后澆帶PVC混凝土支撐柱探討

時間:2022-10-09 08:42:36

導(dǎo)語:后澆帶PVC混凝土支撐柱探討一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

后澆帶PVC混凝土支撐柱探討

摘要:目前,流行的鋼筋混凝土框架、框剪結(jié)構(gòu)根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范,在結(jié)構(gòu)超長、地基變化較大、荷載變化較大的部位必須設(shè)置后澆帶。在施工過程中,在后澆帶混凝土澆筑之前后澆帶兩側(cè)的梁、板等構(gòu)件形成了事實(shí)上的懸挑結(jié)構(gòu),而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中相關(guān)的構(gòu)件截面及配筋均按照簡支結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不會考慮此處懸挑的受力,因此后澆帶必須考慮支撐問題,將事實(shí)懸挑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為簡支結(jié)構(gòu),以保證結(jié)構(gòu)的安全。但后澆帶的支撐一直是現(xiàn)場施工管理中的難點(diǎn)和痛點(diǎn),而采用pvc管支撐柱則解決了這一難題,文章就此進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞:后澆帶支撐;PVC管混凝土柱;應(yīng)用;受力計(jì)算

在土建項(xiàng)目實(shí)施過程中,后澆帶的支撐一直是現(xiàn)場施工管理中的難點(diǎn)和痛點(diǎn),尤其是地下室沉降后澆帶支撐時間非常長。使用傳統(tǒng)的支撐系統(tǒng)由于桿件及配件與主體使用的桿件及配件通用,現(xiàn)場極難對拆除時間進(jìn)行控制,造成部分后澆帶支撐實(shí)際拆除時間過早,即使后期管理人員巡場時發(fā)現(xiàn),也只能后期再行頂撐,造成了結(jié)構(gòu)隱患。后澆帶采用PVC管支撐柱則解決了這一難題。由于PVC管與常用鋼管外徑差異較大,其質(zhì)量遠(yuǎn)大于常用鋼管,且拆卸相對困難,無法用于其他架體,徹底解決了隨意拆除后澆帶支撐的問題。

1后澆帶使用PVC管混凝土支柱的優(yōu)點(diǎn)

第一,后澆帶使用PVC管混凝土支柱加快了設(shè)備料周轉(zhuǎn)使用率。第二,防止隨意拆除后澆帶支撐,節(jié)約管理成本。第三,支撐穩(wěn)定,可減少結(jié)構(gòu)隱患發(fā)生概率。第四,造價低,節(jié)約成本。第五,制作簡單,技術(shù)要求不高。

2PVC管混凝土支柱施工概述

某小區(qū)由于高層樓棟較多,地下車庫沉降后澆帶擱置時間預(yù)計(jì)為8個月左右,如后澆帶所在跨模板不拆除,會導(dǎo)致設(shè)備料租賃費(fèi)用壓力非常大,因此,在施工中可采取PVC管混凝土支撐柱對后澆帶進(jìn)行支撐。在后澆帶所在頂板混凝土模板拆除前28d(約混凝土澆筑前21d),使用與結(jié)構(gòu)頂板梁同標(biāo)號的混凝土填充通過計(jì)算確定直徑的PVC管內(nèi),澆筑完成后將頂部混凝土整平壓光并用塑料袋將管口封住對管內(nèi)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期為14d,期間盡量不要搬動支柱,以減少管內(nèi)混凝土的擾動。底板放線時將PVC管混凝土支柱的定位線同時放出,在模板支撐架搭設(shè)完畢后、支設(shè)后澆帶周邊模板前將PVC管混凝土支柱安裝到位。頂板拆模后PVC混凝土支柱將取代模板支撐體系對后澆帶處形成的臨時懸挑構(gòu)件進(jìn)行支撐,將懸挑構(gòu)件變?yōu)楹喼?gòu)件,使后澆帶處的模板及支架可以同其他位置一同拆除,加快了設(shè)備料的周轉(zhuǎn)并保證了結(jié)構(gòu)的安全性。在后澆帶混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%時,即可將PVC管混凝土支柱拆除。

3后澆帶PVC管混凝土支撐柱施工工藝

3.1工藝流程

后澆帶PVC管混凝土支撐柱安裝工藝為截取PVC管→灌筑支撐混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)(14d)→支撐柱放線定位→鉆定位鋼筋安裝孔,安裝定位鋼筋→安裝支撐柱→支設(shè)梁板模板→模板開支撐柱孔→安裝梁板鋼筋及支撐柱抗剪鋼筋→澆筑梁板混凝土→拆除梁板模板及支撐。后澆帶PVC混凝土支撐柱拆除工藝為澆筑后澆帶混凝土→后澆帶混凝土養(yǎng)護(hù)(28d)→拆除后澆帶PVC混凝土支撐柱→拆除后澆帶模板及模板支撐。

3.2PVC管混凝土支撐柱施工工藝要點(diǎn)

