以下过程：
步骤301、底模板的支设：根据施工图将所述主梁的底模板支设在步骤二中形成的所述支撑面上，再分别进行所述第一次梁和所述第二次梁底模板的支设，支设完成的所述第一次梁的底模板、第二次梁的底模板和主梁的底模板形成多个封闭的三角形空腔；
步骤302、钢筋的绑扎：在所述底模板的上方进行所施工三向斜交梁钢筋的绑扎；
步骤303、侧模板的安装：将所述侧模板在步骤301中形成的所述三角形空腔内安装到位；
其中，所述侧模板为与安装在所述三角形空腔内的盒模本体，所述盒模本体包括三个竖向模板和将三个所述竖向模板连接为一体的角部构件，三个所述竖向模板为沿所述主梁的底模板长度方向布设的第一竖向模板、沿所述第一次梁的底模板长度方向布设的第二竖向模板和沿所述第二次梁的底模板长度方向布设的第三竖向模板，所述第一竖向模板与第二竖向模板之间的夹角为α，所述第一竖向模板与第三竖向模板之间的夹角为β；
步骤四、三向斜交梁的成型：浇筑混凝土，待混凝土的强度达到设计强度后，拆除所述侧模板、底模板及支撑结构，获得成型的三向斜交梁。
上述一种三向斜交梁的施工方法，其特征是：步骤一中支撑结构方案确定时，同时结合BIM软件通过计算机确定支撑结构方案为脚手架-型钢龙骨。
上述一种三向斜交梁的施工方法，其特征是：所述脚手架为满堂脚手架，所述满堂脚手架包括立杆、横杆和纵杆，所述满堂脚手架的立杆横距为600mm～900mm，立杆纵距为600mm～900mm，立杆步距为1200mm～1500mm。
上述一种三向斜交梁的施工方法，其特征是：每组所述型钢龙骨为两个相互平行布设的工字钢，两个所述工字钢之间的距离与所述立杆横距相同。
上述一种三向斜交梁的施工方法，其特征是：所施工三向斜交梁的交汇处为三向斜交梁节点，用于支撑所施工三向斜交梁节点的所述脚手架上端设置有称重传感器。
上述一种三向斜交梁的施工方法，其特征是：步骤302的钢筋绑扎前，结合BIM软件同时通过计算机对所施工三向斜交梁钢筋进行排布优化，确定所施工三向斜交梁钢筋的排布顺序，分层对主梁钢筋、第一次梁钢筋和第二次梁钢筋进行排布。
上述一种三向斜交梁的施工方法，其特征是：所述角部构件为圆角模板。
上述一种三向斜交梁的施工方法，其特征是：所述圆角模板的上部和下部均设置有用于对所述圆角模板和所述竖向模板进行加固的角板。
上述一种三向斜交梁的施工方法，其特征是：所述竖向模板的内侧设置有背楞，所述背楞包括多道呈竖向布设的主背楞和多道与所述主背楞呈垂直布设的次背楞。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明施工步骤简单且效果好，投入成本低。
2、本发明的盒模包括用于对所施工三向斜交梁成型施工的盒模本体，盒模本体为三角形，盒模本体包括三个竖向模板和将三个竖向模板连接为一体的角部构件，采用常规模板材料能够实现现场批量生产，有效的节约工期。
3、采用常规支撑体系构造，将三向斜交梁看成一个“厚板”整体，并将支撑体系设计成上表面具有超强承载力的类似转换层概念的承载体，即将脚手架进行搭设完成后，在立杆的上端依次搭设多组与主梁方向相同的型钢龙骨，每组型钢龙骨的中心距相邻两侧主梁的中心距离相同，通过忽略三向斜交梁的方向和位置，将“厚板”整体支撑在平面承载结构上，让各方向的三向斜交梁的梁底都能得到均衡有效支撑，主梁通过脚手架的立杆进行支撑，第一次梁和第二次梁的跨中通过型钢龙骨进行支撑，改善了三向斜交梁各梁之间的均衡受力，有效地减小了第一次梁和第二次梁的受力跨距，提高了三向斜交梁的挠度控制。
