早拆模留設支撐情況下結構內力重分布研究

朱國勤 劉鳳翰

(1.江蘇建興建工集團，江蘇鹽城 224002; 2.南京交通職業(yè)技術學院，江蘇 南京 211188)

1 概述

工程施工中采用早拆模技術，對于加快模板的周轉，提高模板的利用效率從而節(jié)省成本具有顯著意義。近些年來，對于早拆模技術的研究與應用受到重視，國外早拆模體系多采用的是金屬支柱，安全、方便、施工速度快。國內早拆模板技術最早起源于20世紀80年代，90年代得到了較快發(fā)展，并在許多地區(qū)廣泛采用。國內的早拆模板技術在柱頭上采用了滑動式、螺桿及兩者相結合的柱頭。

受彎構件早拆模施工中，采用留設支撐，拆除其他模板的方式提高模板周轉率以達到節(jié)省費用的目的。在留設支撐時，對結構會產(chǎn)生怎樣的內力分布的改變，在早拆模混凝土低齡強度情況下，內力發(fā)生改變后結構承載力會產(chǎn)生影響，本文對早拆模留設支撐后內力的重新分布作相應的分析研究。

2 留設支撐后受彎構件內力重分布

以多跨連續(xù)梁(板)為例，早拆模系統(tǒng)拆模后留設支撐。為了簡化研究，將梁(板)簡化成兩端嵌固，中間支撐點處鉸支(如圖1所示)。

圖1 2點支撐時多跨連續(xù)梁計算簡圖

加設支撐后，梁的內力與原設計內力間發(fā)生了變化，梁長內力分布與內力大小均發(fā)生了改變。

如圖2所示，梁原設計內力，由于拆模后支撐的設置，實際內力發(fā)生了重分布，在壓區(qū)出現(xiàn)了拉力，原拉區(qū)出現(xiàn)了拉力，如圖中陰影部分所示。加設支撐后，所產(chǎn)生的內力變化狀況對梁的受力的影響有多大。我們繼續(xù)以本例，仍假定全跨均布荷載，多跨連續(xù)梁，取中間跨，分別以1支撐、2支撐、3支撐以及4支撐進行對比分析。

圖2 內力重分布示意圖

1支撐情況下，產(chǎn)生的彎矩情況，與設計彎矩情況相比，兩側支座負彎矩減少，減少至原位最大值20%左右，跨中出支撐處上部出現(xiàn)負彎矩，負彎矩值約為支座負彎矩的20%，約1/4跨位置處，產(chǎn)生正彎矩，約為支座最大設計負彎矩的10%，約為跨中正彎矩的20%(見圖3)。

圖3 1支撐與無支撐情況內力變化比較

2支撐情況下，產(chǎn)生的彎矩情況，與設計彎矩情況相比，兩側支座負彎矩減少，減少至原位最大值10%左右，跨中出支撐處上部出現(xiàn)負彎矩，負彎矩值約為支座負彎矩的10%，約1/4跨位置處，產(chǎn)生正彎矩，約為支座最大設計負彎矩的5%，約為跨中正彎矩的10%(見圖4)。

圖4 2支撐與無支撐情況內力變化比較

3支撐情況，彎矩值幅值顯著減小。比較3種支撐情況彎矩值可見，隨著支撐數(shù)值增加，梁上下側彎矩值迅速減小，從而拆模時間可以大為提前(見圖5)。

圖5 3支撐與無支撐情況內力變化比較

由以上情況可以看出，中間設支撐后，內力重分布情況主要表現(xiàn)為:

1)彎矩未發(fā)生變號(產(chǎn)生反向彎矩)的部分，均顯著小于原位內力值;

2)支座與跨中均出現(xiàn)彎矩變號產(chǎn)生反向彎矩，數(shù)值隨支撐數(shù)增加顯著衰減。

未發(fā)生變號的位置，彎矩值顯著減小，該位置截面不是需要研究的控制截面。發(fā)生彎矩變號的截面，由于變號位置處設計的受力筋目標不同，故該位置的承載力設計值與實際內力不符，是承載力研究的關鍵。

發(fā)生變號的位置，變號后的彎矩值與變號后的同號設計內力相比，情況如圖6所示為正彎矩區(qū)產(chǎn)生最大負彎矩與設計最大負彎矩比值，如圖7所示負彎矩區(qū)產(chǎn)生最大正彎矩與設計最大正彎矩比值。

圖6 正彎矩區(qū)產(chǎn)生最大負彎矩與設計最大負彎矩比值

圖7 負彎矩區(qū)產(chǎn)生最大正彎矩與設計最大正彎矩比值

3 結語

早拆模施工留設支撐并拆除其他模板時，結構內力會發(fā)生重新分布，本文分析了內力彎矩的情況，內力彎矩數(shù)值上均顯著小于原設計彎矩，但部分位置產(chǎn)生了反向彎矩，受力狀況發(fā)生顯著改變。經(jīng)過分析，在發(fā)生反向彎矩位置，支座附近產(chǎn)生反向正彎矩位置承載力問題不產(chǎn)生主導影響。

［1］GB 50010-2010，混凝土結構設計規(guī)范［S］.

［2］GB 50204-2002，混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范［S］.

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