超高悬挑钢筋混凝土屋面的模板支撑设计与施工.pdf

超高悬挑钢筋混凝土屋面的模板 支撑设计与施工 * F or mwor k S u pp or t De s i g n a n d Co n s t r u c t i on o f S u p e r Hi gh Ca n t i l e v e r R C R oo f 周小激 上海建工集团股份有限公司广州分公司 广州 5 1 0 5 3 0 摘要 ：结合广州市 琶洲P Z B 1 3 0 1 工程的裙楼屋面结构施工实例 ，对超高悬挑钢筋混凝土屋面结构 的施工难点进行 了综合 分析 ，在 此基础上对搭设高度达4 1 m的超高满堂支撑体 系进行 了设计 ，最后系统总结了施工过程控制要点 ，可为类似 超高支撑体系设计 与施工提供参考。 关键词：超高悬挑屋面 模板支撑 设计与施工 钢筋混凝土斜柱 中图分类号 ：T U 7 5 5 2 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 3 ) 0 3 0 2 1 4 0 2 1 工程概况 广州市琶洲P Z B1 3 0 1 项 目，又 名南丰汇环球展贸 中 心，地下3 层 ，主楼地上1 8 层 ，高 1 0 6 7 5 m，裙楼地上5 层 ，高4 1 m，总建筑面积1 3 6 0 4 9 m 。为营造通透 的大空 间和独特的外观造型 ，结构设计在东西两侧采用了超高悬 挑屋面和钢筋混凝土通长大斜柱 ( 图1) 。 图1 建筑效果图 裙 房6 层部分区域采用 了超高悬挑屋面结构 ，悬挑区 域屋面板由斜向布置的大截面梁和5 根超大断面钢筋混凝土 斜柱结构支承。悬挑范围内屋面板最大纵向长度为7 7 8 m， 结构外伸长度为2 3 61 7 _ 7 m，超高悬挑屋面距首层楼板最 大高度达4 1 m。 悬挑区域大面积屋面板厚1 5 O mm、局部板厚2 0 0 m； 悬挑区域梁截面类型较多，梁宽3 0 02 3 0 0 mm，梁高5 5 0 注 ：本项 目为上海建工集团股份有限公 司科研项目，编号为 ： 2 0 0 9 0 4 2 。 作者简介：周小激 ( 1 9 8 6 一 )，女，本科，助理工程师。 通讯地址 ：广州市萝岗区科学城科学大道9 9 号科汇金谷科汇2 街4 号8 楼 ( 5 1 0 5 3 0)。 收稿 日期 ：2 0 1 2 一 l 1 一 l 0 2 1 4 l 建 筑 施 工第 3 5 卷第 3 期 2 7 0 0 mm，最大梁截面尺寸为2 3 0 0 mm2 7 0 0 mm。图2 所示为裙房悬挑屋面范围。 2 6l l f 2 ” 图2 裙房6 层悬挑屋面范围 2 施工难点分析 裙房6 层钢筋混凝土屋面结构悬挑 区域面积大 ，屋面 梁为平面斜梁且断面尺寸较大 ，悬挑屋面仅有几根大斜柱 支撑 ，模板支撑体 系设计和施工过程控制难度较大。主要 施工难 点有 ： ( a)悬挑屋面距首层楼面结构高度达4 1 m，超高模 板支撑 系统的受力、刚度及稳定性控制难度很大 ( b) 悬挑屋面 向外延伸长度近2 4 m，导致超高的模 板支撑体 系与已完成的结构拉结困难 ，难 以利用 已完成结 构增强支撑体系的整体稳定性 ； ( c)悬挑 区域 的屋 面 梁 断面 尺 寸 较 大 ，最 大 达 2 3 0 0 mm x 2 7 0 0 mm，结构 自重荷载大 ，模板支撑设计有 一 定的难度 ( d)悬挑区域的屋面梁多数为斜梁 ，平面位置不规 则 ，与轴线不平行 ，给支撑体系的设计布局和施工带来较 大难度 ； ( e)悬挑区域的屋面梁部位 与大斜坡柱对应 ，导致 在斜柱平面投影范围内的支撑立杆无法落地搭设 ，支撑体 系设计要求较高。 周小激 ：超 高悬挑钢筋混凝土屋面的模板 支撑设计 与施 工 3 模板与支撑体 系设计 扣件 式钢管模 板支撑体系具有承载 力高 、整体 刚度 大、布置灵活、装拆 方便、通用性强等优点，结合悬挑屋 面的结构特点 ，综合考虑安全性 、经济性 、便捷性等 因 素，决定采用普通扣件式钢管模板支撑体系。 