4、三向斜交梁的交汇处为三向斜交梁节点，用于支撑三向斜交梁节点的立杆上设置有承重传感器，能够在施工过程中，对支撑结构承受的荷载进行连续监测，有效保证了施工的安全性。
综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理、投入成本低且实现方便、使用效果好，通过采用脚手架-型钢龙骨的支撑结构方案，改善了三向斜交梁各梁之间的均衡受力，有效地减小了第一次梁和第二次梁的受力跨距，提高了三向斜交梁的挠度控制，且盒模本体采用常规模板材料能够实现现场批量生产，有效的节约工期。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的施工方法流程框图。
图2为本发明支撑结构和所施工三向斜交梁的连接关系示意图。
图3为本发明所施工三向斜交梁的结构示意图。
图4为本发明支撑结构的结构示意图。
图5为本发明盒模本体的结构示意图。
图6为本发明圆角模板的受力示意图。
附图标记说明:
1—主梁； 2—第一次梁； 3—第二次梁；
4—立杆； 5—型钢龙骨； 6—竖向模板；
6-1—主背楞； 6-2—次背楞； 7—圆角模板；
8—角板。
具体实施方式
如图1～图5所示的一种三向斜交梁的施工方法，所施工三向斜交梁包括多个互相平行的主梁1、多个互相平行的第一次梁2和多个互相平行的第二次梁3，所述第一次梁2与所述主梁1之间的夹角为α，所述第二次梁3与所述主梁1之间的夹角为β，该施工方法包括以下步骤：
步骤一、支撑结构方案的确定：根据所述第一次梁2与所述主梁1之间的夹角α和所述第二次梁3与所述主梁1之间的夹角β，确定支撑结构方案为脚手架-型钢龙骨，根据所施工三向斜交梁确定脚手架-型钢龙骨高度，脚手架-型钢龙骨的高度小于所施工三向斜交梁的底部标高，所述脚手架-型钢龙骨为在脚手架的上端安装多组型钢龙骨5形成的支撑面，所述支撑面为水平面，所述型钢龙骨5与所述主梁1呈平行布设，每组所述型钢龙骨5位于相邻两个主梁1之间，每组所述型钢龙骨5的中心到相邻两个所述主梁1之间的距离相同；
步骤二、支撑结构的施工：根据步骤一确定的支撑结构方案，进行所述脚手架-型钢龙骨的施工；
步骤三、模板的支设及钢筋的绑扎，包括以下过程：
步骤301、底模板的支设：根据施工图将所述主梁1的底模板支设在步骤二中形成的所述支撑面上，再分别进行所述第一次梁2和所述第二次梁3底模板的支设，支设完成的所述第一次梁2的底模板、第二次梁3的底模板和主梁1的底模板形成多个封闭的三角形空腔；
步骤302、钢筋的绑扎：在所述底模板的上方进行所施工三向斜交梁钢筋的绑扎；
步骤303、侧模板的安装：将所述侧模板在步骤301中形成的所述三角形空腔内安装到位；
其中，所述侧模板为与安装在所述三角形空腔内的盒模本体，所述盒模本体包括三个竖向模板6和将三个所述竖向模板6连接为一体的角部构件，三个所述竖向模板6为沿所述主梁1的底模板长度方向布设的第一竖向模板、沿所述第一次梁2的底模板长度方向布设的第二竖向模板和沿所述第二次梁3的底模板长度方向布设的第三竖向模板，所述第一竖向模板与第二竖向模板之间的夹角为α，所述第一竖向模板与第三竖向模板之间的夹角为β；
步骤四、三向斜交梁的成型：浇筑混凝土，待混凝土的强度达到设计强度后，拆除所述侧模板、底模板及支撑结构，获得成型的三向斜交梁。