第一,為保證承受填充混凝土澆筑時的側(cè)壓力及安裝后對混凝土的側(cè)向約束力,應(yīng)采用厚壁優(yōu)質(zhì)PVC管;第二,為保證PVC管混凝土支撐柱能夠充分受力及拆除后便于修補(bǔ),PVC管截取時尺寸必須按照結(jié)構(gòu)圖紙進(jìn)行加工,長度誤差不大于+5.00mm-0.00mm;第三,PVC管混凝土支撐柱內(nèi)填充的混凝土為更好地與梁、板共同工作,采用與梁板相同強(qiáng)度等級的混凝土進(jìn)行填充;第四,PVC管混凝土支撐柱內(nèi)填充的混凝土澆筑前應(yīng)將PVC管下口封堵嚴(yán)密,杜絕漏漿,避免混凝土出現(xiàn)蜂窩麻面等影響承載力的缺陷;第五,PVC管混凝土支撐柱內(nèi)填充的混凝土澆筑時應(yīng)使用小規(guī)格插入式振動器進(jìn)行振搗工作,并在PVC管外側(cè)輔助震動,以保證混凝土的充分密實(shí);第六,填充混凝土澆筑完后用鐵抹子對上口沿PVC管上口進(jìn)行3次抹壓,達(dá)到壓光標(biāo)準(zhǔn),以減小與主體結(jié)構(gòu)的粘接力,便于拆除;第七,PVC管混凝土支撐柱放線時應(yīng)上下統(tǒng)一放線,以保證PVC管混凝土支撐柱的全高垂直度不大于5mm,減小因偏心受壓造成的受力不均勻現(xiàn)象;第八,安裝PVC管混凝土支撐柱時應(yīng)輕拿輕放,避免管內(nèi)混凝土受到破壞;第九,待后澆帶混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%時,首先拆除PVC管混凝土支撐柱;第十一,PVC管混凝土支撐柱拆除前在支撐柱周圍臨時搭設(shè)防護(hù)腳手架,防護(hù)腳手架與后澆帶模板支撐架連為一體,以防止PVC管混凝土支撐柱突然倒塌造成安全隱患及對車庫地面造成破壞;第十二,拆除后的PVC管混凝土支撐柱應(yīng)及時清運(yùn)。

3.3PVC管混凝土支撐柱的設(shè)計(jì)

根據(jù)后澆帶處被截斷的梁板受力來看,被截斷的梁可以形成懸挑結(jié)構(gòu),板則可以近似看作簡支板,而PVC管混凝土支撐柱的主要受力材料為混凝土,相對來說抗壓強(qiáng)度較大,一般布置在梁下即可滿足受力要求。如果計(jì)算時發(fā)現(xiàn)僅在梁下布置PVC管混凝土支撐柱不能滿足承載力要求時,則需在板下增加PVC管混凝土支撐柱,此時,需在板下部增加相應(yīng)的抗剪鋼筋,對板進(jìn)行局部加強(qiáng)。為便于施工及利于PVC管混凝土支撐柱的均勻受力,PVC管混凝土支撐柱的中線應(yīng)布置在距離后澆帶邊線400mm的位置上。

4PVC管混凝土支撐柱的受力計(jì)算

PVC管混凝土支撐柱是一種全新的后澆帶支撐工藝,目前尚無軟件對其進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際觀察及受力分析,計(jì)算PVC管混凝土支柱時需注意以下幾點(diǎn)。首先,挑選跨度比較大、梁板截面尺寸比較大的位置所布置的PVC管混凝土支撐柱進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。計(jì)算該混凝土支撐柱作用范圍的結(jié)構(gòu)荷載。作用范圍取被支撐的梁自柱邊至PVC管混凝土支撐柱中心(即凈跨)1/2及其與相鄰的PVC管混凝土支撐柱中心(即凈跨)1/2所包圍的范圍內(nèi)的梁、板的混凝土、鋼筋的自重、施工荷載等所有可能受到的荷載,如確需在頂板上進(jìn)行堆載的,則堆載也必須考慮,如圖1所示。圖1PVC混凝土支柱受力范圍計(jì)算其次,根據(jù)初步選定的PVC管的內(nèi)徑計(jì)算出混凝土的截面積,進(jìn)而計(jì)算出PVC管內(nèi)混凝土的抗壓承載力,PVC管因壁厚并不大,不參與抗壓承載力的計(jì)算。最后,根據(jù)前述計(jì)算出的荷載與PVC管混凝土支撐柱的抗壓承載力進(jìn)行比對,對PVC管的管徑進(jìn)行調(diào)整。管徑調(diào)整后首先對PVC混凝土支撐柱的總質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)算,如超過100kg,安裝及拆除風(fēng)險較大,建議采取加密PCV管混凝土支撐柱的方法進(jìn)行解決。

