高层住宅楼转换梁结构支撑体系施工技术_吴超.pdf

d o i:1 0.3 9 6 3/j.i s s n.1 6 7 4-6 0 6 6.2 0 2 3.0 1.0 1 4高层住宅楼转换梁结构支撑体系施工技术吴 超(安徽省大拙建设工程有限公司,亳州2 3 6 8 0 0)摘 要:梁式转换层能实现上下层结构类型和柱网的转换。转换层的支撑体系是确保施工过程中结构稳定以及施工安全的关键。该文以安徽省亳州市某民用高层住宅项目为例,研究转换层的结构和支撑体系。考虑最不利情况下,运用结构力学相关原理,对梁式转换层的支撑体系进行校核,所有项目均通过验算,支撑体系安全可靠;施工过程中,对支撑体系的变形进行了监测,数据表明,各类监测数值均小于允许值,整个施工过程安全可控。关键词:高层住宅;转换梁;支撑体系C o n s t r u c t i o nT e c h n o l o g yo fT r a n s f e rB e a mS t r u c t u r eS u p p o r tS y s t e mi nH i g h-r i s eR e s i d e n t i a lB u i l d i n gWUC h a o(A n h u iD a z h u oC o n s t r u c t i o nE n g i n e e r i n gC o,L t d,B o z h o u2 3 6 8 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:T h eb e a mt y p et r a n s f e rf l o o rc a nr e a l i z et h ec o n v e r s i o no fu p p e ra n dl o w e rs t r u c t u r et y p e sa n dc o l u m ng r i d s.T h es u p p o r t s y s t e mo f t r a n s f e r f l o o r i s t h ek e yt oe n s u r es t r u c t u r a l s t a b i l i t ya n dc o n s t r u c t i o ns a f e t yd u r i n gc o n-s t r u c t i o n.T h i sp a p e r t a k e s a c i v i l h i g h-r i s e r e s i d e n t i a l p r o j e c t i nB o z h o uC i t y,A n h u i P r o v i n c e a s a ne x a m p l e t o s t u d y t h es t r u c t u r ea n ds u p p o r t s y s t e mo f t h e t r a n s f e r f l o o r.C o n s i d e r i n g t h em o s t u n f a v o r a b l e s i t u a t i o n,t h e s u p p o r t s y s t e mo f t h eb e a mt y p e t r a n s f e r f l o o r i sc h e c k e db yu s i n gt h er e l e v a n tp r i n c i p l e so fs t r u c t u r a lm e c h a n i c s.A l l i t e m sh a v ep a s s e dt h ec h e c kc a l c u l a t i o n,a n dt h es u p p o r t s y s t e mi ss a f ea n dr e l i a b l e;D u r i n gt h ec o n s t r u c t i o n,t h ed e f o r m a t i o no f t h es u p p o r ts y s t e m w a sm o n i t o r e d,a n dt h ed a t a s h o w e d t h a t v a r i o u sm o n i t o r i n gv a l u e sw e r e l e s s t h a nt h e a l l o w a b l ev a l u e s,a n d t h ew h o l ec o n s t r u c t i o np r o c e s sw a ss a f ea n dc o n t r o l l a b l e.K e yw o r d s:h i g h-r i s er e s i d e n c e;t r a n s f e rb e a m;s u p p o r t s y s t e m收稿日期:2 0 2 2-1 2-1 0.作者简介:吴 超(1 9 8 5-),高级工程师.E-m a i l:5 0 1 6 8 1 5q q.c o m对于下部为商业空间,上部为民用住宅的建筑,需要设置转换层实现功能和结构的转换1,2,梁式转换结构是最通用的形式,能够很好地实现上下层结构类型和结构柱网的转换3,4。转换层的支撑体系是确保施工过程中结构稳定性以及施工安全性的关键所在。该文以亳州市某民用高层住宅项目为例,围绕转换层结构支撑体系,分析受力构件及支撑体系的应力及应变情况,实时监测以观察支撑体系的沉降变形,为类似工程提供借鉴。1 工程概况安徽亳州市某民用高层住宅项目,剪力墙结构,剪力墙抗震结构为四级,框架抗震结构等级是四级,建筑结构安全的等级为二级,建筑结构使用年限是7 0年。抗震设防类别为丙类,地基基础为桩基础,地基基础设计等级为甲级。1 0#1 2#楼地上建筑有1 7层,12层为商业空间,第3层为转换层,层高5m。