本实施例中，步骤一中支撑结构方案确定时，同时结合BIM软件通过计算机确定支撑结构方案为脚手架-型钢龙骨。
实际使用时，所述第一次梁2与所述主梁1之间的夹角α为60°，所述第二次梁3与所述主梁1之间的夹角β为60°。
实际施工时，采用常规支撑体系构造，将三向斜交梁看成一个“厚板”整体，并将支撑体系设计成上表面具有超强承载力的类似转换层概念的承载体，即将脚手架进行搭设完成后，在立杆4的上端依次搭设多组与主梁1方向相同的型钢龙骨5，每组型钢龙骨5的中心距相邻两侧主梁1的中心距离相同，通过忽略三向斜交梁的方向和位置，将“厚板”整体支撑在平面承载结构上，让各方向的三向斜交梁的梁底都能得到有效支撑，主梁1通过脚手架的立杆4进行支撑，第一次梁2和第二次梁3的跨中通过型钢龙骨5进行支撑，改善了三向斜交梁各梁之间的均衡受力，有效地减小了第一次梁2和第二次梁3的受力跨距，提高了所施工三向斜交梁的挠度控制。
实际施工时，所述立杆4的上端与所述型钢龙骨之间设置有丝杠托撑，调整所述型钢龙骨的上平面高度。
实际施工时，主梁1与所述立杆4之间设置有型钢龙骨或者其它材质(如双钢管)的龙骨，用于对主梁1进行支撑。
实际施工时，所述立杆4的上端与所述底模板之间设置有丝杠托撑，目的是保证构件竖向荷载有效传递至脚手架立杆上，以及所述底模板的水平度。
实际使用时，所述盒模本体的形状根据实际施工进行确定，本实施例中，所述盒模本体为等边三角形。
实际使用时，所述盒模本体为整体吊装，能够实现工厂化加工，便于推广使用。
本实施例中，步骤一中所述脚手架-型钢龙骨为在所述立杆4的上端设置多组呈水平布设的型钢龙骨5，多组所述型钢龙骨5均与所述主梁1呈平行布设。
实际使用时，将多组所述型钢龙骨5与所述主梁1平行布设，有利于所述型钢龙骨5的安装，同时，使所述型钢龙骨5受到的力均衡。
本实施例中，所述脚手架为满堂脚手架，所述满堂脚手架包括立杆4、横杆和纵杆，所述满堂脚手架的立杆横距为600mm～900mm，立杆纵距为600mm～900mm，立杆步距为1200mm～1500mm。
本实施例中，每组所述型钢龙骨5为两个相互平行布设的工字钢，两个所述工字钢之间的距离与所述立杆4横距相同。
实际施工时，所述脚手架搭设时，所述立杆4与横杆之间为正交连接，而传统的施工方法要保证所施工的三向斜交梁的底模板均支设在所述立杆4上时，立杆横距为200mm～400mm即可满足要求，但是立杆横距为200mm～400mm时，作业人员无法施工，同时大大增加了钢材的投入，通过在传统的脚手架上设置型钢龙骨5，所述型钢龙骨5用于支撑所述第一次梁2和第二次梁3。
实际使用时，所述工字钢安装在所述立杆4的上端部，将所述立杆4作为所述工字钢的下部支撑稳定性高且整体性好。
本实施例中，所施工三向斜交梁的交汇处为三向斜交梁节点，用于支撑所施工三向斜交梁节点的所述脚手架上端设置有称重传感器。
实际施工时，所施工三向斜交梁节点处的荷载较大，且用于支撑所施工三向斜交梁节点的所述立杆4受到的轴向力最大，因此在所述立杆4的上端设置所述称重传感器能够实现对所述脚手架的受力情况进行实时监测，确保施工过程中所述支撑结构的稳定性。
本实施例中，步骤302的钢筋绑扎前，结合BIM软件同时通过计算机对所施工三向斜交梁钢筋进行排布优化，确定所施工三向斜交梁钢筋的排布顺序，分层对主梁1钢筋、第一次梁2钢筋和第二次梁3钢筋进行排布。
