一种可拆装式爬模钢平台应用研究*
吕利霞，任海波
（北京市建筑工程研究院有限责任公司，北京100039）
[摘要]大吨位可拆装式爬模钢平台是一种新型的高层、超高层建筑施工用爬模设备.重点介绍了可拆装式爬模钢平台结构在工程中实际应用的设计计算过程，主要包括钢平台对建筑结构、架体附着装置、架体本身主承力杆件的受力验算；并结合ANSYS有限元分析软件进行仿真分析，得出设备在工程中应用的计算分析结果.
[关键词]模板；爬模；钢平台：施工技术；有限元分析
[中图分类号]TU755.2 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2013)17-0108-03
ApplicationStudy onSteelPlatformwithRemovable ClimbingFormwork
L0 Lixia Ren Haibo
(Bejing Building Construction Research Intiste Go. Lad. Bejing 100039 Chine)
Abstract:The steel platform with heavy and removable climbing formwork is new type climbing formworkequipment in tall building and super tall building construction. The authors introduce the design calculation process about application of steel platform with heavy and removable climbing formwork including the force calculation between steel platform and building structure the force calculation ofattachment device of formwork the force calculation of force bearing rod. Based on simulation analysiswith finite element analysis software ANSYS the calculation results are obtsined.
Key words;formwork; climbing formwork; steel platforms; construction; finite element analysis
1可拆装式爬模钢平台简介
可拆装式爬模钢平台为一种新型的高层、超高层建筑施工用爬模设备.该新型设备最大的技术特点在于，应用在高层建筑筒体内结构施工中，具有独立的爬升动力系统，集模板爬升、绑筋施工作 业平台、模板施工作业平台、施工物料堆放于一体，钢平台设计了相对独立的连接单元体系，可根据建筑结构筒体截面变化，进行连接单元体系的分体拆装，从而使爬模钢平台结构发生改变，满足不同跨距、不同结构形状的建筑筒体结构施工要求.爬模钢平台结构设计三维简图如图1所示.
图1可拆装式爬模钢平台结构三维设计Fig. 1 3D design of steel platformwith removable climbing formwork
2可拆装式爬模钢平台在工程中的应用计算分析
可拆装式爬模钢平台设计及应用计算参考《液压爬升模板工程技术规程》JGJ195-2010、《建筑结构荷载规范）GB50009-2012、《钢结构设计规范》GB50017-2003、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010等有关规范.
可拆装式爬模钢平台设计及应用计算主要包括架体承载螺栓、混凝土结构、架体主承力杆件计算，并分别按施工工况、爬升工况、停工工况进行强 度、刚度及稳定性计算.
2.1在工程中应用的基本条件
1）钢平台设计最大跨距L.（mm）.
2）建筑楼层层高L （mm）.
2.2在工程中应用的基本荷载
1）恒荷载标准值.
物料平台支架、物料平台平铺架自重G：钢平台架体支模体系自重G：钢平台主承力架架体系统自重G：大模板自重G
2）施工活荷载标准值Q.
Q= S*F Q=SF（爬升工况）
Q、=SFS'×F（施工工况）
式中：S为架体上操作平台面积（m”）；S'为架体下操作平台面积（m²）：F=4kN/m²，为架体上操作平台施工荷载标准值；F=1kN/m²，为架体下操作平台施工荷载标准值；F'、=0.5kN/m²，为架体爬升状 态下施工操作平台施工荷载标准值；S为物料操作平台面积（m²）：F为物料操作平台载重（kN/m²）.
3）风荷载标准值.
取基本风压值：
式中：β为阵风系数，按《建筑结构荷载规范）CB50009-2012表7.5.1取值：μ，为架体风荷载体型系数，密目安全网与脚手架挡风面积/迎风面积比值：μ，为风压高度变化系数，按《建筑结构荷载规升模板工程技术规程）JGJ195-2010 范》GB50009-2012表7.5.1取值；.为按《液压爬表A.0.4取值.
作用在大模板上的风荷载标准值W：
W=uSe
作用在模板上方安全网上的风荷载标准值W：
W=上方变会网x0.6（施工、爬升工况）
W=u上方安全x0.6（停工工况）
4）永久荷载分项系数y.=1.2.
5）可变荷载分项系数y=1.4.
2.3在工程中应用对建筑结构附着计算
钢平台在工程中应用时需在建筑结构上、下两层附着.
1）钢平台竖向合力V
（施工工况） V =1.2 ×G 0.9 ×1.4 × (F W W)
V=1.2×G、0.9 ×1.4×（FWW)（爬升工况）
V=1.2xG 1.4W（停工工况）
2）钢平台水平分力F（对第1附着点）
根据对第2附着点取矩得出.