4.1某小區(qū)地下車庫PVC管混凝土支撐柱的計(jì)算過程

4.1.1后澆帶PVC管混凝土支撐柱的強(qiáng)度驗(yàn)算(填充C35混凝土)PVC管截面積公式:S=πR2π(110÷2)2=9503.318(mm2)支撐柱抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式:fcu=fcu,k×S÷1000式中fcu為該截面計(jì)算抗壓強(qiáng)度;fcu,k為混凝土強(qiáng)度等級;S為截面積(35×9503.318)÷1000=332.616(kN)4.1.2后澆帶處構(gòu)件荷載計(jì)算為保證結(jié)構(gòu)安全,取后澆帶PVC管混凝土支撐柱最不利處,取跨度最大、梁截面最大處計(jì)算,根據(jù)圖紙,具體取值位置為B-11~B-12/B-J~B-H處,板面寬度按照7800mm跨度取值,具體取值位置見下圖2。圖2(1)混凝土荷載?;炷临|(zhì)量按照XX商砼有限公司出具的20XX-0XX-0XX號C35混凝土配合比單計(jì)算,混凝土質(zhì)量為:水泥323kg/m3;粉煤灰83kg/m3;礦粉28kg/m3;膨脹劑23kg/m3;水170kg/m3;細(xì)骨料787kg/m3;粗骨料948kg/m3;減水劑13.5kg/m3,以上合計(jì)為2375.5kg/m3。梁截面為500mm×800mm,長度取該跨梁支座至后澆帶處長度的1/2:Q梁板砼=[b×h×1÷2]×ρ×9.8÷1000=[0.5×0.8×(5.15-0.25)÷2]×2375.5×9.8÷1000=22.814(kN)(1)式中:b為梁寬;h為梁高;l為梁凈跨;ρ為混凝土密度(單位:kg/m3)板厚為250mm,長度取該跨板支座至后澆帶處長度的1/2;寬度取該跨的1/2:Q板砼=δ×1/2×b/2×ρ×9.8÷1000=[0.25×(3.95-0.5)×(5.15-0.25)÷2]×2375.5×9.8÷1000=48.480(kN)(2)式中:δ為板厚;l為板凈跨長度;b為板凈跨寬度;ρ為混凝土密度(單位:kg/m3)計(jì)算混凝土荷載,即式(1)、式(2)相加,計(jì)算如下:22.814+48.480=71.294(kN)(2)鋼筋荷載。長度取該跨板支座至后澆帶處長度的1/2加上1/2后澆帶寬度;寬度取該跨的1/2。經(jīng)計(jì)算可得計(jì)算范圍內(nèi):①Y向底鋼筋荷載:2.879kN;②X向底鋼筋荷載:2.343kN;③Y向負(fù)彎矩鋼筋通長鋼筋荷載:1.018kN;④X向負(fù)彎矩鋼筋通長鋼筋荷載:0.990kN;⑤Y向負(fù)彎矩附加鋼筋荷載:0.19kN。X向負(fù)彎矩附加鋼筋荷載考慮全部由支座承受,不參與PVC管混凝土支撐柱受力計(jì)算。板鋼筋荷載:①+②+③+④+⑤=2.879+2.343+1.018+0.990+0.190=7.420(kN)計(jì)算范圍內(nèi)鋼筋荷載合計(jì):梁鋼筋荷載+板鋼筋荷載=4.565kN+7.420kN=11.985kN構(gòu)件荷載合計(jì):混凝土荷載+鋼筋荷載=71.294+11.985=83.279(kN)(3)后澆帶PVC管混凝土支撐柱可承受荷載為332.616kN,大于構(gòu)件荷載合計(jì)83.279kN,滿足使用要求。(4)PVC混凝土支撐柱構(gòu)件質(zhì)量計(jì)算:查材積表可得Φ110×4.8mmPVC管理論質(zhì)量為2.477kg/m;每米支撐柱混凝土質(zhì)量為:(PVC管外徑÷2-壁厚)2×π×混凝土容重(0.11÷2-0.0048)2×π×2375.5=18.798(kg/m)本層層高為3.8m;PVC管混凝土支撐長度=層高-梁高3.8-0.8=3.0(m);每根支撐柱質(zhì)量為:(PVC管米重+混凝土米重)×支撐柱長度(2.477+18.798)×3.0=63.825(kg)PVC混凝土支撐柱每根質(zhì)量為63.825kg,小于80kg/根,符合要求。

5結(jié)語

PVC管混凝土支撐柱投資少,加快了設(shè)備料周轉(zhuǎn)頻次,減少了項(xiàng)目管理成本,減小了后澆帶處梁板變形,對節(jié)約成本、保證結(jié)構(gòu)安全、符合綠色施工要求等方面起到了非常積極的作用。作者簡介:李延明(1975-),男,籍貫:河南武陟,職稱:工程師,研究方向:施工現(xiàn)場管理和施工現(xiàn)場技術(shù)管理。

參考文獻(xiàn):

[1]張鑫.淺析鋼管混凝土的特點(diǎn)[J].中國科技信息,2009(24):46.

[2]王忠文.軸壓PVC-FRP管混凝土短柱力學(xué)性能研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué),2008.

[3]張鵬翔.建筑結(jié)構(gòu)中后澆帶技術(shù)探究[J].四川水泥,2020(7):343-344.

[4]許繼鳳.后澆帶施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用[J].城市住宅,2019(7):159-160.

作者:李延明 單位:甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司