大体积混凝土转换构件叠合法施工的荷载传递研究

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发布时间：2021-09-09

资料介绍

大体积混凝土转换构件叠合法
施工的荷载传递研究
Study on Load Transm ission of Mass Concrete Transfer
Elements by Superposed erposed C0ons truction Method
口邓辉
(上海彪玛建筑工程咨询有限公司 200336)
【摘要】对钢筋混凝土结构中的大体积转换构件叠合施工时的模板支撑体系进行数值模拟试验．研究了在采用叠合法施工
时转换构件和模板支架的荷栽分配与这二者的线刚度的关系，并通过数理统计得出荷栽分配和刚度的结果?
【关键词】钢筋混凝土结构转换层大体积混凝土模板支架施工荷载传递有限单元法
【中图分类号】TU755．2 ／文献标识码 B 【文章编号】1004—1001(2010)03—0255—03
0 前言
近年来国内外高层建筑建设发展迅速，其结构向着体型
复杂、功能多样的综合性方向发展。特别是一些公共建筑，其
功能沿高度要发生变化，因而需要采用不同的结构形式，其
中，转换层结构方式被普遍使用。
目前，转换层结构形式多多样，有梁式、板式、桁架式
等等，其中梁式转换层其受力性能好、工作可靠、构造简单
和施工方便的优点被广泛的采用。
为了保证转换梁有足够的承载力和刚度，转换梁不可避
免地被设计得高而大，因此转换层施工强度大、过程复杂，对
工期和造价都有较大影响。为了降低工程造价，减少施工难
度，将整根梁分层浇筑，即用先浇筑梁来承担部分后期施工
荷载不失为一种较好的施工方案。
但在叠合法施工中，先浇梁和下部模板支架之间的荷载
分配一直是一个含糊的问题，一般多凭施工单位经验解决：
有的施工单位认为后期荷载全部作用在转换梁上，下部模板
支架可作为安全储备：有的施工单位将荷载都考虑由模板支
架来承受，先浇梁作为安全储备。这些经验的做法都缺乏足
够的理论支持，倘若是通过对实体模板支撑系统做大量的试
验来进行研究费时费神，又不经济，也是不现实的。随着计算
机的发展，数值模拟试验逐渐成为一种有效的研究方法，它
通过数值试验进行大量的模拟试验研究，分析出有效的成果
再进行实际的试验来检验，这样可以降低研究的成本，而且
数值试验可以取得更多的样本，并且可以排除实体试验中的
偶然因素和次要因素的影响。因此我们采用有限元程序对叠
【作者简介】邓辉(1980一)，男，硕士，工程师～联系地址：上海
市虹桥路1591号12号楼2楼(200336)一
【收稿El期】2010一()1—09
2010年3月出版
合法施工这种方法进行了数值模拟试验，并通过统计回归分
析，总结了～种简单的荷载分配计算方法，以便于工程应用。
1 模板支架线刚度定义
模板支架的刚度受到了模板支架长度、步距和立杆间距
等多个因素的影响，为了研究荷载分配和刚度的关系，需要
研究这几个因素对模板支架刚度的影响。
1．1 步距的影响
下面通过有限元程序对一个模型进行数值模拟试验，来
分析步距对叠合法施工荷载分配的影响。模型概况：结构层
高4 m，下部模板支架连续支撑3层；预浇筑转换梁高1 m，
梁宽1．5 m，跨度l0 m；下部结构梁梁高0．6 m，梁宽0．3 m，
跨度1O m；模板支架采用 48 mmx 3．5 mm钢管，采用三排
脚手架，立杆横距0．75 m立杆纵距O．5 m；节点采用线性半
刚性连接。
因为立杆的总轴力即为模板支架所受到的外荷载，因此
改变模板支架的立杆步距并计算模板支架的立杆轴力，再通
过总轴力的比较就能观察到施工荷载的分配。施工荷载假设
为40 kN／m。模板支架步距由O．4 m逐渐增大到O．9 m，每次
增加O．1 m。
以步距为自变量，以第一层模板支架总轴力为因变量，
作出图1。由图可见，随着步距的增大，模板支架所分配的荷
载近似线性减少，这说明模板支架刚度越小，所分配的荷载
越小，这符合基本理论。我们还可以看到，虽然步距增大了一
倍多，但总荷载变化并不大，以第一层为例，步距0．4 Ill时模
板支架总轴力31 034．1 N，步距0．9 m时总轴力31 012 N，
相差22．1 N，偏差很小，可见步距对模板支架受到的总荷载
影响并不大，因此计算时可以忽略其对总荷载的影响。