内框架箱型混凝土结构施工活荷载实测分析

发布时间：2020-07-18 04:24

【摘要】：施工期早龄期钢筋混凝土结构与模板支撑系统组成临时承载体系为时变结构,其承担的荷载主要有新浇筑混凝土自重与包括施工人员和设备荷载以及混凝土浇筑时产生的冲击和振捣荷载在内的施工活荷载。将多层连续施工时变结构体系模拟成一组弹性支撑连续板,根据该模型分析了施工期现浇钢筋混凝土结构的受力特性。根据现场实测数据,以构件有效承载面积为统计对象,计算了混凝土施工荷载的统计参量,并参考相关研究成果,以95%的置信度对施工期活荷载标准值进行反演,建议施工活荷载标准值取2.5kN/m~2。
【图文】：

工安全事故的高发区，针对其施工活荷载的研究也逐渐增多。本文以内框架箱型结构岛式地铁车站两层连续模板支撑的现场实测为基础，运用弹性连续支撑板模型，以构件有效承载面积为统计对象进行施工期活荷载反演，运用预警监测技术对施工阶段地铁车站进行安全控制研究，可为类似工程提供指导。１弹性支撑连续板简化模型在对多层混凝土结构进行分析时，楼板之间的模板支撑可以看作是一种弹性支撑，这种弹性支撑连续均匀的分布于楼板之间。在外荷载Ｆ的作用下，可以根据变形协调及力的平衡条件对其进行求解，如图１所示，本文测试的两层连续支撑架可简化为三层楼板两层弹性支承，其力的平衡及变形协调方程为Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３（１）Δ２＝Δ１＋Δ支１（２）Δ３＝Δ１＋Δ支１＋Δ支２（３）Ｆ１＝ｋ１Δ１（４）Ｆ２＝ｋ２Δ２＝ｋ２（Δ１＋Δ支１）（５）Ｆ３＝ｋ３Δ３＝ｋ３（Δ１＋Δ支１＋Δ支２（６）式中：Ｆ为结构承担的外荷载；Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３为底层、二层及顶层楼板承担的荷载；Δ１、Δ２、Δ３、Δ支１、Δ支２为底层、二层、顶层楼板的挠度及一层、二层模板支撑的轴向变形；ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ支１、ｋ支２为底层、二层、顶层楼板及一层、二层模板支撑的刚度。图１弹性支撑模型Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｗｉｔｈｓｐｒｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｓ２现场测试对某地铁换乘站梁板结构施工进行了两层连续模板支架测试，依据弹性连续支撑板模型

图２基坑剖面图Ｆｉｇ．２Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ施工时采用Ф４８ｍｍ×３．５ｍｍ碗扣式钢管满堂支架作为临时支撑结构，架体立杆横距ｌａ＝９００ｍｍ、纵距ｌｂ＝９００ｍｍ、步距ｈ＝１２００ｍｍ，为满足侧墙模板支撑的承力需求，运用扣件式钢管将步距调整为６００ｍｍ，组成混合模板支架；混凝土浇筑采用泵送形式、泵管末端为软导管。２．２测试系统设置现场测试采用ＤＨ３８１６静态应变测试系统进行模板支架立杆应变采集。该工程的模板支架在应用过程中各杆件均处于弹性阶段，故数据处理过程中假定钢管材料强度设计值２０５Ｎ／ｍｍ２，钢管为弹塑性材料，弹性模量为２．０６×１０５Ｎ／ｍｍ２，由σ＝Ｅε和Ｎ＝σＡ可得到模板支架中各测试立杆的轴力。测区１和测区２的模板支架搭设参数及位置均相同，故选取上下层位置对应的立杆进行应变测试，立杆位置如图３所示，立杆１Ｌ１０和立杆２Ｌ１０四周的加粗区域为单根立杆等效承载面积的平面示意；各测杆上的应变测点布置如图４所示，每根立杆布置４个应变测点，图中Ｌｉ为立杆编号，ｉ＝１，２，…，１７。图３测试立杆位置平面图Ｆｉｇ．３Ｐｌａｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｌｅｓ图４立杆应变布置图Ｆｉｇ．４Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｔｒａｉｎｉｎｐｏｌｅｓ模板支架一第一次受力时应变数据采集时间间隔为：混凝土浇筑前每５ｍｉｎ进行一次采样，且在混凝土浇筑前两天开始进行采样；混凝土浇筑过程中，每２ｍｉｎ进行一次采样；混凝土浇筑完成后，每５

架立杆应变采集。该工程的模板支架在应用过程中各杆件均处于弹性阶段，故数据处理过程中假定钢管材料强度设计值２０５Ｎ／ｍｍ２，钢管为弹塑性材料，弹性模量为２．０６×１０５Ｎ／ｍｍ２，由σ＝Ｅε和Ｎ＝σＡ可得到模板支架中各测试立杆的轴力。测区１和测区２的模板支架搭设参数及位置均相同，故选取上下层位置对应的立杆进行应变测试，立杆位置如图３所示，立杆１Ｌ１０和立杆２Ｌ１０四周的加粗区域为单根立杆等效承载面积的平面示意；各测杆上的应变测点布置如图４所示，每根立杆布置４个应变测点，图中Ｌｉ为立杆编号，ｉ＝１，２，…，１７。图３测试立杆位置平面图Ｆｉｇ．３Ｐｌａｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｌｅｓ图４立杆应变布置图Ｆｉｇ．４Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｔｒａｉｎｉｎｐｏｌｅｓ模板支架一第一次受力时应变数据采集时间间隔为：混凝土浇筑前每５ｍｉｎ进行一次采样，且在混凝土浇筑前两天开始进行采样；混凝土浇筑过程中，每２ｍｉｎ进行一次采样；混凝土浇筑完成后，每５ｍｉｎ采样一次。模板支架二及模板支架一第二次受力时应变数据采集时间间隔为：混凝土浇筑前每１０ｍｉｎ进行一次采样，且在混凝土浇筑前两天开始进行采样；混凝土浇筑过程中，每５ｍｉｎ进行一次采样；混凝土浇筑完成后，每１０ｍｉｎ采样一次。２．３测试结果分析为方便区分不同施工阶段两层模板支架的受力情况，现规定如下：将模板支架一的立杆在测区１顶板混凝土浇筑期间的轴力变化过程记为阶段一；将模板支架一的立杆在测区１顶板混凝土开始养护至测区２顶板混凝土浇筑

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