传统的钢筋混凝土基坑支撑相比, 钢结构支撑具有绿色环保、可重复利用、能快速形成刚度等优点,并可通过与液压千斤顶配套使用对支撑施加并实时调整预压力。我国虽然对基坑钢结构支撑的研究与应用开始较早,然而由于政策导向、材料与人力资源成本的原因, 钢结构支撑并未得到大规模推广应用。相反, 基坑钢结构支撑在日本已发展为主要的基坑支撑形式。本文通过对比中国与日本的钢结构支撑体系设计方法,明确了两国设计方法的异同,为进一步研究与推进钢结构支撑体系在我国的应用提供了参考。
我国于2011年1月出版了图集《建筑基坑支护结构构造》11SG814,该图集给出了钢支撑系统常用的技术参数与节点构造;于1999年9月出版并于2012年修订了行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012,该标准给出了钢支撑系统的设计计算方法。
国内较早成功应用基坑钢结构支撑体系的典型案例为1998年获得北京市科技进步三等奖的北京国贸二期项目。该项目基坑东西长约256m,南北宽约51m,开挖深度18.6m,设3层水平支撑。钢支撑的布置如下:每隔8m左右布1道横撑,角部设斜撑,在基坑宽度方向设3排立柱,在支撑与立柱交汇处设系杆。
钢支撑体系作为一种用于房屋建筑中现浇混凝土的支撑架,一般用于现浇楼板、剪力墙、柱子、梁等构件。随着模板工程技术的进步钢支撑体系也得到相应的发展,在经历木模板,竹胶模板,钢模板到塑料模板的发展,作为建筑模板支撑的材料从初的木质、竹制到钢铁材料的发展;支撑件的重量在初的笨重到轻便,同时,成套钢支撑模板加固体系的出现指引了现代新型支撑材料的发展方向。
什么是成套钢支撑模板加固体系?采用钢方通或成套钢背楞替代木枋及钢管作为模板主要加固材料,适用于各种现浇结构如剪力墙、梁、柱、楼板等模板的加固,在结构节点施工环节具有明显优势。成套钢支撑模板加固体系(配套材料):钢方通、木枋、夹板、集中配模。钢方通:建议采用镀锌钢方通,不易生锈,易清理,利于周转。不建议采用未防锈钢方通,直接影响周转与砼残渣清理,影响模板安装平整度。夹板:建议采用品质黑板,墙模开孔建议915*1830*15mm模板对称布置8个螺杆孔洞,保证模板的正均可使用,拼缝、阴阳角、端口设置40*40mm木枋,有利于保护模板并增加周转次数。木枋:建议采用与钢方通规格配套的品质木枋,否则板缝会错台,影响平整度。集中配模:要求木枋压刨并集中配模。
建筑结构施工中,经常会遇到大跨劲性悬挑转换结构卸载工序。即先将钢结构支撑于临时钢支撑上,在悬挑转换结构混凝土强度达到设计要求后进行卸载并拆除临时钢支撑,由临时支撑架承载转换为结构自身承载。
常见卸载临时钢支撑节点构造做法简单,支撑架上设置钢支撑,调整好型钢梁标高后,与其焊接;梁底支设模板,浇筑成型达到设计强度后,支撑架上放千斤顶,千斤顶上放钢垫箱或钢垫板,千斤顶**紧劲性梁后,割除钢支撑,进入卸载工序。在此施工过程中,因为构造柱或支撑架的施工标高的误差,会导致钢支撑长度需割短或补长才能终确定并固定梁底标高;因钢支撑的存在,劲性梁梁底支模难度大,拼缝不严,易漏浆;钢垫箱或钢垫片与结构无任何固定,千斤顶偏心**紧后易产生滑动;钢支撑割除后留下的较大残余截面易对钢筋和钢梁产生锈蚀,影响混凝土耐久性。
有鉴于存在的四类施工问题,设计出一种可以解决以上四种普遍存在的施工问题的卸载临时钢支撑节点构造及其施工方法,便成为业内人士亟需解决的问题。
一种劲性悬挑结构的卸载钢支撑节点构造,包括设于混凝土构造柱或者钢结构支撑架10 之上,且通过预埋件1 固定的两道型钢梁的*设有支撑钢板3,支撑钢板3 底面设有加劲板5 以提高其支撑强度,该支撑钢板不仅起到了分摊千斤顶集中荷载的作用,同时也起到了底钢支撑梁2,所述两道型钢支撑部支撑模板的作用。
所述支撑钢板3 上设有供连接螺杆6 穿过的螺杆孔,连接螺杆端头固定有螺母7,即连接螺杆的上端和下端分别设置的上螺母和下螺母。具体的,所述支撑钢板沿两道型钢支撑梁之间的中线对称开设四个螺杆孔,并对应设置四根连接螺杆6,通过连接螺杆6 能够很方便的调整型钢梁的底面标高。
支撑的布置方式:
侧刚度的影响:(框架支撑结构的用钢量及支撑的数量、规格均相同)
(1)支撑集中布置在中间跨的框架支撑结构的抗侧移刚度要大于支撑布置于边跨;(比如b和e的布置方式,假设将有支撑跨视为一个竖向悬臂杆,无支撑跨的抗侧刚度忽略不计,则显然b结构只相当两个竖向悬臂杆的抗侧刚度的简单叠加,而e结构却相当于一个2倍截面高度的悬臂杆的抗侧移刚度。)
(2)应使支撑在长度方向上连续,尽量之城之称的通常,即使更多的竖向杆件被支撑杆件联系成整体,发挥空间整体作用。
(3)结构的高度越大,层数越多,支撑的设置对结构抗侧移刚度的影响越大。
(4)支撑的布置宜上下连续,左右对称,且尽量保证每个节点受力的一致性。
3、支撑的截面形式:
支撑的截面形式包括单槽钢、单角钢、双角钢、双槽钢、H形钢,箱型截面钢,钢管。
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