CN203394029U - 一种集成式核心筒内模架系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成式核心筒内模架系统，包括内模架支撑平台、垂直提升系统、钢管脚手架操作平台，在核心筒体内焊接内模架支撑平台，钢管脚手架操作平台焊接固定在内模架支撑平台上，内模架支撑平台“三角形”支架结构顶部通过支架的端部顶在电梯井剪力墙的墙面上，支架结构下部以电梯门洞连梁做支点，上部紧靠在剪力墙内侧，支架上固定钢管脚手架操作平台，在钢管脚手架操作平台4根立杆附近吊点位置焊接吊耳并连接约1m长的钢丝绳。本实用新型采取的是理论研究与实际应用相结合的方法，不仅能简单、有效地解决核心筒混凝土施工缓慢的难题，更能够提高施工效率，大幅度降低施工成本，保证核心筒混凝土成型质量。

Description

一种集成式核心筒内模架系统

技术领域

本实用新型涉及一种建筑施工设备，更具体的说，涉及一种集成式核心筒内模架系统。

背景技术

近年来，随着建筑领域承接的高层和超高层的房屋建筑工程越来越多，人们对其进行施工的经验也就越来越丰富。在施工中，会发现高层和超高层的核心筒混凝土的施工进度是影响整个工程进度的关键环节，传统的井道架子，需要从最底部逐步向上搭设，且每隔10-15m采用工字钢悬挑、钢丝绳卸荷，所需材料积压严重，耗费人工较多，因此造成目前核心筒混凝土施工人工作业量大、工序繁琐，施工空间狭窄，且无法通过增加劳动力的方式加快施工进度，究其实质原因主要是因为传统的核心筒内模架搭设造成的。

因此，如果能够提供一种提高核心筒混凝土施工进度和降低施工成本的内模架系统，将会为工程施工带来极大的效益。

发明内容

本实用新型主要目的是针对现有技术的不足，提供一种能加快核心筒混凝土施工进度、减少作业量、降低施工成本，保证施工质量和安全，提高核心筒混凝土施工技术水平的集成式核心筒内模架系统。

本实用新型的技术方案如下所述：

一种集成式核心筒内模架系统，包括内模架支撑平台、垂直提升系统、钢管脚手架操作平台，其特征在于，在核心筒体内焊接内模架支撑平台，所述钢管脚手架操作平台焊接固定在所述内模架支撑平台上，所述内模架支撑平台结构为“三角形”支架结构，支撑在电梯井混凝土过梁上，内模架支撑平台“三角形”支架结构顶部通过支架的端部顶在电梯井剪力墙的墙面上，所述内模架支撑平台支架结构下部以电梯门洞连梁做支点，上部紧靠在电梯井剪力墙内侧，支架结构上固定钢管脚手架操作平台，所述钢管脚手架操作平台上4根立杆附近吊点位置焊接吊环并连接约1m长的钢丝绳，钢管脚手架操作平台上设有木方层板，钢管脚手架操作平台与吊环之间设有“匚”型10槽钢，所述内模架支撑平台的水平上表面包括横向的槽钢和纵向的槽钢，所述的横向槽钢设有加强钢筋。

其还包括内筒大模板，所述内筒大模板拆除后用铁丝固定在钢管脚手架操作平台2上，然后用塔吊整体提升。

所述内筒大模板采用大模板体系，采用18mm厚胶合木模板，其背楞采用50×100木枋，背楞上再用10#槽钢穿对拉丝杆进行固定，背楞和槽钢间距均设为500mm，大模板高度取3.6m。

所述内模架支撑平台质量设计满足如下条件：所受荷载的静荷载设计值Q_静＝1.2×(Q2+Q3+Q4+Q5)；动荷载的设计值Q_动＝1.4×Q1；内模架支撑平台架体自重设计值Q_自＝1.2×Q6；