自重G；附墙装置自重G：导轨自重G；液压系统2.4钢平台对穿墙螺栓的承载验算
穿墙螺栓采用普通型粗牙螺纹，每个附墙装置选用1根M48的穿墙螺栓，每个螺栓的抗拉承载力：
每个螺栓的抗剪承载力：N3.14×42.587²
每个螺栓的承压承载力：N3.14×42.5872
穿墙螺栓同时承受拉力和剪力时的验算：
穿墙螺栓承压验算：
V ≤N（施工工况） V≤N（爬升工况）V≤N（停工工况）
2.5钢平台承载螺栓对混凝土接触处强度验算
混凝土增厚l（mm）.有效墙厚h.（mm）.穿墙螺栓墙内侧面的垫板为160mmx160mm×16mm，混凝 土强度等级为C10，其（冲切承载力）轴心抗拉强度设计值f=0.65N/mm².（局部受压承载力）轴心抗压强度设计值f.=5N/mm².
冲切承载力：V，≤2.8（ah）fh.=324.87kN.
局部受压承载力：F≤2.0af.=256kN.
2.6钢平台架体主承力杆件计算
横梁、模板支撑架主承力杆件、架体主承力杆件受 钢平台架体主承力杆件计算主要包括架体主力计算.
2.6.1架体主横梁计算
模板台车受力如图2所示，架体主横梁受力分别为R，Pc.P，Po，P.Pn，R.其中，Pc、P分别为 钢平台架体上操作平台自重、活荷载重及风压对上操作平台压力，为已知量；P，P，分别为钢平台下操作
平台自重及活荷载重，为已知量；P为钢平台承载施工物料对主横梁产生的作用力，为已知量；R为钢平台附着支撑点对主横梁产生的反作用力，为未知未知量. 量；R，为钢平台支撑斜撑对主横梁产生的支顶力，为
a退模
Fig.2Loads of formwork trolley 图2模板台车受力
分别对A，E点取矩即可得出R，R. 架体主横梁强度验算：
式中：M.为架体主横梁所受最大弯矩；W，为架体主横梁截面模数.
2.6.2模板支撑架主承力杆件、架体主承力杆件承载力
式中：N为承力杆件所受轴向压力；M为承力杆件所受弯矩；A，W分别为承力杆件截面面积和截面模量：f为承力杆件强度设计值，取f=205MPa；为承 力杆件轴心受压稳定系数，按《钢结构设计规范》GB50017-2003表C-1或表C-2确定；μ为承力杆件长度系数；L为承力杆件实际长度；r为承力杆件回转半径.
2.7钢平台架体爬升导轨刚度计算
钢平台架体沿导轨爬升，导轨刚度按下式验算：
3结语
参考文献：
式中：△L为导轨受力产生的变形量；F为架体爬升状态时对导轨作用的水平力；H为导轨上、下支点间 距；E为导轨的弹性模量；/为导轨的截面惯性矩.
2.8钢平台架体整体受力分析
以某工程实例为计算依据，采用ANSYS建立钢平台三维模型，并模拟实际受力，得出钢平台在工程实际中应用时的整体受力分析结果，如图3所示.
图3钢平台整体受力结果Fig.3Global stress result of steel platform
研发与应用，得出了一种爬模钢平台在工程施工中 根据对”大吨位可拆装式爬模钢平台”课题的的设计计算方法和过程，重点包括钢平台对建筑结构、架体附着装置、架体本身主承力杆件的受力验算，并用ANSYS分析软件对钢平台整体受力进行了仿真分析；通过某工程实例，发现书面计算过程结 论与ANSYS分析软件分析结论相差不大，爬模钢平台满足该工程实际使用需求.
[1]江苏江都建设工程有限公司.JGJ195-2010液压限升模板工 程技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.[2]中国建筑科学研究院.GB50009-2012建筑结构荷载规范[3]北京钢铁设计研究总院，GB50017-2003钢结构设计规范 [5].北京：中国建筑工业出版社，2012.[S].北京：中国计划出版社，2003.[4]中国建筑科学研究院.CB50010-2010混极土结构设计规范 [S].北京：中国建筑工业出版社，2010.[5]崔键，闵伟江，王优，等，天津现代城模块化低位顶升钢平台[6]李立刚，肖文风，邵丽率，等，超高层建筑高空连廊结构模板 模架体系设计[J].施工技术，2013 42（5）：20-24 96.支架钢平台安拆技术[J].施工技术，2013 42（2）：62-64.
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