一种用于超厚大体积混凝土的型钢支架的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于超厚大体积混凝土的型钢支架。


背景技术：

2.工业建筑、民用建筑工程中，基础采用筏板较普遍。筏板基础一般为双层双向配筋，两层钢筋之间需要做支撑处理才能进行混凝土浇筑以保证浇筑过程中筏板钢筋位置的稳定性。施工过程中，采用钢管作为支撑架体系，支承上层钢筋的重量、控制钢筋的标高和上部操作的全部施工荷载，然混凝土浇筑过程中不能保证钢管内砼灌入其中密实，这就对后期筏板质量存在隐患；因超厚筏板采用钢筋支架的话，不能够满足其整体稳定性及安全性。采用钢管支撑，后期需要注浆将脚手架孔洞封堵，一方面难度较大，另一方面费用较高。目前因钢筋支撑不稳定导致，钢筋骨架坍塌的事故也频有发生，并且一旦事故发生造成的经济及人员伤亡较惨重。
3.随着工业建筑、民用建筑进一步发展，筏板基础结构越来越常见，而大型筏板基础钢筋支撑体系也是经常面临的问题，支撑体系直接关乎结构施工质量及施工安全。如何探索出适用、稳定、经济的支撑方式是解决大型筏板基础施工的核心要点。
4.在现代建设施工中，施工建设企业为提高基础的承载能力及抗震能力,高层建筑多采用筏式基础。这种基础用钢量大，又有双向箍筋,操作难度较大，还容易出现一些差错。基础钢筋用钢量大，必然会导致钢筋支撑体系的稳定性要好。由于筏板高度较大，而且筏板基础垫层混凝土表面高低不平，很难使上部钢筋x片通过马凳保持在要求的高度上。实际施工时将有部分马凳筋起不到支撑作用，故在较厚筏板基础中不宜采用马凳筋来支撑上部钢筋x片。筏板基础施工中，由于混凝土坍落度较大，斜向分层浇筑时混凝土流淌形成的斜面，片筏中局部已浇筑了多层混凝土，此时包围待拔垂直钢管的上部是新浇混凝土，而钢管底部四周的混凝土已近初凝，需将该钢管拔出，若错过时机,钢管处混凝土已初凝，则钢管拔出后留下缝隙将造成渗漏隐患。施工中由于种种原因,少部分钢管底部混凝土已过初凝，在振捣时不能直接接触该处。若钢管拔出过早，则拉结筋还不能支撑上部钢筋x片及施工荷载。若由于拉结筋的失稳引起上部钢筋x片的下沉，则是极大的事故。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于超厚大体积混凝土的型钢支架，用于解决钢筋支撑体系的强度稳定性等技术难点。
6.为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为：
7.一种用于超厚大体积混凝土的型钢支架，包括多根分散布置在基础承台上的立柱，各根立柱顶部之间通过连系梁固定连接，相邻两根立柱之间连接有十字剪刀撑拉杆。
8.所述立柱为16a槽钢，在立柱底部焊接固定有垫铁。
9.所述连系梁为14a槽钢，连系梁与立柱之间满焊连接，焊缝高度不小于6mm。
10.十字剪刀撑拉杆采用hrb400φ25作拉条，单根长度4m，拉条上下两端分别与立柱
顶部和底部焊接连接，焊缝长度不小于50mm，焊缝高度不小于6mm。
11.在立柱中部焊接有长度50-100mm的hrb400φ25钢筋头。
12.本实用新型的有益效果为：本型钢支架需要型钢、钢筋总量为12.5吨，比原计划的满堂钢管支撑架节省钢材18吨，经济可行，可避免满堂脚手架弊端。
附图说明
13.下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
14.图1为本实用新型的剖面结构示意图，
15.图2为本实用新型的俯视结构示意图。
16.图中：立柱1、连系梁2、十字剪刀撑拉杆3、基础承台4、钢筋5、垫铁6。
具体实施方式
17.如图1和2所示，在基础钢筋绑扎、水冷却管道铺设、模板安装、避雷接地焊接和垃圾清理时，部分作业工人需要进入基础钢筋骨架内部作业，钢筋整体坍塌属重大危险源，可能造成人员重大伤亡，必须采取措施确保作业工人的人身安全。承台厚度达3m，钢筋马凳不能满足要求，满堂钢管支撑架由于水平钢管无法注浆而最终弃用，综合各方意见，最终选用型钢作为钢筋支撑架。