其中Q1：施工荷载；Q2：大模板重量；Q3：背楞重量；Q4：10#槽钢重量；Q5：脚手架操作平台重量；Q6：内模架支撑平台架体自身重量。

其还包括木质垫块，所述木质垫块垫于井道与内模架支撑平台之间，当井道增大时使用，木质垫块厚度≤50mm。

本实用新型的实际应用价值大，采取的是理论研究与实际应用相结合的方法，通过将理论研究和设计的成果在具体工程中的实际运用，不仅能够更加快速的完成项目的改进，而且也使本项目更能满足现阶段的施工需要，更能够给工程施工带去效益。它不仅能简单、有效地解决核心筒混凝土施工缓慢的难题，更能够提高施工效率，大幅度降低施工成本，保证核心筒混凝土成型质量。

附图说明

图1是根据本实用新型较佳实施例组装示意图；

图2是根据本实用新型较佳实施例吊装示意图；

图3是图1中A区域结构放大图；

图4是图1中B区域结构放大图；

图5是根据本实用新型较佳实施例俯视图；

图6是本实用新型内模架支撑平台结构图；

在图中，1、内模架支撑平台；2、钢管脚手架操作平台；3、木质层板；4、

48钢管；5、木质垫块；6、钢丝绳；7、大模板；8、10槽钢；9、吊环；10、加强钢筋；I区域：已施工楼层；II区域：待施工楼层。

具体实施方式

本实用新型将描述提供许多具体细节，以便读者透彻理解与本实用新型有关的实施例，然而，熟悉相关领域的人员知道实用新型实施例可在缺乏一个或多个具体细节条件下进行，或与其它装置，系统，组件，方法，材料，部件，和其它类似物一起进行，同时，在其它示例中，公知结构，材料或操作未具体显示或详细描述，以避免引起有关本实用新型实施例的混淆或模糊。

下面结合附图对本实用新型较佳实施例的实施方式做详细描述：

如附图1、图2、图3、图4、图5所示，一种集成式核心筒内模架系统，包括内模架支撑平台1、垂直提升系统、钢管脚手架操作平台2，在核心筒体内焊接内模架支撑平台1，所述钢管脚手架操作平台2焊接固定在所述内模架支撑平台上，所述内模架支撑平台1结构为“三角形”支架结构，支撑在电梯井混凝土过梁上，内模架支撑平台1“三角形”支架结构顶部通过支架的端部顶在电梯井剪力墙的墙面上，所述支架结构下部以电梯门洞连梁做支点(如图4)，上部紧靠在剪力墙内侧，支架上固定钢管脚手架操作平台2，在钢管脚手架操作平台4根立杆附近吊点位置焊接吊环9并连接约1m长的钢丝绳6，图1中I区域为已施工楼层，II区域为待施工楼层。

如图2所示，其还包括内筒大模板7，所述内筒大模板7拆除后用铁丝固定在钢管脚手架操作平台2上，然后用塔吊整体提升，在施工时，根据情况设置安全防护、防坠装置，所述钢管脚手架操作平台2上设有木方层板3，钢管脚手架操作平台2与吊环9之间设有“匚”型10槽钢8，所述内模架支撑平台1的水平上表面包括横向的槽钢和纵向的槽钢，所述的横向槽钢设有加强钢筋10，所述纵向槽钢和横向槽钢采用14a槽钢，加强钢筋10采用20号钢筋，木质层板下方还设有48钢管4。

如图6，内模架支撑平台1作为集成式核心筒内模架系统的核心部分，其结构设计直接影响着整个系统的使用和安全。在进行内模架支撑平台的设计时，为了避免在核心筒混凝土结构内增加用于内模架支撑平台的预埋件，本实用新型将内模架支撑平台由传统的“四边形”结构改变成了“三角形”结构，“三角形”的底部做成倒“L”形支座的形式，支撑在电梯井混凝土过梁上，“三角形”顶部通过支架的端部顶在电梯井剪力墙的墙面上，这样就巧妙的将整个平台的垂向力转移到“三角形”底部的混凝土过梁上，因改变支撑位置而产生的水平力也通过剪力墙和混凝土过梁承受，不再需要另外的支撑点，减少了在混凝土结构中预埋支撑部件的工作。

