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摘要：基础厚度超过一定数值时，顶部钢筋支撑体系消耗成本较大，本文提出一种通过引入水平支撑的方法，充分发挥顶部钢筋支撑体系中型钢的材料特性，在工程实例中证明其体系安全性、共融性和经济性优势，为此类工程提供借鉴经验。
关键词：超厚基础；钢筋支撑；长细比；水平支撑；施工成本
1、概述
随着社会经济飞速、稳定发展，建筑行业也向着高、大、精、尖方向发展，高层、超高层建筑越来越多的出现在世人的眼前，同时，施工中出现了很多新的难题。高层、超高层的建筑伴随着的是超厚的基础，其基础顶部钢筋施工就是一个难点。顶部钢筋支撑体系一般是立柱、顶部横梁的形式，但是基础厚度超过4米甚至达到6米的情况下，采用常规的支撑体系往往会付出较大的代价。
2、体系的提出
針对基础厚度在4米以上的顶部钢筋支撑体系，经过大量计算得出结论：结合不同立柱间距配合，横梁、立柱的抗弯强度、立柱的轴心压力的数值相较于材料的极限值差距很大，但是其立柱稳定性验算不能满足要求。换句话说就是充分发挥材料的特性，造成施工成本的浪费。
支撑立柱稳定性验算不能满足要求，其原因是长细比过大。长细比计算公式：λ=l0/i，其中λ—长细比，l0—构件计算长度，i—构件截面的回转半径。回转半径为材料特性，能够通过外部解决的方法就是减小构件的计算长度，故此参考钢架的计算方法，通过引入水平支撑以减小计算长度的方法，在立柱高度的中间位置增加水平支撑，其计算长度可按照立柱高度的一半进行计算，同时增加水平支撑的验算步骤。参考依据《钢结构设计规范》第5.1.7节。
3、超厚基础顶部钢筋支撑计算
3.1作用荷载
作用的荷载包括自重和施工荷载。钢筋支架所承受的荷载包括上层钢筋的自重、施工人员及施工设备荷载。
3.2支架横梁的计算
支架横梁按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，按照支架横梁上面的钢筋自重和施工活荷载作为均布荷载计算支架横梁的最大弯矩和变形。
3.2.1均布荷载值计算
3.2.2强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩，跨中最大弯矩计算公式如下：
[M1max=0.08q1l2+0.10q2l2]
支座最大弯矩计算公式如下：
[M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2]
3.3.3挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下：
[Vmax=0.677q1l4100EI+0.990q2l4100EI]
3.3支架立柱的计算
支架立柱作为轴心受压构件进行稳定验算，计算长度按上下层钢筋间距确定：
[σ=NφA+MW≤f]
式中 σ──立柱的压应力；
N──轴向压力设计值；
[?]──轴心受压杆件稳定系数，根据立杆的长细比[λ]=h/i；
A──立杆的截面面积；
[M]──立柱弯矩；
[W]──立柱截面抵抗矩；
[f]──立杆的抗压强度设计值，[f]=215N/mm2；
3.4支架立柱水平支撑的计算
3.4.1水平支撑的支撑力（按柱列考虑）：
[Fbn=ΣNi600.6+0.4n]
式中 n——柱列中被撑柱列的根数
∑Ni──被撑柱列同时存在的轴向压力设计值之和
3.4.2水平支撑轴心受力稳定性验算
[σ=NφA+MW≤f]
式中 ：σ──水平支撑压应力；N──水平支撑轴向压力设计值；[?]──轴心受压杆件稳定系数，根据立杆的长细比[λ]=h/i； A──水平支撑截面面积；[M]──水平支撑弯矩；[W]──水平支撑截面抵抗矩； [f]──水平支撑抗压强度设计值，[f]=215N/mm2；
4、超厚基础顶部钢筋支撑在工程中的应用
实例为一个写字楼项目，框架核心筒结构，地上由2个塔楼，高度分别为114米和142米，核心筒部分基础厚度最大为6.35米。考虑尽量减少对基础混凝土浇筑的影响，基础顶部钢筋支承体系选用非中空类型的型钢，通过对角钢、槽钢、工字钢的力学性能参数以及施工成本对比，选用6.3#槽钢作为立柱、5#槽钢作为横梁，3#等肢角钢作为中间水平支撑，立杆纵、横向布置间距为1.6米。其平面布置简图和立面图详见图4-1、图4-2。引用水平支撑的顶部钢筋支承体系与常规支撑体系对比，施工成本可降低40%左右，施工过程中，支撑体系安全、可靠，且与其它各工序配合协调、融洽，成功的完成了基础顶部钢筋支撑的任务。
h-承台厚度；d1、d2-底、顶部钢筋直径总和；
h1、h2-底部、顶部钢筋混凝土保护层厚度。
参考文献
[1] 建筑施工手册（第五版）。北京 中国建筑工业出版社
[2] 最新钢结构实用设计手册（严正庭等主编）。南宁 广西科学技术出版社