18.本专利选用型钢作为支撑架时，支撑架实际高度为2.35m-2.75m，选用16a普通热轧槽钢作为支撑立柱1，基本间距按3m布置，立柱1顶部采用14a槽钢进行横向连接做为连系梁2，钢筋在上面直接铺设绑扎。选用hrb400φ25钢筋作为支撑立柱1之间的十字剪刀撑拉杆3。本工程筏板基础上层钢筋网片的支撑体系平面布置和剖面图如图1所示：
19.支撑架系统技术要求及经济分析
20.16a槽钢立柱1：立柱1长细比150，中部方形网片区域布置25根，分布布置的基础承台4上，长度2.65m；外围斜坡区域布置32根，长度2.35m；径向中部区域布置44根，长度2.75m。立柱1底部焊接200mm*100mm*10mm垫铁，直接支撑在钢筋网片上。每根桩头与钢筋网片之间用垫铁6调平，垫实，每根桩头的垫铁不少于2处，保证底层钢筋网片不下沉。
21.连系梁2：立杆顶部横向用14a槽钢连接，承受钢筋和施工荷载，为受弯构件，与立柱1接触处满焊，焊缝高度不小于6mm，需要14a槽钢280m。16a立柱1正反对称布置，14a连系梁2立方。
22.十字拉杆剪刀撑：为防止支撑架整体6失稳，间距10m布置剪刀撑，用hrb400φ25作垃条，单根长度约4m，需要72根，拉条上下分别与立柱1顶部和底部焊接连接，焊缝长度不小于50mm，焊缝高度不小于6mm。
23.在立柱1中部焊接长度50-100mm的hrb400φ25钢筋头，用于支撑中部构造钢筋，由于立柱1间距为3m，间距过大，不足以支撑构造钢筋网片，需增设钢筋马凳，可以采用hrb400φ20钢筋制作马凳，单个马凳需要长度3m的hrb400φ20钢筋，需要增设300个钢筋马凳，间距按1.5m布置，用于支撑中部构造筋网片、施工荷载和冷却水管。
24.成本分析：经过计算，型钢支撑系统需要型钢、钢筋总量为12.5吨，比原计划的满堂钢管支撑架节省钢材18吨，经济可行。焊接量较大，工期较长，但可避免满堂脚手架弊端，综合考虑，该方案可行。
25.支撑架体系受力验算
26.1长细比核算：
27.16a槽钢截面特性：截面积21.95cm2,重量17.23kg/m，回转半径6.28cmx-x轴，回转半径1.83cmy-y轴
28.按弱轴验算：
29.16a槽钢立柱1长细比：2.75
×
100/1.835＝150.2≈150，基本满足要求，可以采用。
30.2稳定性验算
31.计算公式：
32.n/φa≤
ƒ
33.n—计算立杆段的轴向力设计值；
34.φ—轴心受压构件的稳定系数；
35.a—立杆的截面面积；
36.ƒ
—钢材的抗压强度设计值，对q235钢材，
ƒ
=215n/
㎜
2。
37.n＝1.2∑ngk＋1.4∑nqk
38.∑ngk—支架自重、新浇混凝土自重与钢筋自重标准值产生的轴向力总和；
39.∑nqk—施工人员及施工设备荷载标准值、振捣混凝土时产生的荷载标准值产生的轴向力总和；
40.16a立柱1稳定性验算
41.纵横间距3m布置，施工荷载按3kn/m2考虑
42.n＝1.2
×
17.23
×
2.75
×
0.01＋3.85
×3×
24
×2×
0.01＋1.21
×3×8×2×
0.01＋1.4
×3×3×343.n＝45.72kn
44.查jgj162附表d：φ＝0.308
45.则：n/φa＝45.72
×
1000/0.308
×
2195＝67.63n/
㎜
2≤
ƒ
=215n/
㎜
2。满足要求。
46.514a连系梁2抗弯验算
47.14a槽钢截面特性：截面积18.51cm2,重量14.53kg/m，截面积wx80.50cm3。
48.计算公式：
49.mmax/wx≤
ƒ
50.受钢筋网片、自重和施工荷载，按均布荷载计算：
51.按四跨连续梁验算，查jgj162附表c：静荷载弯矩系数km为0.077，活荷载弯矩系数km为0.100
52.均布静荷载钢筋重叠区域：1.21
×
3/0.13
×2×
4.83＋3.85
×
0.01＋14.53
×
0.01］＝4.98kn/m
53.均布活荷载：1.4
×1×3×
3＝12.60kn/m
54.mmax＝kmql2＝0.077
×
4.98＋0.1
×
12.6
×
32＝14.79kn.m
55.抗弯验算：mmax/wx＝14.79
×
1000
×
1000/80.50
×
1000＝183.73n/
㎜
2≤
ƒ
=215n/
㎜
2。满足要求。