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【摘要】针对高层建筑施工期安全性控制,提出以支撑楼板安全为约束,通过调整施工周期、支模层数以及拆模时间等施工参数,使支撑楼板的安全性满足现行规范要求,在获得优化施工方案后对模板支撑进行设计的高层建筑混凝土结构施工期安全性控制程序。
关键词:多层模板;支撑体系;安全控制
1 引言
随着我国城市化进程的不断加快,建筑行业也处在一个前所未有的高速发展期。一方面,高层和超高层建筑越来越多;另一方面随着人民生活水平的提高,住宅条件的不断改善,对建筑物的个性有了更高的要求。而这些建筑较多采用混凝土结构,其结构的共同特点就是混凝土施工量大、施工工期长、质量要求高。再加上业主对投资周期要求的不断缩短,在下层甚至多层棍凝土主题结构尚未达到设计强度要求就开始浇注上层主体结构己成为必然。于是,多层模板支撑体系应运而生成为现在施工单位普遍采用的解决方法,施工周期一般已达到10天一层、7天一层、5天一层甚至更短。从工程进度讲,结构工程施工速度的快慢,在很大程度上也取决于模板工程的进度,因此对各楼层梁板结构的模板支撑体系而言,就需要有更多的模板及支撑架才能满足工程进度的要求。施工阶段的钢筋混凝土现浇结构是由处于不同龄期的混凝上组成,随着龄期的增长,整个结构的抗力和内力均会发生改变;其次,模板支撑架与钢筋混凝土结构之间存在着空间上的对应关系,构成了模板支撑体系与主体结构之间共同作用的系统,因此多层模板支撑体系的受力性能和安全性还存在很多不确定性。
与此同时,特殊混凝土结构也迅速发展,比如高架结构、桥梁结构、高空悬挑结构等,这些特殊结构及其施工荷载也对模板支撑体系方案及设计提出了新的要求:
第一,没有相应的模板支撑结构设计国家规范来指导工程技术人员,各种地方性的规程(如上海地区的钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程等)对统一和规范全国范围内模板支撑体系的设计及施工的指导作用比较有限,存在地区间差异;
第二,模板设计的滞后,在模板支撑向大跨度、多层及大高度楼面发展的今天,不少设计方案还停留在将常规的多立杆支撑系统套用到大跨度、大高度楼面工程中的阶段;
第三,计算假定与实际情况有较大出入,体现在假定:①楼板结构是刚性的,而且支撑体系相对于楼板构件也是刚度无限大的;②楼板构件通过支撑相互连接,新增荷载时,所有楼板挠度相等,同时楼板承受部分增加荷载,其承载能力与楼板刚度成正比;③各层楼板的刚度相等,所有荷载由相互连接的板平均分担。
实际的多层模板支撑体系是涉及模板、支撑、主体结构的综合体系,它反映了模板支撑架与主体框架结构的相互作用和共同工作的机理;支撑体系之间并不是独立的,存在着相互影响、应力重分布的关系;同时由于混凝土龄期的不同,使楼板刚度相等的假定与实际情况也是不符的;模板体系中存在哪些变化关系、结构形式及施上方法对模板结构受力是否存在较大的影响等等,这些都给模板支撑架的准确计算及理设计带来了不小难度。
2 多层模板支撑体系施工安全控制程序
高层建筑多层模板支撑系统施工期间的安全性,来自于模板支撑和早龄期混凝土结构所组成的临时承载结构的安全,这一临时承载结构,是材料性能、结构形状、构件以及所受的外荷载均随时间施工工序而不断变化的时变结构体系。传统建筑结构设计对象,多为确定的不随时间改变或按己知规律变化的建筑结构,因此,用传统建筑结构设计的可靠度,来保证施工中的多层模板支撑体系时变结构的安全也就不可能实现。建筑结构设计是为满足正常使用功能的,施工阶段的早龄期混凝土时变结构,作为建筑结构设计产品的早期形态,应通过设计合理的支模层数、施工周期以及