内模架支撑平台设计成“三角形”的结构还有一个好处就是在对系统进行垂直提升时，可以通过改变吊绳的长度，使平台自动倾斜一定角度，使工作时在电梯井道过梁上的垂向力支座进入电梯井道内部，达到利用塔机垂直提升的目的。

当井道增大时，其还使用木质垫块5，所述木质垫块5垫于井道与内模架支撑平台之间，木质垫块5厚度≤50mm。

内模架支撑平台“三角形”支架底部及中间的横杠采用10槽钢，“三角形”两侧边以及电梯门洞连梁采用14a槽钢，槽钢连接点全部塞焊焊接，该支撑平台的结构和受力均是沿平台横向成轴对称，组成该支撑平台的构件均属薄壁杆件。

另外，由于各工程项目的核心筒结构不同，电梯井道的规格尺寸也会不同，可以根据实际情况对系统的各部件长度进行调整，整个系统的整体结构不会受到很大的影响，仍能够满足施工需要。

本实用新型采取的是理论研究与实际应用相结合的方法，是理论研究和设计的成果在具体工程中的实际运用。

针对内模架支撑平台的理论设计，如下：

一、内模架支撑平台荷载计算：

1、施工荷载：考虑最多四个工人同时在平台上进行施工作业，Q1＝4×100×9.8＝3920N

2、模板及模板支撑装置重量：电梯井剪力墙内模板采用大模板体系，采用18mm厚胶合木模板，背楞采用50×100木枋，背楞上再用10#槽钢穿对拉丝杆进行固定，背楞和槽钢均按间距500mm设计，大模板高度按3.6m计算。

内筒大模板重量：Q2＝0.018×3.6×(2.6+2.7)×2×600×9.8＝4039N

背楞重量：Q3＝0.05×0.1×3.6×16×600×9.8＝1693N

10#槽钢重量：Q4＝(2.6+2.7)×2×8×10×9.8＝8310N

3、钢管脚手架操作平台重量：Q5＝4×4×3.84×9.8+2×3×3×3.84×9.8＝1280N

4、内模架支撑平台架体自身重量：Q6＝2.5×10×3.84×9.8+2.5×2.6×0.018×600×9.8+(2.4×4+1.2+1.2+1.2+1.15×2)×10×9.8+(2.5×2+3.3×2+3.48×2)×14.53×9.8＝940.8+687.96+1519+2642.8+＝5791N

按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)的规定，在进行强度和稳定性计算时，结构或构件所受荷载应采用荷载设计值，且应考虑荷载效应的基本组合。

因此，内模架支撑平台所受荷载的静荷载设计值为：Q_静＝1.2×(Q2+Q3+Q4+Q5)＝18386N，动荷载的设计值Q_动＝1.4×Q1＝5488N，内模架支撑平台架体自重设计值Q_自＝1.2×Q6＝6949N。

二、混凝土受压强度计算

根据力系平衡原理，在支点处的弯矩为0，因此可算出水平支杆和纵向支杆所受的最大水平支反力F₁＝5760N。14a#槽钢的截面面积S₁＝185100mm²，因此纵向支杆对剪力墙作用产生的压应力为：

远远小于C20混凝土的抗压强度，因此不会对剪力墙造成破坏。

根据垂下合力为0，可算出垂向支杆所受的最大垂下支反力F₂＝15412N，垂下支杆与电梯井过梁的混凝土S₁＝12000mm²，因此垂下支杆对电梯井过梁作用产生的压应力

远远小于C20混凝土的抗压强度，因此不会对电梯井过梁的混凝土造成破坏。

三、内模架支撑平台应力及变形计算

由于整个内模架支撑平台是有多个杆件组合而成的整体，形成了共同受力体系，所以在计算单根杆件受力时就不能简化成简支梁或者悬臂梁进行验收，所以在进行内模架支撑平台应力及变形计算时，本方案使用了MSC.Patran/Nastran有限元计算软件，对整个平台进行支撑作业和提升吊运时的两种工况进行了模拟计算。

