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1、高层建筑结构转换层模板、支撑体系施工技术浅析摘要 文章以二个高层建筑结构转换层为例，探讨了高层建筑转换层模板、支撑体系的施工技术、以满足工程对安全、进度、质量、经济目标的实现。关键词 结构转换层，模板，支撑体系。近年来，随着我国经济的不断发展，城市建设日新月异，高层建筑越建越高，越建越大，向多功能、综合用途发展，结构转换层的使用也越来越普遍。结构转换层也正向着竖向荷载大、跨度大、截面尺寸大、 配筋多、 砼强度高、特别是有些结构的悬高高度高等方向发展，给施工带来了较大的难度。结构转换层模板、支撑方案的确定的合理与否直接决定了结构转换层的施工工艺，影响工程的安全、进度、质量、成本等目标的实现。1
2、转换层模板支撑体系常采用以下几种方法：1.1 常规浇筑法转换梁或板施工时，考虑一次支模浇筑砼成型，转换层的自重施工荷载很大，其钢管排架、支撑往往需要从转换层支撑到底层地面或地下室的底板。此种方法的主要优点是转换梁荷载有效扩散、传递路径畅通、搭设灵活、施工方便、施工经验成熟；缺点是材料用量大、占用周期长、费用高、施工中要求上、下层支撑尽可能在同一垂直线上， 对支撑的搭接要求高，很难做到各竖向支撑的初压应力基本一致，比较复杂。1.2 荷载传递法将转换梁或板的自重及施工荷载通过支撑系统由若干层梁、板来共同承担，将荷载逐层扩散，支撑的梁、板的数量通过计算来确定，或者通过设计来提高下一层的承载力实现。该
3、方法是方法一的进化，充分利用转换层以下各楼层结构已形成的强度来分担转换层自重及施工荷载。1.3 叠合梁法应用叠合梁原理将转换梁或板分两次或三次浇筑叠合成型，利用前一次浇筑砼形成的梁或板支撑后一次浇筑砼的自重及施工荷载。采用这种方案时转换梁或板下的钢管支撑系统只需要考虑第一次的砼自重和施工荷载，因而可以大量减少下部钢管支撑的负荷，减少材料用量，同时，分层浇筑有利于砼散热可以缓解大体积砼水化热高、温度应力过大对控制裂缝的不利影响，但需对叠合面进行一定的构造处理，如增加抗剪箍筋，留置凹凸槽，易造成钢筋二次污染、施工中需采取保护措施。施工的工期也可能延长。1.4 型钢、钢绗架梁法在转换梁或板中埋设型钢
4、或钢绗架，将型钢或钢绗架与模板连为一体， 支撑在转换层下的柱和剪力墙上，以承受大梁的全部自重及施工荷载，需投入型钢，同时由于型钢或绗架的影响，使钢筋就位、绑扎困难加大，该方法适用于钢骨砼组合结构。在转换梁或板下设支模型钢、钢绗架，支撑在柱、剪力墙的附架钢筋砼牛腿或增设的临时钢砼支柱上，拆除模板和绗架后，需花较多的人工凿除柱、墙上的附加钢筋砼牛腿。该方法砼的浇筑均一次浇筑成型，可节省模板支撑材料，降低施工费用，适用于转换梁跨度大或转换层下部空间层大的情况。2 工程实例2.1 住宅小区工程位于市区，塔楼地下两层，地上三十二层，其中地上四层为框架结构，五层向上为纯剪力墙结构住宅。四层顶为砼转换大梁，
5、转换大梁较大，截面尺寸为1200X 1600mm 900 x 2000mm一般为600X 1600mm层高4.77m,顶板厚250mm柱、梁均为型钢硅， 硅等级均为C5Q两端框架柱为1000mme 1000mmi钢硅柱，最大跨 度净长9000mm经多方案比较、商讨，我们在施工中采用在钢梁上焊接螺杆来固 定模板（见图一），这样不但能够起到固定模板的作用而且还能承受 施工中的部分荷载，使得只需要用下一层的梁和板就能够承受转换大 梁的自重和施工荷载，从而大量地节省了施工材料。现列抽典型、具有代表性的大梁进行其支撑体系的理论验算。此大梁的截面为900mm*2000m推中型钢为200*36*1478*3