实际施工时，所施工三向斜交梁之间的节点交汇处的钢筋排布密集，因此在钢筋绑扎前，结合BIM软件同时通过计算机对所施工三向斜交梁钢筋进行排布优化，提高施工效率，同时避免主梁1、第一次梁2、第二次梁3位置错位和超筋或少筋的现象。
本实施例中，所述角部构件为圆角模板7。
实际使用时，所述角部构件为圆角模板7，所述圆角模板7能够减少所述角部构件的应力集中，同时便于后期混凝土的浇筑，且有效的避免了在所述盒模本体进行拆除时对所述混凝土的损伤。
实际使用时，所述圆角模板7可为木质材料、塑料、铁皮加薄胶合板或者钢板等，优选的所述圆角模板7为PVC管材料，所述圆角模板7通过将成品的PVC管进行三等分切割后形成，所述PVC管的直径为300mm,取材方便，且加工过程简单，不会产生材料的浪费。
本实施例中，所述竖向模板6和圆角模板7均呈竖向布设，所述竖向模板6和圆角模板7的高度均不小于所施工三向斜交梁的高度。
实际使用时，所述盒模本体的整体性好，能够适用于不同高度的所施工三向斜交梁，本实施例中，所施工三向斜交梁的高度不小于900mm。
如图5所示，本实施例中，所述圆角模板7的上部和下部均设置有用于对所述圆角模板7和所述竖向模板6进行加固的角板8。
实际使用时，优选的在所述圆角模板7的上部和下部的角板8之间设置横向加劲肋和竖向加劲肋，目的是增加所述盒模本体的强度和刚度。
如图5所示，本实施例中，所述竖向模板6的内侧设置有背楞，所述背楞包括多道呈竖向布设的主背楞6-1和多道与所述主背楞6-1呈垂直布设的次背楞6-2。
实际使用时，相邻两个所述盒模本体之间对应的所述主背楞6-1之间通过对拉螺杆进行连接。
实际使用时，一般的封闭型模板均需要通过支撑杆进行加固，使所述封闭型模板的刚度能够满足要求，但本实施例中的所述盒模本体的刚度能够满足刚度的要求，主要体现在以下几点：1、所述盒模本体为三角形，当所述竖向模板6受到混凝土的压力时，且所述压力为均布荷载，所述均布荷载对所述竖向模板6的压力通过相邻两个所述盒模本体之间设置的对拉螺杆、所述主背楞6-1和次背楞6-2进行承担；二、所述圆角模板7受到混凝土的压力时，如图6所示，三个所述圆角模板受到的压力分别为F1、F2、F3，其中F1分别沿相邻两个所述竖向模板的分力为F1’和F1”，F2分别沿相邻两个所述竖向模板的分力为F2’和F2”，F3分别沿相邻两个所述竖向模板的分力为F3’和F3”，而F1’＝-F2’，F1”＝-F3”，F3’＝-F2”，所述圆角模板7受到混凝土的压力互相抵消，因此所述盒模本体内不需要设置支撑杆进行加固就能够实现自身的稳定性。
实际使用时，所述角板8的作用有两个：一是在混凝土浇筑时，对圆角模板7起到保护作用，其次是增加所述盒模本体的整体性，同时也能够增加所述竖向模板6和所述圆角模板7的刚度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种三向斜交梁的施工方法，其特征在于：所施工三向斜交梁包括多个互相平行的主梁(1)、多个互相平行的第一次梁(2)和多个互相平行的第二次梁(3)，所述第一次梁(2)与所述主梁(1)之间的夹角为α，所述第二次梁(3)与所述主梁(1)之间的夹角为β，该施工方法包括以下步骤：
步骤一、支撑结构方案的确定：根据所述第一次梁(2)与所述主梁(1)之间的夹角α和所述第二次梁(3)与所述主梁(1)之间的夹角β，确定支撑结构方案为脚手架-型钢龙骨，根据所施工三向斜交梁确定脚手架-型钢龙骨高度，使脚手架-型钢龙骨的高度小于所施工三向斜交梁的底部标高，所述脚手架-型钢龙骨为在脚手架的上端安装多组型钢龙骨(5)形成的支撑面，所述支撑面为水平面，所述型钢龙骨(5)与所述主梁(1)呈平行布设，每组所述型钢龙骨(5)位于相邻两个主梁(1)之间，每组所述型钢龙骨(5)的中心到相邻两个所述主梁(1)之间的距离相同；