经过计算，内模架支撑平台在支撑状态下产生的最大变形为1.55mm，发生在平台表面钢管上，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)的相关规定，钢管脚手架的允许变形为l/150，因此平台表面钢管的允许变形为8.4mm＞1.55mm，因此内模架支撑平台的刚度符合要求；产生的最大等效应力为109MPa，发生在垂向支杆与水平支杆的交接处，产生的最大剪应力为58.5MPa，同样发生在垂向支杆与水平支杆的交接处，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)的规定，Q235钢材允许的最大设计应力为215MPa，最大剪应力为125MPa，因此内模架支撑平台的强度符合要求。内模架支撑平台在起吊状态下产生的最大变形为1.03mm，发生在平台表面钢管上，小于8.4mm，因此刚度满足要求；产生的最大等效应力为66MPa，发生在吊环与纵向支杆的连接处，产生的最大剪应力为35.7MPa，发生在平台表面钢管与横向支杆交接处，同样能够满足要求，所以整个内模架支撑平台能够满足使用要求。

本实用新型实施例的上述描述，包括摘要中描述的内容，并非意在穷举或将实用新型限制到本文公开的精确形式中。本文所描述的具体实施例和举例仅用于说明，并且，根据熟悉相关技术领域人员的认识和理解，可在符合本实用新型精神和范围内进行各种等效改进，正如所指出的那样，可根据本实用新型实施例的上述描述，对本实用新型做出此类改进，并且这些改进将涵盖在本实用新型的精神和范围内。

Claims (5)

1.一种集成式核心筒内模架系统，包括内模架支撑平台、垂直提升系统、钢管脚手架操作平台，其特征在于，在核心筒体内焊接内模架支撑平台，所述钢管脚手架操作平台焊接固定在所述内模架支撑平台上，所述内模架支撑平台结构为“三角形”支架结构，支撑在电梯井混凝土过梁上，内模架支撑平台“三角形”支架结构顶部通过支架的端部顶在电梯井剪力墙的墙面上，所述内模架支撑平台支架结构下部以电梯门洞连梁做支点，上部紧靠在电梯井剪力墙内侧，支架结构上固定钢管脚手架操作平台，所述钢管脚手架操作平台上4根立杆附近吊点位置焊接吊环并连接约1m长的钢丝绳，钢管脚手架操作平台上设有木方层板，钢管脚手架操作平台与吊环之间设有“匚”型10槽钢，所述内模架支撑平台的水平上表面包括横向的槽钢和纵向的槽钢，所述的横向槽钢设有加强钢筋。 

2.根据权利要求1所述的集成式核心筒内模架系统，其特征在于，其还包括内筒大模板，所述内筒大模板拆除后用铁丝固定在钢管脚手架操作平台（2）上，然后用塔吊整体提升。 

3.根据权利要求2所述的集成式核心筒内模架系统，其特征在于，所述内筒大模板采用大模板体系，采用18mm厚胶合木模板，其背楞采用50×100木枋，背楞上再用10#槽钢穿对拉丝杆进行固定，背楞和槽钢间距均设为500mm，大模板高度取3.6m。 

4.根据权利要求3所述的一种集成式核心筒内模架系统，其特征在于，所述内模架支撑平台质量设计满足如下条件：所受荷载的静荷载设计值Q_静＝1.2×(Q2+Q3+Q4+Q5)；动荷载的设计值Q_动＝1.4×Q1；内模架支撑平台架体自重设计值Q_自＝1.2×Q6； 

其中Q1：施工荷载；Q2：内筒大模板重量；Q3：背楞重量；Q4：10#槽钢重量；Q5：钢管脚手架操作平台重量；Q6：内模架支撑平台架体自身重量。 

5.根据权利要求1所述的一种集成式核心筒内模架系统，其特征在于，其还包括木质垫块，所述木质垫块垫于井道与“三角形”内模架支撑平台之间，当井道增大时使用，木质垫块厚度≤50mm。 

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