(高空大悬挑构架支撑体系的设计与施工.docVIP

高空大悬挑构架支撑体系的设计与施工 前 言 现代建筑常采用高空大悬挑的手法，来满足使用功能和造型美观的需求。公共建筑和超高层商住楼的大跨度中庭，为达到空旷、通透、视野开阔的建筑效果，有时高度会达到十几层；高层和超高层住宅楼，为了张扬建筑物的个性，屋顶上的构架悬挑出建筑平面以外数米；两幢高层、超高层建筑的塔楼，在半空中通过钢筋混凝土结构再次联成一个整体，突出建筑物的雄姿风韵。 这几类高空大悬挑结构高支模的施工特点是：跨度大、高度高、施工荷载大、施工难度高。为了做到技术先进、经济合理、保证质量、确保安全，因此完善高空大悬挑结构高支模的施工方法是一个新课题，具有非常显著的现实意义。 1.工程概况 金凤凰·南湖御景工程总建筑面积95592平方米，钢筋砼框架-剪力墙结构，建筑层数地下二层，地上公寓二十九层，住宅地上三十一层，建筑高度99.60米；公寓标准层层高3.2m，住宅标准层高3.0m；该工程屋面以上一悬弧形构架，弧形构架悬空度较大，构架平面图如所示。轴构架模板及其支撑系统可直接支承于屋面板上，支模高度（屋面板顶至弧形梁顶）。轴构架弧形梁外围最大弧长12.m）距地高度m～106.91m，其模板及支撑系统在外侧和底部无任何防护结构，安全要求高，施工难度大。为确保该部位弧形构架施工能安全、顺利地进行，综合考虑结构受力、安全可靠、经济成本等各方面因素，需精心设计模板支撑系统。由于弧形构架梁的悬空高度达到.91m，经过多种方案比较，在采用。∩形卡安装完毕，搭设满堂钢管支撑作为弧形构架的支撑系统构架梁模板支撑系统：采用多层胶合板作模板，50×100㎜木方作龙骨和搁栅，在悬挑结构体系上，搭设满堂钢管脚手架（1200×1000）作模板的支撑固定系统。 平面布置见图2，剖面图见图3。 3.对初步方案悬挑结构的验算 工字钢为纯受弯构件，中部工字钢挑出长度为.4m左右，承受最不利荷载。 3.1.1.荷载标准值 1）模板及支撑自重标准值 取0.75KN/M3，高度取7.0m，得： 0.75KN/M3×7.0m×1.5m×1.5m=11.8KN 2）、3)、新浇混凝土及钢筋自重 25×(1.50×0.40-1.10×0.32)×1.5=9.3KN 4)施工人员及设备荷载标准值 施工人员及小型设备，取1.0 KN/M2； 则1.0×1.50×1.50=2.25KN 5）振捣混凝土产生的荷载标准值 取1.0 KN/M2 则1.0×1.50×1.50=2.25 KN 3.1.2.荷载设计值 第1)、2)、3)项为恒载，取荷载分项系数γi=1.2；第4)、5)项为活载取荷载分项系数1.4。 3.1.3.荷载组合 按1)+2)+3)+4)+5)进行组合，得：（11.8+9.3）×1.2+4.5×1.4=29.26KN 3.1.4.计算 仅计算钢管立柱稳定性，其余大小横杆、剪刀撑、模板背楞等按构造要求设置。 立柱稳定性计算，按两端铰接受压构件来简化计算。 钢管立柱应采用对接扣件进行连接，接点不能设置在同一截面上，钢管立柱不得采用其他方式连接。 满堂架大横杆步距为≤1500mm。立柱的间距为1500×1500mm。 立柱稳定性验算： σ＝N／ΨA≤f N=42.68 /3==9.75 KN A=4.89cm2 长细比　λ＝L／i =1500/15.8=95 查表得Ψ＝0.626 σ＝N／ΨA =9.75×103/0.626×4.89×102=31.85N/mm2＜180 N/mm2 立柱稳定性满足要求。 3.2.悬挑工字钢验算（见图5） 悬挑脚手架的水平钢梁是一个悬臂梁，悬挑水平钢梁采用双道锚环固定。 悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度按最长处4.4m验算。 最大弯矩 ? =9.75×（4.270+3.220+2.320）=96 kN.m 支座反力 ?????＝96/4.4＝21.8 kN 最大应力σ=M/1.05W+N/A=96×106/(1.05×185400.0)+0=493.1N/mm2； 水平支撑梁的最大应力计算值 493.1 N/mm2 大于水平支撑梁的抗压强度设计值 215.000 N/mm2，单根工字钢不满足要求！ 4.对初步方案的调整及验算 4.1.对初步方案的调整 对以上纯悬挑工字钢支撑体系进行调整：在天面下两层（28、29层）采用满堂钢管斜撑体系加固。（见图6）在天面下两层（28、29层）采用满堂钢管斜撑体系加固。纵横杆间距与上部对应，以便将上部荷载有效传递。 4.2.对调整后悬挑工字钢的验算 4.2.1.工字钢的承载验算 先验算工字钢下内两根斜杆的承载： 内外斜杆水平杆步距匀按1600考虑 长细比λ＝L／i =1600/15.8=101.3 查表得Ψ＝0.580 A=4.89c