建筑結(jié)構(gòu)懸挑平臺(tái)設(shè)計(jì)范文

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[摘要]

高層懸挑結(jié)構(gòu)的施工是建筑結(jié)構(gòu)施工中的一個(gè)關(guān)鍵且危險(xiǎn)性較大的施工技術(shù)。深圳某工程部分樓層轉(zhuǎn)角處懸挑梁最長7000mm，對(duì)懸挑平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用于工程，證明設(shè)計(jì)的工字鋼斜支撐與鋼懸挑梁組合的懸挑平臺(tái)可以有效解決高空懸挑結(jié)構(gòu)的施工問題，支撐架受力合理，解決了大懸挑鋼梁的撓度問題，安裝和拆除簡(jiǎn)便易行。進(jìn)行了支撐架體系的設(shè)計(jì)與施工，包括設(shè)置懸挑工字鋼梁、設(shè)置工字鋼斜支撐、在支撐架上搭設(shè)模板支撐系統(tǒng)以及防護(hù)架等，對(duì)型鋼在結(jié)構(gòu)上的錨固和支撐架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造做了詳細(xì)說明，設(shè)計(jì)的支撐架體系在該工程的應(yīng)用效果較好。

[關(guān)鍵詞]

高層懸挑結(jié)構(gòu)；斜支撐；鋼懸挑梁；節(jié)點(diǎn)構(gòu)造；支撐架體系

高空懸挑腳手架和樓層懸挑范圍較小的結(jié)構(gòu)，可參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ130－2011)[1]設(shè)置懸挑主梁以承受上部荷載；對(duì)于樓層凸出范圍較大的懸挑結(jié)構(gòu)，若采用相同的支撐方式，那么主梁上承受較大的荷載，可以通過2種方式來解決，一是減小主梁間距，二是增大主梁的截面；這2種方式中，有時(shí)對(duì)于懸挑范圍過大的結(jié)構(gòu)并不適用，尤其對(duì)于特殊部位的主梁，比如防護(hù)架處，通過主梁間距受到限制，增大截面則會(huì)給施工時(shí)主梁的安裝和拆除帶來麻煩，對(duì)結(jié)構(gòu)層樓面的施工也會(huì)造成影響；有些工程中采用在鋼絲繩斜拉索與工字鋼懸挑梁組合平臺(tái)體系上搭設(shè)模板支撐架的方式[2]，該方法在一定條件下可行，但由于鋼絲繩不參與計(jì)算，只是安全儲(chǔ)備[3]，因此，該方法也會(huì)受到限制。本文對(duì)支撐架受力進(jìn)行驗(yàn)算，以某工程項(xiàng)目實(shí)際設(shè)置為例進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，探討其受力情況，并介紹了施工工藝及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，為今后的類似工程施工提供了安全可靠的參考依據(jù)。

1方案設(shè)計(jì)

深圳某工程總建筑面積：54205.1m2，其中：地下建筑面積13401.86m2、地上建筑面積：40803.24m2。地上2#樓共29層，地下3層，每個(gè)樓層的標(biāo)準(zhǔn)層層高3.15m，建筑總高度99.15m。采用懸挑式腳手架施工體系，主樓各棟頂層局部比下層標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)凸出的最大長度為1600mm，凸出邊梁截面大小為250mm×400mm，板厚為200mm，凸出結(jié)構(gòu)上部無主體。如圖1所示，采用工字鋼懸挑，工字鋼下?lián)危ぷ咒撛谕钩鼋Y(jié)構(gòu)層下一層樓面進(jìn)行布置。實(shí)際工程中，在28層樓層處采用I16工字鋼懸挑，平鋪在樓板上，錨固點(diǎn)采用直徑為20mm的壓環(huán)鋼筋錨固，主梁在建筑為內(nèi)的錨固長度為5m，懸挑長度為4m。斜支撐采用I16工字鋼下?lián)危聯(lián)紊线B接點(diǎn)位于懸挑層距建筑結(jié)構(gòu)外邊2.5m處工字鋼上，底端與預(yù)埋在27層構(gòu)件中的預(yù)埋件相連，實(shí)施時(shí)在懸挑層下層預(yù)埋300mm×300mm×10mm鐵板，采用M14膨脹螺栓固定；頂端在離陽臺(tái)外邊2500mm處與主梁焊接，保證斜支撐與工字鋼懸挑梁的夾角接近60°，滿足規(guī)范中夾角大于45°的要求；連接時(shí)支撐工字鋼兩頭分別與上部工字鋼、下部鐵板進(jìn)行對(duì)接焊接，卡箍與工字鋼梁之間采用滿焊。下?lián)沃c(diǎn)在27F樓面轉(zhuǎn)角處工字鋼最大懸挑長度4600mm，采用I18工字鋼懸挑，I16工字鋼下?lián)?。在懸挑主梁上按間距1000橫向擱置I16工字鋼次梁，在次梁上按1000mm×1000mm間距搭設(shè)模板支撐腳手架。腳手架搭設(shè)布置一覽表如表1。