步骤二、支撑结构的施工：根据步骤一确定的支撑结构方案，进行所述脚手架-型钢龙骨的施工；
步骤三、模板的支设及钢筋的绑扎，包括以下过程：
步骤301、底模板的支设：根据施工图将所述主梁(1)的底模板支设在步骤二中形成的所述支撑面上，再分别进行所述第一次梁(2)和所述第二次梁(3)底模板的支设，支设完成的所述第一次梁(2)的底模板、第二次梁(3)的底模板和主梁(1)的底模板形成多个封闭的三角形空腔；
步骤302、钢筋的绑扎：在所述底模板的上方进行所施工三向斜交梁钢筋的绑扎；
步骤303、侧模板的安装：将所述侧模板在步骤301中形成的所述三角形空腔内安装到位；
其中，所述侧模板为安装在所述三角形空腔内的盒模本体，所述盒模本体包括三个竖向模板(6)和将三个所述竖向模板(6)连接为一体的角部构件，三个所述竖向模板(6)为沿所述主梁(1)的底模板长度方向布设的第一竖向模板、沿所述第一次梁(2)的底模板长度方向布设的第二竖向模板和沿所述第二次梁(3)的底模板长度方向布设的第三竖向模板，所述第一竖向模板与第二竖向模板之间的夹角为α，所述第一竖向模板与第三竖向模板之间的夹角为β；
步骤四、三向斜交梁的成型：浇筑混凝土，待混凝土的强度达到设计强度后，拆除所述侧模板、底模板及支撑结构，获得成型的三向斜交梁。
2.按照权利要求1所述的一种三向斜交梁的施工方法，其特征在于：步骤一中支撑结构方案确定时，同时结合BIM软件通过计算机确定支撑结构方案为脚手架-型钢龙骨。
3.按照权利要求1或2所述的一种三向斜交梁的施工方法，其特征在于：所述脚手架为满堂脚手架，所述满堂脚手架包括立杆(4)、横杆和纵杆，所述满堂脚手架的立杆横距为600mm～900mm，立杆纵距为600mm～900mm，立杆步距为1200mm～1500mm。
4.按照权利要求3所述的一种三向斜交梁的施工方法，其特征在于：每组所述型钢龙骨(5)为两个相互平行布设的工字钢，两个所述工字钢之间的距离与所述立杆(4)横距相同。
5.按照权利要求1或2所述的一种三向斜交梁的施工方法，其特征在于：所施工三向斜交梁的交汇处为三向斜交梁节点，用于支撑所施工三向斜交梁节点的所述脚手架上端设置有称重传感器。
6.按照权利要求1或2所述的一种三向斜交梁的施工方法，其特征在于：步骤302的钢筋绑扎前，结合BIM软件同时通过计算机对所施工三向斜交梁钢筋进行排布优化，确定所施工三向斜交梁钢筋的排布顺序，分层对主梁(1)钢筋、第一次梁(2)钢筋和第二次梁(3)钢筋进行排布。
7.按照权利要求1或2所述的一种三向斜交梁的施工方法，其特征在于：所述角部构件为圆角模板(7)。
8.按照权利要求7所述的一种三向斜交梁的施工方法，其特征在于：所述圆角模板(7)的上部和下部均设置有用于对所述圆角模板(7)和所述竖向模板(6)进行加固的角板(8)。
9.按照权利要求1或2所述的一种三向斜交梁的施工方法，其特征在于：所述竖向模板(6)的内侧设置有背楞，所述背楞包括多道呈竖向布设的主背楞(6-1)和多道与所述主背楞(6-1)呈垂直布设的次背楞(6-2)。
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