高空大懸挑構(gòu)架支撐體系的設計與施工(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高空大懸挑構(gòu)架支撐體系的設計與施工前 言現(xiàn)代建筑常采用高空大懸挑的手法，來滿足使用功能和造型美觀的需求。公共建筑和超高層商住樓的大跨度中庭，為達到空曠、通透、視野開闊的建筑效果，有時高度會達到十幾層；高層和超高層住宅樓，為了張揚建筑物的個性，屋頂上的構(gòu)架懸挑出建筑平面以外數(shù)米；兩幢高層、超高層建筑的塔樓，在半空中通過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)再次聯(lián)成一個整體，突出建筑物的雄姿風韻。 這幾類高空大懸挑結(jié)構(gòu)高支模的施工特點是：跨度大、高度高、施工荷載大、施工難度高。為了做到技術先進、經(jīng)濟合理、保證質(zhì)量、確保安全，因此完善高空大懸挑結(jié)構(gòu)高支模的施工方法是一個新課題，具有非常顯著的現(xiàn)實意

2、義。1.工程概況圖1金鳳凰·南湖御景工程總建筑面積95592平方米，鋼筋砼框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑層數(shù)地下二層，地上公寓二十九層，住宅地上三十一層，建筑高度99.60米；公寓標準層層高3.2m，住宅標準層高3.0m；該工程屋面99.60m以上設計有天面構(gòu)架，天面構(gòu)架造型新穎，采用鋼筋混凝土+型鋼的混合結(jié)構(gòu)。在公寓圓弧處的構(gòu)架為一大懸挑弧形懸空構(gòu)架（見圖1），弧形構(gòu)架懸空長度較大，構(gòu)架平面圖如下所示。C軸以內(nèi)構(gòu)架模板及其支撐系統(tǒng)可直接支承于屋面板上，支模高度4.5m5.4m（屋面板頂至弧形梁頂）。C軸外側(cè)構(gòu)架弧形梁（外圍最大弧長12.46m）距地高度104.92m106.91m，其模板及

3、支撐系統(tǒng)在外側(cè)和底部無任何防護結(jié)構(gòu)，安全要求高，施工難度大。為確保該部位弧形構(gòu)架施工能安全、順利地進行，綜合考慮結(jié)構(gòu)受力、安全可靠、經(jīng)濟成本等各方面因素，需精心設計模板支撐系統(tǒng)。2.支撐系統(tǒng)方案的初步設計指思思想：先考慮采用18#工字鋼純懸挑體系，如不滿足要求再進行調(diào)整。初步方案：由于弧形構(gòu)架梁的懸空高度達到106.91m，陽臺外懸挑長度達4.5m，經(jīng)過多種方案比較，在圓弧天面處采用18#工字鋼懸挑體系較合適。工字鋼懸挑支撐體系為純懸挑結(jié)構(gòu)，和普通懸挑+鋼絲繩外架不完全相同；懸挑工字鋼支承在封口梁上，外懸挑長度小于（封口梁）內(nèi)壓錨長度；工字鋼根部壓錨采用兩道20的圓鋼形卡錨固在現(xiàn)澆板內(nèi)，位置見

4、圖2；工字鋼布置原則上沿封口梁每1000mm左右均勻布置（可適當避開柱）；懸挑部分工字鋼上采用20的焊短鋼筋頭作為立桿鋼管定位。懸挑工字鋼安裝完畢，搭設滿堂鋼管支撐作為弧形構(gòu)架的支撐系統(tǒng)。構(gòu)架梁模板支撐系統(tǒng)：采用多層膠合板作模板，50×100木方作龍骨和擱柵，在懸挑結(jié)構(gòu)體系上，搭設滿堂鋼管腳手架（1200×1000）作模板的支撐固定系統(tǒng)。圖2平面布置見圖2，剖面圖見圖3。3.對初步方案懸挑結(jié)構(gòu)的驗算工字鋼為純受彎構(gòu)件，圓弧中部工字鋼挑出長度為4.4m左右，承受最不利荷載。實際施工滿堂架縱橫桿間距1200×1000，大橫桿步距為1600mm。為安全體現(xiàn)，驗算時按立柱

5、的間距為1500×1500mm，大橫桿步距也為1500mm進行驗算。3.1.梁支撐驗算選構(gòu)架外側(cè)梁截面為1500×400mm進行計算，見圖4。圖43.1.1.荷載標準值1）模板及支撐自重標準值 取0.75KN/M3，高度取7.0m，得：0.75KN/M3×7.0m×1.5m×1.5m=11.8KN2）、3)、新澆混凝土及鋼筋自重25×(1.50×0.40-1.10×0.32)×1.5=9.3KN4)施工人員及設備荷載標準值施工人員及小型設備，取1.0 KN/M2；則1.0×1.50×1

6、.50=2.25KN5）振搗混凝土產(chǎn)生的荷載標準值取1.0 KN/M2則1.0×1.50×1.50=2.25 KN3.1.2.荷載設計值第1)、2)、3)項為恒載，取荷載分項系數(shù)i=1.2；第4)、5)項為活載取荷載分項系數(shù)1.4。3.1.3.荷載組合按1)+2)+3)+4)+5)進行組合，得：（11.8+9.3）×1.2+4.5×1.4=29.26KN3.1.4.計算僅計算鋼管立柱穩(wěn)定性，其余大小橫桿、剪刀撐、模板背楞等按構(gòu)造要求設置。立柱穩(wěn)定性計算，按兩端鉸接受壓構(gòu)件來簡化計算。鋼管立柱應采用對接扣件進行連接，接點不能設置在同一截面上，鋼管立柱不得采