2節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

（1）型鋼挑梁與樓板的錨固圖2為型鋼主梁穿墻處以及與板的構(gòu)造布置；依據(jù)規(guī)范，預(yù)埋插入圓鋼壓環(huán)，在伸入樓板內(nèi)的梁端部設(shè)置2~3道卡箍，在陽臺(tái)梁位置處，設(shè)置1道卡箍錨入陽臺(tái)梁內(nèi)，卡箍與工字鋼焊牢以抵抗外架引起的鋼梁水平力。在混凝土施工中要保護(hù)好預(yù)埋固定環(huán)，避免振動(dòng)棒直接接觸預(yù)埋件，邊振搗邊觀察及時(shí)校正預(yù)埋環(huán)位置，保證不產(chǎn)生過大位移。（2）斜支撐在下層邊梁上的構(gòu)造在27層邊梁上預(yù)埋300mm×300mm×10mm鐵板，采用M14膨脹螺栓固定，連接時(shí)支撐工字鋼一端與鐵板進(jìn)行對(duì)接焊接。（3）型鋼懸挑轉(zhuǎn)角及采光井鋼梁構(gòu)造在樓層轉(zhuǎn)角處，工字鋼最大懸挑長度4600mm，梁上荷載較大，采用增加梁截面和減小梁間距的措施，采用I18工字鋼懸挑，I16工字鋼下?lián)?；?gòu)造詳圖如圖3所示。在主梁交接處，采用焊接方式，在梁的夾角處設(shè)置加勁肋增加梁的穩(wěn)定性；采用該種構(gòu)造方式，減小了所承受的荷載，安全可靠。

3受力分析

綜合考慮懸挑工字鋼梁受力情況、懸挑工字鋼在樓內(nèi)受力情況，確定支撐架受力情況。選擇最大受力單元，進(jìn)行荷載傳力途徑分析，繪制最大彎矩圖進(jìn)行計(jì)算、驗(yàn)算。（1）主梁驗(yàn)算計(jì)算荷載為：腳手板荷載：0.17kN/m2,欄桿沖壓鋼板：0.16kN/m；安全網(wǎng)：0.01kN/m2；鋼管：3.97kg/m；板底次楞木枋50×100@250：0.025kN/m；主梁自重：1.2×0.205×1=0.246kN/m；主梁間距為1500mm，計(jì)算得到主梁上的荷載見主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖，主梁的內(nèi)力圖見圖4。經(jīng)驗(yàn)算需要對(duì)陽臺(tái)梁以及支承該梁的懸臂梁進(jìn)行1層回頂，工程中實(shí)際進(jìn)行2層回頂。采用Ф48×3進(jìn)行回頂，鋼管間距為1.5m,回頂位置在相應(yīng)的斜支撐下，每個(gè)支撐下用1根鋼管。

4安裝與拆除方法

4.1安裝方法如圖5所示，先在樓層預(yù)埋鐵板處內(nèi)邊緣焊接用于防止斜撐安裝時(shí)產(chǎn)生滑移的臨時(shí)固定100mm高Ф16mm的鋼筋頭，預(yù)先用鋼管對(duì)準(zhǔn)上下焊接點(diǎn)在外架上設(shè)置對(duì)準(zhǔn)角度的臨時(shí)固定水平橫桿，將斜撐工字鋼用塔吊吊起上端，底端用繩子套住順臨時(shí)固定水平橫桿人工拉入樓層內(nèi)抵住焊接在鐵板上臨時(shí)固定100mm高Ф16mm的鋼筋頭處。在斜撐工字鋼下方距上焊接點(diǎn)2000mm處搭設(shè)出外架外邊1500mm長的鋼管腳手架平臺(tái)，設(shè)置1100mm高防護(hù)欄桿，此平臺(tái)以供焊工對(duì)焊接點(diǎn)進(jìn)行施焊。在施工過程中，在斜撐工字鋼上統(tǒng)一高度上做上標(biāo)志并引至墻上，監(jiān)測(cè)時(shí)通過水準(zhǔn)儀讀數(shù)監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)下?lián)蠒r(shí)立即停止上部施工，并進(jìn)行加固。

4.2拆除方法拆除時(shí)先用鋼管將斜撐工字鋼架住，在距外架邊500mm處和下焊接點(diǎn)處將工字鋼用燒割機(jī)燒斷，然后用塔吊分2次吊走。

5結(jié)論

本文所述支撐架懸挑平臺(tái)作為懸挑結(jié)構(gòu)模板的支撐，滿足了懸挑寬度較大、構(gòu)件荷載較重的高層建筑施工要求。（1）三角形支撐架結(jié)構(gòu)形式具有很大的優(yōu)勢(shì)，縮短了施工周期。工字鋼梁在拆除后可重復(fù)利用，降低了成本，有利于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，符合綠色施工的原則。該施工技術(shù)在超高層建筑施工中具有廣泛推廣應(yīng)用的價(jià)值。（2）本工程工字鋼主梁懸挑長度為4150mm，斜撐梁長度4021mm，長細(xì)比滿足要求。若某工程主梁懸挑長度過大，則相應(yīng)的斜撐梁長度增加，平面外穩(wěn)定需要經(jīng)過驗(yàn)證，則可考慮在斜撐梁中部增設(shè)1道系桿。（3）本工程設(shè)置斜撐桿，實(shí)際上可把主梁作為一端懸挑的2跨連續(xù)梁進(jìn)行受力分析，結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)，梁的內(nèi)力較不設(shè)斜撐桿的簡(jiǎn)支梁模型有很大程度的減少，從而減少鋼材用量。

參考文獻(xiàn)

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作者：殷粉芳 陳年和 郭牡丹 石偉國 單位：江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程技術(shù)學(xué)院 江蘇省華建建設(shè)股份有限公司