[3] 钢结构设计规范（GB50017-2003）北京 中国建筑工业出版社
[4] 建筑结构荷载规范（GB50009-2012）北京 中国建筑工业出版社
关键词：超厚基础；钢筋支撑；长细比；水平支撑；施工成本
1、概述
随着社会经济飞速、稳定发展，建筑行业也向着高、大、精、尖方向发展，高层、超高层建筑越来越多的出现在世人的眼前，同时，施工中出现了很多新的难题。高层、超高层的建筑伴随着的是超厚的基础，其基础顶部钢筋施工就是一个难点。顶部钢筋支撑体系一般是立柱、顶部横梁的形式，但是基础厚度超过4米甚至达到6米的情况下，采用常规的支撑体系往往会付出较大的代价。
2、体系的提出
針对基础厚度在4米以上的顶部钢筋支撑体系，经过大量计算得出结论：结合不同立柱间距配合，横梁、立柱的抗弯强度、立柱的轴心压力的数值相较于材料的极限值差距很大，但是其立柱稳定性验算不能满足要求。换句话说就是充分发挥材料的特性，造成施工成本的浪费。
支撑立柱稳定性验算不能满足要求，其原因是长细比过大。长细比计算公式：λ=l0/i，其中λ—长细比，l0—构件计算长度，i—构件截面的回转半径。回转半径为材料特性，能够通过外部解决的方法就是减小构件的计算长度，故此参考钢架的计算方法，通过引入水平支撑以减小计算长度的方法，在立柱高度的中间位置增加水平支撑，其计算长度可按照立柱高度的一半进行计算，同时增加水平支撑的验算步骤。参考依据《钢结构设计规范》第5.1.7节。
3、超厚基础顶部钢筋支撑计算
3.1作用荷载
作用的荷载包括自重和施工荷载。钢筋支架所承受的荷载包括上层钢筋的自重、施工人员及施工设备荷载。
3.2支架横梁的计算
支架横梁按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，按照支架横梁上面的钢筋自重和施工活荷载作为均布荷载计算支架横梁的最大弯矩和变形。
3.2.1均布荷载值计算
3.2.2强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩，跨中最大弯矩计算公式如下：
[M1max=0.08q1l2+0.10q2l2]
支座最大弯矩计算公式如下：
[M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2]
3.3.3挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下：
[Vmax=0.677q1l4100EI+0.990q2l4100EI]
3.3支架立柱的计算
支架立柱作为轴心受压构件进行稳定验算，计算长度按上下层钢筋间距确定：
[σ=NφA+MW≤f]
式中 σ──立柱的压应力；
N──轴向压力设计值；
[?]──轴心受压杆件稳定系数，根据立杆的长细比[λ]=h/i；
A──立杆的截面面积；
[M]──立柱弯矩；
[W]──立柱截面抵抗矩；
[f]──立杆的抗压强度设计值，[f]=215N/mm2；
3.4支架立柱水平支撑的计算
3.4.1水平支撑的支撑力（按柱列考虑）：
[Fbn=ΣNi600.6+0.4n]
式中 n——柱列中被撑柱列的根数
∑Ni──被撑柱列同时存在的轴向压力设计值之和
3.4.2水平支撑轴心受力稳定性验算
[σ=NφA+MW≤f]
式中 ：σ──水平支撑压应力；N──水平支撑轴向压力设计值；[?]──轴心受压杆件稳定系数，根据立杆的长细比[λ]=h/i； A──水平支撑截面面积；[M]──水平支撑弯矩；[W]──水平支撑截面抵抗矩； [f]──水平支撑抗压强度设计值，[f]=215N/mm2；
4、超厚基础顶部钢筋支撑在工程中的应用
实例为一个写字楼项目，框架核心筒结构，地上由2个塔楼，高度分别为114米和142米，核心筒部分基础厚度最大为6.35米。考虑尽量减少对基础混凝土浇筑的影响，基础顶部钢筋支承体系选用非中空类型的型钢，通过对角钢、槽钢、工字钢的力学性能参数以及施工成本对比，选用6.3#槽钢作为立柱、5#槽钢作为横梁，3#等肢角钢作为中间水平支撑，立杆纵、横向布置间距为1.6米。其平面布置简图和立面图详见图4-1、图4-2。引用水平支撑的顶部钢筋支承体系与常规支撑体系对比，施工成本可降低40%左右，施工过程中，支撑体系安全、可靠，且与其它各工序配合协调、融洽，成功的完成了基础顶部钢筋支撑的任务。
h-承台厚度；d1、d2-底、顶部钢筋直径总和；
h1、h2-底部、顶部钢筋混凝土保护层厚度。
参考文献
[1] 建筑施工手册（第五版）。北京 中国建筑工业出版社
[2] 最新钢结构实用设计手册（严正庭等主编）。南宁 广西科学技术出版社
[3] 钢结构设计规范（GB50017-2003）北京 中国建筑工业出版社
[4] 建筑结构荷载规范（GB50009-2012）北京 中国建筑工业出版社