某教学楼工程施工方案介绍

[摘要]：本文介绍一教学楼大跨度屋顶飘架的施工，通过分次浇筑，减小施工阶段结构跨度等方法，解决了由于支撑不能落地带来的施工难题。

[关键词]：大跨度；分次浇筑；设计；施工

[abstract] This article introduces a teaching building construction of a long-span roof truss. By pouring the concrete in batches, reducing the structural span in construction phase, to solve the construction problems because of impending bracket.

[ key words]long-span , pouring the concrete in batches, design, construct

一个建筑工程完成施工图设计仅仅是第一步，对于有特殊要求的工程，往往需要设计方与施工方的合作，才能使设计意图得以实现。本文介绍一工程，由于施工阶段设计与施工的密切配合，解决了施工中的一些难题，经济、安全、高效地完成了施工。

1 工程概况

南京航空航天大学将军路校区东区一号教学楼，西部为普通教室，东部各层布置有100人和150人不等的阶梯教室。由于不同的使用要求，东、西两部分柱网尺寸、层数和层高等均有所不同，故将本工程分为两个结构单元。本文只介绍东单元（阶梯教室）设计与施工的配合情况。

结构层数四层，一至三层为阶梯教室，柱网尺寸8.7×10.3m，三层顶为上人屋面，四层为大跨度飘架，跨度31.1m，混凝土强度等级C35，从基础顶面算起的房屋总高为18.8m，采用钢筋混凝土框架结构。地震设防烈度为7度，设计地震基本加速度为0.1g，框架抗震等级为二级，基本风压0.4kN/m2，基本雪压0.65kN/m2。三层屋面及飘架的结构平面图如图一、图二所示。一、二层顶板布置与三层屋面基本相同。

为便于教室内阶梯台阶的设置并兼顾室内空间效果，沿南北向布置密布次梁。飘架跨度31.1m，设计方曾提出采用钢结构的建议，出于经济性、耐久性和使用维修等方面的考虑业主明确表示采用钢筋混凝土结构，且不希望采用预应力。于是，设计考虑沿东西方向密布大跨梁，梁高1800。

2 问题的提出

工程的施工工期非常紧，为了及早进行内隔墙砌筑和室内工程跟进，在施工完三层屋面结构后即拆除了一、二层的支撑，这就导至飘架13~17轴施工时的荷载只能由二层顶板和三层屋面这两层结构来承载（13轴以西悬挑部分可由从地面设置的高支撑架体承载）。此时，尽管二层顶板、三层屋面的楼屋面面层荷载、阶梯台阶荷载、隔墙荷载以及使用活载等尚未作用，梁、板、柱有一定强度储备，但这点储备不足以承担飘架自重（飘架自重远大于普通楼盖重量）、支撑模板荷载及施工荷载。为此，必须采取安全、有效的措施，制定合理的施工方案，避免因支撑底座强度不够导至安全事故。

3 解决方案

飘架跨度31.1m，东、西向的梁高达1.8m，自重很大，每平方米水平投影面积仅飘架的结构自重就达10kN/m2。本案例的特点是荷载大、跨度大。所以在考虑解决方案时就从分散荷重和减小跨度这两个方面入手。经设计施工双方共同商议，决定采用分两次施工的方案。

第一步：支撑、模板架设完毕、钢筋绑扎好后，先浇筑16.800标高以下的梁、柱，即先浇筑1.8m高大梁的下部1米，通过三层和飘架层密布的支撑立杆，将这一部分荷载传至二层顶板。

第二步：待第一次浇筑的结构混凝土强度达到90%（约7-10天强度，以同条件养护试块的试验值为准）后，再进行第二次浇筑，即浇筑1.8m高大梁的上部0.8米和顶板。通过适当的支撑减小大梁施工阶段的跨度，由减小跨度后的1米高梁和下层楼盖共同承受第二部分混凝土荷重。为保证二次浇筑梁水平施工缝处上、下混凝土的粘结力，采取沿梁宽中心线在梁上、下施工缝接合部位设φ14@800锚筋，锚入上、下混凝土内各250。

待第二次浇筑的混凝土达设计强度后可拆除支撑进行后续施工。

此方案的核心就是通过分次浇筑、减小施工阶段梁跨度等手段来减小由于支撑不能落地使部分楼盖施工阶段可能超载的风险。

方案确定后，设计、施工双方进行了分工：施工方负责编制施工组织设计，做好模板支撑体系的设计(包括强度和稳定)，制定施工方案；设计院负责各层楼、层盖在不同施工阶段的强度验算。

4 施工阶段强度验算

4.1荷载计算

飘架结构自重：经测算，飘架每平方米水平投影面积结构自重为10kN/m2，第一次浇筑部分g1≈4.0kN/m2，第二次浇筑部分g2≈6.0kN/m2。

三层支撑模板重g3=1.0kN/m2，飘架层支撑模板重g4=1.5kN/m2，施工荷载p=3.0kN/m2。

验算时考虑风荷载，不考虑地震作用和雪荷载。

4.2第一阶段验算

此时结构为三层框架，第一次浇筑的飘架作为荷重通过飘架层支撑和三层支撑均匀传给二层顶板（三层楼面）。即飘架自重g1和施工荷载p均由二层顶板承受。一、二层已进行室内工程施工，故二层楼面荷载按使用阶段所有恒、活载考虑。

在设置飘架层支撑时，同时预设了二阶段为减小1米高大梁跨度所需的14、15、16轴施工阶段刚性立柱和刚性支撑梁。

通过SATWE程序验算，上述三层框架结构在上述荷载作用下强度满足要求，但三层楼面的大部分梁验算所需配筋已接近实配钢筋。这也说明在一、二层支撑已拆除的情况下飘架结构分两次浇筑以减小三层楼面施工阶段荷载是有必要的。

4.3第二阶段验算

此时第一次浇筑的飘架1米高大梁和13、17轴6根飘架层框架柱已达到90%设计强度，考虑由这些大梁、框架柱和三层屋面来共同承担第二次浇筑的飘架荷载。于是，采取了以下方法（见图三所示）：

1）在H轴和F轴交14、15、16轴位置，保留先前已设置的施工阶段的飘架层刚性立柱和刚性支撑梁，拆除13、17轴以及F~H轴1米高梁下的其他支撑。这样处理是想通过第一次浇筑的飘架大梁将该范围内第二次浇筑荷载直接传给框架柱，减少三层屋面的承载量。此时，1米高飘架梁为4跨连续梁，因梁顶部无纵筋，故每跨两端均按铰接考虑。

2）13轴以西悬挑部分由从地面设置的高支撑架体承载。

3）F轴以南部分，开洞率达35%，荷载相对较小，可由支撑直接将荷载传给三层屋面。

4） 施工阶段刚性立柱、刚性支撑梁的稳定问题通过东西向和南北向的剪刀撑解决。

经验算，三层屋面和第一次浇筑的飘架1米高梁能承受第二次浇筑的飘架荷载。

5 结束语

本案例原本没什么特别之处，但过早拆除底部两层支撑，给上部大跨飘架施工带来困难。通过设计人员与施工人员的精诚合作，较好地解决了难题。使工程进展顺利，工期得到保证。该项目已竣工，投入正常使用。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。