6、6*Q345、大梁线荷载冬一Q设计值计算（KN/M :根据施工规范要求，大梁施工时应考虑下列荷载：a、大梁自重b、大梁翼板重c、施工荷载d、混凝土冲击荷载e、 混凝土振动器荷载f、模板及支架荷载Q=82.9KN/M、焊接在钢梁底部的螺栓所能承受的拉力本工程采用12的螺杆，采用E43型焊条的手工焊，焊缝长度 50mm焊脚为8mm螺杆与蝴蝶扣件采用双螺母连接，以防止滑丝。 a. 焊缝所能承受的最大拉力N=helwftw=0.7*8*50*160=44.8KNb. 螺栓能够承受的最大拉力为N tb=3.14de2ftb=3.14*11.5*11.5*170/4=17.65KN因此钢梁底焊接的螺杆能够
7、承受的最大拉力为17.65KN。现 设 置 螺 杆 的 间 距 为700mm， 所 以 螺 杆 能 够 承 受 的 线 荷 载 为17.65/0.7=25.2KN/M从而四层梁所需要承受的线荷载为82.9-25.2=57.7 KN/M据JGJ130-2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程支撑架钢管承载力计算：每根钢管的承载力为24.36KN,需钢管2.4根。现设置梁底为两排立杆，间距为 350mm具纵向间距为700mm 1/0.7*2=2.9 根 >2.4 根，能够承受，安全。、转换大梁下对应四层大梁（截面见图一）承载力计算：通过验算四层对应大梁承载力情况验算要同时满足抗弯和抗剪的
8、要求, 该梁只能承受194.35KN/m 的线荷载。大梁本身承重（线荷载），取两边各半跨（偏保守）三层大梁实际承受本层重量为15.75KN/m大梁富余承载力为：194.35-1.2 X 15.75 = 175.45KN/m而支撑传至四层楼面大梁线荷载82.9KN/m,175.45KN/m > 57.5KN/m通过对以上验算，转换大梁对应下层有梁时，四层梁板的承载力远大于转换大梁传下来的荷载，即使进度提前，只需梁板的强度能够 达到设计强度的70嗨口可以进行转换大梁的浇筑，从而只需要一层承载 即可以进行转换大梁的浇筑，节省了大量的支撑材料。由于转换大梁中设有型钢梁，这就使得在固定侧模板时对拉
9、螺杆 无法穿过大梁，这就使得大梁的侧模板加固成为一个难点。经商讨后， 在钢梁侧板上焊接螺栓的方法来固定大梁侧模板。设置螺杆的竖向间 距500mm水平间距700mm采用E43型焊条手工焊，焊缝的长度为50mm 焊脚为8mm螺杆为12。详见图二f II I li I H Pl 1 I图二现验算螺杆的承载力a.新浇筑的硅作用于模板的最大侧压力2按公式计算，并取两者较小值，故最大侧压力为43.75 KN/Mb.单根螺杆的承载力为：焊缝能够承受的拉力：N=PffWhelw=160*0.7*8*50=44.8KN螺栓能够承受的最大拉力为N tb=n3.14de2ftb=2*3.14*11.5*11.5*1
10、70/4=35.3KN （采用双螺母）所以单根螺杆的最大承载力为35.3KN35.3 *3/0.7/2=75.6 KN/M 2>43.75 KN/M2所以能够承受，满足使用要求。35.4 龙海花园15、16楼工程龙海花园15、16楼工程，位于河北省鹿泉市东南角，南临和平路，西靠海山大街，由两栋地下两层、地上三十三层相对独立的高层组成。工程结构设计形式为：地下及地上一层为框支剪力墙结构，二层设计为转换层，二层向上结构形式转换为剪力墙结构。转换层为箱梁结构，其底板即为一层的顶板，底板厚 200mm顶板厚250mm 箱梁腹部最大截面尺寸为 1350X 2900mm一月殳为1300 x 2400
