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    螺旋鋼管在建筑施工中的應用

    在建筑工程施工中,臨時設施支撐是工程技術人員經常面臨的技術難題,目前通常采用的支撐方法有滿堂支架法、腳手架法,柱中預埋牛腿法、臨時現澆柱等較多選擇。滿堂支架法需要的資源較多,并且搭設周期長,安全性較差,并且需要對基礎進行處理;柱中預留牛腿法較之滿堂支架法施工工藝有很大進步,但有些問題依然難以避免,比如預留孔傾斜、墩柱外觀觀感較差、流水作業連續性不強等且不能作為較大荷載支撐?,F澆混凝土柱法需要臨時支模,在柱較高時存在施工困難的情況,且為一次性使用,經濟性不強。鑒于以上存在的問題,螺旋鋼管在此類工程項目中存在比較明顯的優勢。

    螺旋鋼管支撐法-簡介

    螺旋鋼管支撐法就是用螺旋鋼管作為臨時設施、施工平臺等的豎向支撐,螺旋鋼管支撐為鋼結構支撐,其抗壓承載能力很強,例采用Q235B型材質,壁厚小于16mm其抗壓強度設計值為215Mpa,遠大于混凝土抗壓強度,因而可以明顯減少材料用量,減少支撐柱重量,降低施工難度。典型螺旋鋼管柱設計圖見圖2.1。

    圖2.1 典型螺旋鋼管柱設計圖

    3螺旋鋼管柱設計

    鋼管柱設計主要包括柱軸向受力計算,柱穩定性計算,底板下基礎承載力計算?,F以某工程混凝土柱置換加固施工時采用螺旋鋼管支撐為例對螺旋鋼管柱計算進行演示。本例中待置換柱尺寸為600mm×600mm,柱所在層層凈高為3.5m,螺旋鋼管采用直徑為500mm,壁厚為10mm的螺旋鋼管作為臨時支撐,頂板及底板均采用600mm×600mm×10mm的鋼板,材料均采用Q235鋼材。底板下為20cm厚C30混凝土地坪,地基土承載力特征值為fa=578Kpa,支撐平面設計圖見圖3.1。


    3.1設計荷載

    本例中柱承受軸向受力設計為2000kN,分別為4個鋼管柱支撐,每個鋼管柱承受受力為500kN。

    3.2 螺旋鋼管柱軸向受力計算

    3.2.1鋼管柱軸向受力公式:σ=N/An≤f式中:N ----鋼管柱軸向受力設計值;An ----鋼管凈截面積;

    f----鋼材抗壓強度。

    本例中鋼管凈截面積為An =15700mm2;《查鋼結構設計規范》(GB50017-2003)可知f=215Mpa。

    帶入公式計算出σ=31.8Mpa

    3.2.2鋼柱穩定性驗算

    鋼柱穩定性驗算公式為:N/(ψA)≤f式中:ψ---軸心受壓構件的穩定系數;A---鋼管毛截面面積;

    本例中鋼管為a類截面,厚度為10mm

    3.2.3基礎承載力計算

    鋼柱底板下混凝土層為20cm厚,鋼柱底板尺寸為600mm×600mm,荷載傳遞到混凝土板底時受力面積為A基=(600+2×200)×(600+2×200)=1000000mm2;依據建筑《建筑地基基礎設計規范》,Pk=Fk/A=500000/1000000=0.5Mpa

    4施工注意事項

    4.1螺旋鋼管柱在架設時必須處理好底板下基礎,確?;A承載能力,并將底板墊平,避免鋼管柱出現傾斜而造成偏心受力。

    4.2頂板和底板與鋼管必須焊接牢固,且頂板與底板表面保持平整度每平方米不大于2mm。

    4.3鋼管柱替代原混凝土柱受力時應采用千斤頂預頂,避免結構在置換期間產生下沉。

    5實用效果

    螺旋鋼管柱在柱體置換施工中經濟高效,在重慶大學城協信天驕名城項目車庫柱置換施工中采用該方法,置換11根有缺陷的柱體支撐施工僅耗時2天,且鋼管柱采用租賃的方式取得,整體臨時設施費用僅控制在工程費用的5%以內,產生了較大的經濟利益,并減少了工期約20天,為業主提前入住提供了很大支持。螺旋鋼管支撐是具有極大市場前景及社會效益的施工手段,值得廣泛推廣。


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