超高模板支撑排架计算时 ，必须按照规范的要求考虑 风荷载的影响。经过计算 ，悬挑屋面板模板采用厚1 8 mm 普通九夹板 ，模板下铺设5 0 mm X 1 O O mm木方作为支撑， 问 E 2 5 o mm。木方下的水平托梁采用7 0 mm7 0 mm木 方。模板支架采用 4 8 mm 3 0 mm扣件式脚手管搭设 ， 承重立杆间距为9 0 0 mm9 0 0 mm，步距为1 2 0 0 mm，立 杆顶部采用可调顶托。 悬挑屋面梁的梁侧次楞采用5 0 mm X 1 O O mm方木 ， 主楞采用 4 8 mm3 0 mm水平双钢管，用 1 2 mm对拉 螺栓 ，水平、竖向间距均 为4 5 0 mm。梁底采用5 0 mm x 1 O O mm方木作为模板支撑 ，木方支撑垂直于梁截面 ，沿 梁纵 向布置 。梁下设 水平托梁 ，并加设 承重立杆 。梁底 立杆排距一般为6 0 0 mm，对于截面尺寸大于1 5 0 0 mm 1 7 0 0 mm的梁 ，梁底立杆排距加密至4 5 0 mm，步距为 1 2 0 0 mm ( 图3)。 超高扣件式钢管模板支撑体 系除了通过严格计算来保 证受力安全、整体稳定和变形可控外 ，还增加了一些构造 措施，以确保超高排架体系的稳定 ： ( a) 在先期施工完成的楼面结构上设置预埋件 ，采用 水平钢管将高排架与楼板结构拉结 ； ( b) 采用水平钢管 ，将高排架与先期施工完成 的斜 柱进行抱箍拉结i ( C) 受 已施工完成的大斜柱影响，其范围内立杆不能 落地搭设 ，则在斜柱两侧设置双立杆进行加强； ( d)增加水平、垂直剪刀撑 的设置 ，水平剪刀撑每2 步设置1 道 ，在屋面大梁梁底增加1 道构造横杆 ，大梁底设 置3 道垂直剪刀撑 ； ( e)由于高排架直接搭设在首层结构楼板即地下室 结构顶板上 ，除了对结构楼板 进行强度和变形复核验算 外 ，对部分大梁水平投影范围内的首层结构楼板采用扣件 式钢管排架进行回项加固。 4 混凝土浇筑与支撑监测 超高悬挑钢筋混凝土楼板施工 ，除 了严格按照设计方 案搭设模板支撑外，混凝土浇筑过程控制也十分关键。为 了进一步减小各种不确定因素对施工过程的影响 ，经过研 究 ，对混凝土浇筑过程进行了优化设计。由于裙房屋面悬 挑区域面积大 ，根据结构设计后浇带的布置 ，将悬挑区域 划分为3 个施工区段 ，分次浇筑。每个区段内的梁板混凝土 分三步浇筑 ，第一步将与斜柱相交的大梁混凝土浇筑至6 层 板面标高以下1 2 m处 ，第二步将区段内所有结构梁的混凝 土浇筑至6 层板面标高以下0 5 m处 ，第三步再将 区段 内大 面积梁板混凝土浇筑至设计楼面标高 ( 图4) 。 !托 泶谯 坷证 厂 _ 7 ，； t | 啦 ， 7 ； ， i 1 , J ； 一 美II t 望 雪 嚣 驾 一 萨 ：=十 - 下 ：= L ， k 一 上 ：二 己 I 慧： 宦 ：薰 陋 接 I 姥 i、 t | 一 l焉 i 排鞠 6 fW ) ” ) 上 删纵 H ! | _ = 婶 磐 I 孽 和 每 ； 移 铁J 盎 坎 图3 悬挑屋面大梁模 板 排架剖面 图4 西侧悬挑 区域混凝土 浇筑平面 在悬挑屋面结构混凝土浇筑施工过程中，对超高排架 体系变形进行了全方位监测。监测表明，排架体系水平 变 形在3 1 4 9 mm之间 ，远小于设计报警值 1 0 mm：排架 体 系竖 向变形在3 6 63 9 7 mm之间，也小于设计报警值 5 m m o 5 结语 超高悬挑混凝土结构的施工控制难度较大 ，本文通过 高4 1 m的悬挑屋面结构的施工实例 ，介绍了超高模板排架 体系的设计和施工要点 ，重点叙述了排架设计 的构造加强 措施 ，通过 分次浇筑等措施来分散 混凝土浇筑时的荷载 ， 从而保证了超高悬挑屋面结构施工的安全和质量。 1 黄应仲， 张建平 高大空间混凝土楼盖高支模应用技 术 建筑施工 2 0 0 9 ( 2 ) ： l 2 5 1 2 6 2 0 1 3 3 B u i l d i n g c 。 n s t r u c t i 。 n I 2 1 5