11、mm 层层高4000mm柱、梁、板硅等级均为C5a箱梁下对应一层、负一 层梁截面为400x 700mm最大跨度净长4000mm另外有部分箱梁（600 x 2400mm所对应下层同一位置无梁。35.4.1 施工方案的选择经相关施工技术人员多方案研究后决定：将箱梁分二步浇筑，在腹部的梁上留置一道水平施工缝，同时水平施工缝的位置在以下两种方案中选择一种方案实施。方案一：将施工缝留在箱梁的上部，即梁与上板的结合部板底，将箱梁的底板和梁一次浇筑。其优点是箱梁的结构整体性好，不会产生砼的接茬处理问题，缺点是转换层箱梁的荷载大，支撑用量大，箱梁的侧模支撑系统也会增加施工难度。方案二：在箱梁底部以上300mm
12、 处设置水平施工缝，待第一次砼强度达到70%设计强度后，进行第二次砼浇筑。其优点是减少施工中支撑所受的荷载，减少了支撑材料；缺点是上部钢筋易受二次污染， 保护难度大。经设计单位认可后，决定采用方案二的方法留置水平施工缝， 同 时在施工中有以下几点做法：、箱梁的混凝土分二步浇筑，在箱梁的侧板和底板钢筋绑完后， 先行浇筑底板混凝土，同时对于侧板部位先浇筑 300 mm高；在先浇 筑的硅达到70%勺设计强度后，进行箱梁的侧板和顶板的浇筑。、转换层下对应有梁时施工荷载采用一层承载方案，转换层下 面对应的一层，待转换层强度达 100%B拆除（详见附图三）。图三、对于箱梁所对应的下层无梁的情况,由于板的承
13、载力比梁要小得多，故对于这种情况，现采取将荷载传递到一层、负一层的施工方案。这部分的转换大梁下支撑的布置为纵向间距 600mm横向间距600mm步距不大于1500mm、 对于箱梁所对应的下层梁位置与箱梁的位置偏差较大的按箱 梁所对应的下层无梁的情况考虑。35.4.2 模板、支撑系统及施工中的注意事项：、 转换层下整个支撑体系采用扣件式钢管满堂脚手架，梁板底模用12厚竹胶板、50*100mm木方，支撑选用48X 3.5焊接钢管,脚手架连接方式采用接头扣件连接, 立管排距、纵距见附图。、箱梁侧板下中部沿梁中心线设两根 3.1米至3.6米长立杆，上部采用丝杆调节大梁底标高（ 见附图 ）, 丝杆的自由
14、伸出长度<200mm,丝杆中心与上部梁下小横杆中心对齐，丝杆上部U形处用木楔子钉齐，外侧两排立杆顶端用双扣件与小横杆连接。、所有立杆下均设通长垫板，沿纵横方向设剪刀撑，剪刀撑与地面夹角为450-60 0，设置扫地杆，扫地杆离地面200mm。、箱梁侧模采用钢模板支设，凡钢模板变形翘曲的禁止使用。侧模外设垂直、水平两层48钢管加固，用12穿墙螺栓夹紧，水 平方向间距 500,垂直方向设四道，间距见附图，每跨设三道斜撑， 以保证梁不倾斜。、因底板与梁同时浇筑，梁侧模下方必须悬空 200mm在梁底 部设置钢筋22马凳作为支撑，间距800mm马凳水平筋上缘与底板 表面齐平，马凳在箱梁钢筋安装时摆放
15、，并与梁中钢筋焊接保证其稳定。、箱梁顶板模板支设同底板模板，由于转换层四周是封闭的,可在转换层每间的底板上留置直径为 700mnH形洞口，以便施工人员和周转材料的运出。、在钢筋密集的节点处，震捣棒难以插入，可采用直径 35mm 震捣棒，并在绑扎钢筋时在适当的部位埋直径48mmi冈管分隔钢筋留出空隙，待砼浇捣后再拔出。、由于钢筋密集，结合面难以凿毛，在第一次硅浇筑完后，硅终凝前，立即用高压水冲洗表面，将悬浮浆冲走，露出石子即可。3 结语结构转换层的施工，由于模板支撑复杂、钢筋多、间距密、砼量大、强度高、施工人员多，因此施工组织显得尤为重要，采取灵活多样的施工方案，施工组织安排得好可以节约支撑数量，降低施工费用，同时有利于砼散热，减少了因温度应力过大对控制裂缝的不利影响，保证了砼浇筑质量的实现。可达到事半功倍的效果，保证工程安全、 质量、工期、经济目标的实现。参考文献：1 . 简明施工计算手册（中国建筑工业出版社）；2 .材料力学（天津大学出版社出版）；3 .建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程JGJ130-2001；4 . 赵敏、何晖、张富肇转换层大截面梁模板支撑方案优化设计、施工技术2005， 109