42 7层为民用住宅,层高2.9m,地下一层为地下停车库,层高5.5m,建筑总高8 1.5m;建筑面积均为2 96 1 8.5m2。转换梁的截面有8 0 0 mm 10 0 0 mm,15 0 0 mm 20 0 0 mm,16 5 0 mm20 0 0 mm,17 5 0mm20 0 0mm,94建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期25 0 0mm 20 0 0mm共5种类型,转换梁的最大跨度为7.4m。2 转换梁结构支撑体系转换层支撑体系采用如下方案:设置两层支撑,在二层模板支撑体系不拆除的情况下,由二层顶板和一层顶板共同承担转换层施工荷载。25 0 0mm20 0 0mm的转换梁,模板和支撑体系构成如表1所示。表1 模板和支撑体系构成构件规格型号模板9 1 5mm18 3 0mm1 5mm梁底主支撑2-4 8mm3mm梁底次支撑4 0mm9 0mm20 0 0mm立杆4 8mm3mm横杆、斜杆4 8mm2.5mm对拉螺杆1 4mm槽钢1 0#转换梁支撑体系的平面图如图1所示,支撑体系的立面图如图2所示。转换梁的梁底主支撑采用4 8 mm3 mm钢管,沿梁纵向设置,梁底主支撑的间距按照6 0 0mm、3 0 0mm、3 0 0mm、3 0 0mm、3 0 0mm、3 0 0mm、3 0 0mm、6 0 0mm设置。同时梁底支撑立杆的横向间距也按上述间距布置,共布设7排立杆,纵向间距为6 0 0mm。转换梁的两侧立杆距离梁边缘为2 5 0mm。3 转换梁结构支撑体系校核转换层施工项目相关的荷载数据如表2所示。表2 相关的荷载数据/(k Nm-2)荷载名称模板面板自重荷载g1浇筑混凝土自重荷载g2梁内钢筋自重荷载g3施工设备荷载g4荷载数值0.22 2.51.81.53.1 转换梁底主支撑校核梁底主支撑为两根4 8mm3mm的钢管,荷载不均衡系数为0.6。弹性模量E=2 0 6k N/mm2,截面积为4 2 3.9mm2,惯性矩I=1 0.7 8c m4,抗弯截面系数W=44 9 0mm3,抗弯强度允许值f=2 0 5N/mm2,抗剪强度允许值=1 2 5N/mm2,变形挠度允许值y=1 0mm。经过适当简化计算后的主支撑的受力简图如图3所示。按照上述荷载情况,计算并绘制出主支撑的弯矩图如图4所示,剪力图如图5所示,变形挠度曲线如图6所示。1)主支撑抗弯强度校核最大弯曲应力=Mm a xW=0.8 5 84.4 9=0.1 9 1k N/mm2=1 9 1N/mm2f=2 0 5N/mm205建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期 主支撑的抗弯强度校核通过。2)主支撑抗剪校核:由图5可知,最大剪力为9.6 1 3k N,剪切应力=2F sA=2 9.6 1 34 2 3.9=0.0 4 53 5k N/mm2=4 5.3 5N/mm2=1 2 5N/mm2。主支撑的抗剪强度校核通过。3)主支撑变形挠度校核:由图6可知,主支撑变形挠度最大值为0.6 8 9mmy=1 0mm,主支撑的变形挠度校核通过。3.2 立杆校核立杆的尺寸规格为4 8mm3mm的钢管,弹性模量E=2 0 6k N/mm2,截面积A=4 2 3.9mm2,惯性半径i=1 5.9 5mm,抗弯强度允许值f=2 0 5N/mm2,柔度允许值=1 5 0。1)柔度校核立杆的柔度=Li=118 0 01 5.9 5=1 1 2.8 5=1 5 0。立杆柔度校核通过。2)稳定性校核经过计算,立杆承受的最大压力Fz=2 8.6 9 5k N,承受的最大弯矩M=0.0 9 5k Nm,则立杆的临界应力c r=2.5FZA+MW=2.52 8.6 9 51 034 2 3.9+0.0 9 51 0344 9 0=1 9 0.3 9N/mm2f=2 0 5N/mm2。立杆稳定性校核通过。3.3 模板校核模板厚 度 为1 5 mm,尺 寸 为9 1 5 mm18 3 0 mm,弹 性 模 量E=1 0.5k N/mm2,惯 性 矩I=2 5 73 4 3.7 5mm4,抗弯截面系数W=3 43 1 2.5mm3,抗弯强度允许值f=2 5.5N/mm2,抗剪强度允许值=1.5N/mm2。模板强度校核时可将其视为4等跨的连续梁,承受均布荷载的作用,受力简图如图7所示。其中均布荷载q=7 0.4 8k N/m,是对所有相关荷载综合折算的结果。1)模板抗弯强度校核最大弯曲应力=Mm a xW=0.57 0.4 81 3 923 43 1 2.5=1 9.8 4 3N/mm2f=2 5.5N/mm215建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期 模板抗弯强度校核通过。2)模板变形挠度校核y=2qL43EI=27 0.4 81 031 3 9431 0.52 5 73 4 3.7 5=6.4 9 1mm y=1 0mm 模板变形挠度校核通过。在考虑最不利情况下,主要结构的所有校核项目均通过,表明转换层支撑体系方案合理,安全可靠,可进入实际施工阶段。4 转换梁模板及支撑体系施工4.1 施工要点1)对于模板安装,首先设置楼板轴线和转换梁位置线,布设立杆位置点,然后按照轴线、梁位置线以及水平线安装模板5。2)支撑和次支撑严格按图施工,保证间距和布设密度。3)立杆须设置底座,立杆的垂直度容许偏差为2 0mm,上下层支柱应竖向对齐。4)模板布设完成后,应检查支撑体系的稳定性。模板拼缝应平整严密,拼缝下面必须要有次龙骨支撑,拼缝处需内贴胶带以防止漏浆6。5)搭设高度超过8m的模板支架,竖向斜杆必须按图纸全数架设,且每隔46个标准步距设置水平斜杆或扣件钢管剪刀撑。4.2 支撑体系变形监测转换层支撑体系在混凝土浇筑过程中,可能会承受冲变动的荷载而发生沉降和位移,严重的情况甚至引起坍塌事故。因此,混凝土浇筑施工时,需要对支撑体系进行变形监测,时刻掌握支撑体系的受力情况和变形情况7,8,预防事故发生。支撑体系变形量允许值如表3所示。表3 支