预制外墙板临时支撑理论计算及数值分析

来源:建筑界编辑:黄子俊发布时间:2020-03-04 11:12:07

[摘要] 预制外墙板临时支撑在外墙板安装就位过程中显得尤为重要。本文以广州某在建装配式项目为工程背景,采用理论计算与数值模拟相结合的方法对外墙板临时支撑进行受力验算。快来看看。

  预制外墙板的安装需要临时支撑进行固定,待注浆完毕,节点强度达到设计设定的强度后方可拆除。因此,临时支撑在外墙板安装就位过程中显得尤为重要。一方面起到临时固定的作用,另一方面也起到精度调节的作用。外墙板安装固定后,临时支撑主要承受来自外墙板横向传来的荷载,这就要求临时支撑需要足够的强度、刚度、稳定性来抵抗荷载产生的变形和破坏。若临时支撑不牢靠发生强度、失稳等破坏,则会导致墙板发生倾覆,其产生的破坏是巨大的。因此,外墙板安装前需要对临时支撑进行必要的施工验算,保证施工的顺利进行,减少安全事故的发生。

  预制外墙板安装固定后,其竖向荷载传递在下层的支撑结构上。风荷载及结构施工可能产生的附加水平荷载会作用于外墙板上,继而传递至临时支撑架。因此,本次主要研究横向荷载对临时支撑的受力影响。

  对于宽度较小的外墙板,可设置1道临时支撑,出于安全性的考虑,绝大多数情况下预制外墙板均设置2道及以上临时支撑。临时支撑通过预埋件与外墙板相连接。支撑杆件与地面的夹角控制在45~60°(本项目设定夹角为50°),且支撑点距离墙板底部的距离不宜小于构件高度的2/3,且不应小于高度的1/2。

  本文以广州某在建装配式项目为工程背景,采用理论计算与数值模拟相结合的方法对外墙板临时支撑进行受力验算。为指导外墙板的安装施工提供指导。

  一 工程背景

  广州某在建教学楼结构形式为框架结构,地下1层,地上13层。建筑总高度为62.35m。地下-1至地上2层采用现浇施工模式。地上3~13层全部构件采用预制装配结构安装施工模式。预制外墙板的混凝土等级为C40,取其中一段外墙板为例,墙板尺寸为3.6m×3.0m,墙厚为200mm。现场施工图片详见图1。

外墙板安装固定图

  图1 外墙板安装固定图

外墙板临时支撑示意图

  图2 外墙板临时支撑示意图


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  二 外墙板临时支撑理论计算

  根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012计算外墙板承受的风荷载,查表得,广州相应的风压ω0=0.50kN/m2。地面粗糙度为B类,建筑高度62.35m,查表得,阵风系数βz=1.52,风荷载局部体型系数μs=1.3,风压高度变化系数μz=1.79。因此可以按照以下公式计算得出相应的风荷载标准值

风荷载标准值

  计算得出临时支撑的轴力标准值为

临时支撑的轴力标准值

  风荷载作用于外墙板上,进而传递给临时支撑,则临时支撑的轴力标准值为

临时支撑的轴力标准值

  根据临时支撑厂家提供的产品技术手册,本项目采用的临时支撑承载力标准值为24kN。计算其施工安全系数

施工安全系数

  满足施工规范的要求。

  三 预制外墙板临时支撑有限元计算

  外墙板尺寸为3.6m×3.0m,墙厚为200mm,混凝土等级为C40。临时支撑直径为80mm的钢管,钢材级别为Q235。临时支撑与外墙板通过预埋件相连接,模型计算时按铰接考虑。

外墙板临时支撑有限元模型

  图3 外墙板临时支撑有限元模型


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  对外墙板临时支撑进行计算分析,主要观测临时支撑的内力是否控制技术手册所规定的承载力允许范围以内,避免发生强度破坏。

临时支撑内力图

  图4 临时支撑内力图

  从临时支撑的的内力图可知,临时支撑的内力最大为11.3kN,均受压,与理论计算值10.62kN很接近。数值计算得出的安全系数为

安全系数

  满足施工规范的要求。

  通过对预制外墙板临时支撑的理论计算,结合数值模拟分析,对临时支撑的内力进行复算,得出了理论计算值跟数值模拟值均能满足安装固定的要求。

  本文以广州某在建装配式项目为工程背景,采用理论计算与数值模拟相结合的方法对预制外墙板临时支撑进行受力验算和数据分析,为指导预制外墙板临时支撑的安装施工提供指导。建筑界建筑施工频道分享更多这样的优秀建筑设计施工案例,寻找建筑之美,探索建筑之路,欢迎关注我们~

建筑,预制外墙板临时支撑,数值分析

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