拆一楼板支模方案的荷载传递计算.doc

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《建筑技术》2003年 第11期
“三拆一”楼板支模方案的荷载传递计算
薛惠敏 季本智 薛洪 李贞亮
摘要：在多层现浇混凝土结构施工中，建立“三拆一”楼板模板支撑的荷载传递计算的力学模型，可分析各层楼板受到的荷载，核算楼板在施工阶段承载力是否安全。该计算方法对确定有转换层的支撑方案计算尤为实用。
关键词：支模方案；荷载传递；力学模型；承载力
薛惠敏，l937年12月生，江苏无锡人，无锡建苑监理公司，总工程师，高级工程师，214001，无锡收稿日期：2003—08—15
建筑结构荷载规范规定，住宅、办公楼、病房楼等建筑的楼面使用荷载为qk=1．5 kN／m2．2 kN／m2，而施工活荷载为qk=2．5 kN／m2tl、2～，最近对施工活荷载统计分析得qk=2．5-3 kN／m圳。对于上述类别的建筑，施工荷载大于使用荷载的命题早已成立，这是由建筑结构设计仅遵循荷载规范，不考虑如何施工造成的，因此楼面承载能力在施工阶段如何凑合结构设计(不能改变楼板配筋和厚度)的问题逼迫施工人员去落实。在文献Ⅲ中提到：“当施工荷载所产生的效应比使用荷载效应更为不利时，必须经过核算”，但未交代如何核算。另外，结构设计是以楼面混凝土强度已达设计值为前提的，而施工时楼面混凝土强度还在形成之中，因此施工计算不仅要考虑荷载的增大，而且还要顾及混凝土强度是个变量的问题。
本文针对上述情况，结合“三拆一”楼板支模方案，作出施工计算。
1“三拆一”楼板支模方案
“三拆一”支模方案，是指楼板模板体系共有三套，支撑着三层楼面，拆下最早支的一套模板，保留二套模板，将拆下的一套往上安装，完成浇筑新一层混凝土楼面，如此周转向上，称为“三拆一”楼板支模方案(图1)。

图1“三拆一”支模方案
(a)(iX2×3)三套模板；函)拆下①安装在4F上；(c)拆下②安装在5F上
2施工周期与混凝土龄期
施工周期是指完成一层楼板混凝土浇筑所需要的时间(天数)，通常以7d、10 d为一层的施工周期。按此两种施工周期确定的工序时问，分析各层楼板混凝土所达到的龄期，见表l。3荷载传递计算
3．1计算模式
从表l的拆模工序可知，拆2F底模时，4F楼面混凝土龄期仅为3 d、4d，此时4F楼面混凝土强度尚未达l5MPa，4F楼面尚需由2F、3F来承担，这就需要分析两层楼板荷载如何分担的问题，即图2的计算模式。

从表l的另外两种工序情况(即支模和绑扎钢筋、5F浇筑混凝土)，4F楼面混凝土的龄期已分别达6 d、9 d和7d、10d，可以分担部分荷载。因此，要建立有三层楼板时荷载传递的力学模型，即图3的计算模式。

3．2 图2、图3释义
Bcl、B＆、曰。分别表示lF．2F、3F层楼板的刚度，按(1)式计算：

式中既，矗；——i层楼板混凝土弹性模量和楼板厚度；
I-——混凝土泊桑比；
gi——i层楼板的自重荷载(kN／m2)；
Z——楼板的计算跨度；

p——需要传递的均布荷载ekN／m2)；
茁广一均布支撑的反力(kN／m0；
卜i层楼板在均布荷载作用下产生的挠度。
图中楼板的简支座，仅表示楼板是有支承的，在计算楼板的承载能力时，板的支座按具体情况另行决定。
33 图2内力分析
楼板均布荷载9i的作用下产生的挠度工可由㈤式表达：细i紫阢 (2)式中舟—一i层楼板的挠度
q广—一i层楼板上作用的均布荷载(1；￡N／m0； 。
Ba——-i层楼板的刚度；
Z：——i层楼板的计算跨度；
d；——按i层楼板支座情况而定的系数。
图2中1R2F的支座、计算跨度相同。按图2及(2)式，可分别算得1F、2F楼板的挠度为：

设支撑是均布设置的，在受荷后是不变形的(受荷后，支撑压应力很小，不会发生压曲，其辅向变形可忽略不计)，因此有：

由(6)式可求得楼板在施工阶段的荷载如(7)式

3．4图3内力分析
在均布荷载作用下，各层楼板的挠度为：

有了％，、x：，就可算得各层楼板在施工阶段的荷载，如Cll)式、H ’

4混凝土各龄期的计算指标
在常温下，混凝土早期强度可由众所周知的(12)式计算：

丁天时混凝土轴心抗压强度标准值，∽。t、弹性模量E∽。、弯曲受压强度∥‘，可按文献[7]、[8】计算，如(13)、(14)、

关于任何龄期t天混凝土弹性模量E@，在文献【9】中表达为：一。

由(16)式算得e(0，代犬(14)式求算厂‰，其结果与(12)式算得，％．。很接近；再由(12)式算得／‰，代入(14)式计算得E(f)c，其结果与(16)式算得e(t)很相近。通过环形计算证明，用(12)、(14)式可信，而(14)式与文献[8】接轨。
5工程实例
本例取自无锡华侨城9号地块2号住宅楼，取其中跨度最大者计算。混凝土C30，板厚100 mm，领平面尺寸及配筋如图4，板的弯矩按文献翻计算。

艾模方案，建立计算模型，分析各层楼菠受到的荷载，按此荷载核算楼板在沲工阶段承载能力是否安全，实践证碉，本文提出的方法是正确的。继此，限据目前气温高，混凝土强度上升速蔓快的特点，为节省施工周转材料，采用本文的方法，对无锡市华侨城9号地块2号房按“二拆一”楼板支模方案进行施工计算，从理论上确认方案可行，然后付诸实施，经工程实践，未发现楼板承载力有问题。本文提出的计算方法对确定有转换层的支模方案计算尤为实用。通过该法可将楼板支模方案建立在施工计算的理论基础上，避免按“估计”施工的状态。
参考文献
1 GB 50204—1992混凝士结构工程施工及验
收规范
2 GBJ9—87建筑结构荷载规范
3 GB 50009—2001建筑结构荷载规范
4苗志军，等．高层建筑混凝土结构施工活荷载的统计分析．建筑结构，2002(3)
5建筑结构静力计算手册．北京：中国建筑工业出版社，1978，10
6 GB,1 10—89混凝土结构设计规范．北京：中国建筑工业出版社，1990，4
7 GBJ l0—89混凝土结构设计规范条文说明．辽宁科技出版社，l990，4
8 GB 50010—2002混凝土结构设计规范．北京：中国建筑工业出版社，2002，3
9赵志缙．高层建筑施工手册．上海：同济大学出版社，l991，11

式中 9——按(】-1)式得表2中数值。
本工程按施工周期为7d的“三拆一”支模方案，混凝土龄期按表l，荷载
计算值为：
新筑混凝土重力荷载2．88 kN／m2；
楼板钢筋重力荷载0．13 kN／m2；
模板及支撑重力荷载0．9 kN／m2；
．『活荷载：(1)模板安装、钢筋绑扎为4．2 kN／m2；(2)浇混凝土为2．1 kN／群。其余计算值列于表2。

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