7、用其他方式連接。滿堂架大橫桿步距為1500mm。立柱的間距為1500×1500mm。立柱穩(wěn)定性驗算：NAfN=42.68 /3=9.75 KNA=4.89cm2長細比Li =1500/15.8=95查表得0.626NA=9.75×103/0.626×4.89×102=31.85N/mm2180 N/mm2圖5立柱穩(wěn)定性滿足要求。3.2.懸挑工字鋼驗算（見圖5）懸挑腳手架的水平鋼梁是一個懸臂梁，懸挑水平鋼梁采用雙道錨環(huán)固定。懸挑水平鋼梁采用18號工字鋼，其中建筑物外懸挑段長度按最長處4.4m驗算。最大彎矩  =9.75×（4.270+3

8、.220+2.320）=96 kN.m支座反力      96/4.421.8 kN最大應力=M/1.05W+N/A=96×106/(1.05×.0)+0=493.1N/mm2；水平支撐梁的最大應力計算值 493.1 N/mm2 大于水平支撐梁的抗壓強度設計值 215.000 N/mm2，單根工字鋼不滿足要求！4.對初步方案的調(diào)整及驗算4.1.對初步方案的調(diào)整圖6對以上純懸挑工字鋼支撐體系進行調(diào)整：在天面下兩層（28、29層）采用滿堂鋼管斜撐體系加固。（見圖6）在天面下兩層（28、29層）采用滿堂鋼管斜撐體系加固?？v橫桿間距

9、與上部對應，以便將上部荷載有效傳遞。4.2.對調(diào)整后懸挑工字鋼的驗算4.2.1.工字鋼的承載驗算先驗算工字鋼下內(nèi)兩根斜桿的承載：內(nèi)外斜桿水平桿步距勻按1600考慮長細比Li =1600/15.8=101.3查表得0.580 A=4.89cm2Nmax=×A=180×0.580×4.89×102=51052N=51.1KN根據(jù)單扣件抗滑承載力8KN，雙扣件抗滑承載力12KN考慮。則下方斜撐可承受最大彎矩為：單扣件Mmax=8×cos390×3.385+8×cos330×4.270=49.69KN.M雙扣件Mmax=1

10、2×cos390×3.385+12×cos330×4.270=74.54KN.M則雙扣件情況下，工字鋼最大應力=M/1.05W+N/A= (96-74.5)×106 /( 1.05 ×.0 )+0 =110.4N/mm2215.000 N/mm2所以，在28、29層增加滿堂斜撐后，承載滿足要求！只是需特別說明的是：工字鋼下方承壓水平桿需采用雙扣件。4.2.2.壓錨鋼筋驗算單道壓筋（20的圓鋼）fmax=3.142×102×215=67553N=67.553KN可以足夠滿足要求。5.施工過程中的注意事項5.1.在搭設

11、此懸挑支撐體系時，需待屋面梁板砼強度達到設計強度時進行；拆除時，需待高空大懸挑結(jié)構(gòu)的外裝飾、裝修工程驗收合格后，方可全面拆除排架、工字鋼平臺和桁架梁，按照后搭的先拆、先安裝的后拆順序進行拆除，并及時將拆除下的材料轉(zhuǎn)運出場外。5.2.在工字鋼梁上排架立桿處，焊接25長100mm的鋼筋，作為立桿的支點，以保證立桿不位移，工字鋼不偏心受力。5.3.鋼平臺周邊的臨空面，應先期設置安全防護欄桿，并隨著排架的搭設，及時用安全網(wǎng)進行全封閉的安全圍護。5.4.模板支撐系統(tǒng)的鋼管腳手排架與結(jié)構(gòu)的相鄰處，應盡量每步每架設置剛性連墻桿，且與內(nèi)排架聯(lián)結(jié)成整體，以提高懸挑排架支撐系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。5.5.在支撐體系外圍

12、護桿上端設置避雷針，與整幢建筑物樓層內(nèi)避雷系統(tǒng)連成整體。5.6.在澆筑梁板混凝土時，按照先里后外、先中間后兩邊的順序進行，確保滿堂內(nèi)腳手架比懸挑架先受力，以防傾覆。5.7.采用泵送混凝土時，混凝土不得直接傾倒在懸挑部位邊梁內(nèi)，而應倒在框架邊梁的內(nèi)側(cè)，由人工鏟運至懸挑部位以減小泵送混凝土對懸挑部位的沖擊。5.8.操作人員不得在懸挑部位集中，要分散開來，由盡量少的人員在懸挑部位進行操作。5.9.在凝土澆筑過程中，派專人看護支撐系統(tǒng)，不少于2人，密切注意支撐系統(tǒng)的變化，觀察支撐有無異常響聲、變形，發(fā)現(xiàn)異常情況立即通知現(xiàn)場施工人員撤離。6綜合效果及施工體會本懸挑結(jié)構(gòu)于2007年12月19日順利澆筑完，澆筑中無異常情況，施工質(zhì)量很好。從本工程的排架支撐成功實施得到以下幾點啟示：圖71.大懸挑結(jié)構(gòu)屬于超常規(guī)砼結(jié)構(gòu)，其支撐系統(tǒng)的方案設計至關重要，必須建立在較為精確的計算基礎上，不能光靠經(jīng)驗解決。2.在懸空模板支撐架設計中，應從工程實際需要，現(xiàn)場現(xiàn)有條件出發(fā),設計的荷載傳遞路徑應清