高空大悬挑构架支撑体系的设计与施工

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1、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

2、况图1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；10公寓标准层层高3.2m，住宅标准层高3.0m；该工程屋面99.60m以上设计有天面构架，天面构架造型新颖，采用钢筋混凝土+型钢的混合结构。在公寓圆弧处的构架为一大悬挑弧形悬空构架（见图1），弧形构架悬空长度较大，构架平面图如下所示。C轴以内构架模板及其支撑系统可直接支承于屋面板上，支模高度4.5m～5.4m（屋面板顶至弧形梁顶）。C轴外侧构架弧形梁（外围最大弧长12.46m）距地高度104.92m～106.91m，其模板及

3、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。2.支撑系统方案的初步设计指思思想：先考虑采用18#工字钢纯悬挑体系，如不满足要求再进行调整。初步方案：由于弧形构架梁的悬空高度达到106.91m，阳台外悬挑长度达4.5m，经过多种方案比较，在圆弧天面处采用18#工字钢悬挑体系较合适。工字钢悬挑支撑体系为纯悬挑结构，和普通悬挑+钢丝绳外架不完全相同；悬挑工字钢支承在封口梁上，外悬挑长度小于（封口梁）内压锚长度；工字钢根部压锚采用两道φ20的圆钢∩形卡锚

4、固在现浇板内，位置见图2；工字钢布置原则上沿封口梁每1000mm左右均匀布置（可适当避开柱）；悬挑部分工字钢上采用20的焊短钢筋头作为立杆钢管定位。悬挑工字钢安装完毕，搭设满堂钢管支撑作为弧形构架的支撑系统。10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。图2平面布置见图2，剖面图见图3。103.对初步方案悬挑结构的验算工字钢为纯受弯构件，圆弧中部工字钢挑出长度为4.4m左右，承受最不利荷载。实际施工满堂架纵横杆间距1200×1000，大横杆步距为1600mm。为安全体

5、现，验算时按立柱的间距为1500×1500mm，大横杆步距也为1500mm进行验算。3.1.梁支撑验算选构架外侧梁截面为1500×400mm进行计算，见图4。图43.1.1.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=11.8KN2）、3)、新浇混凝土及钢筋自重25×(1.50×0.40-1.10×0.32)×1.5=9.3KN4)施工人员及设备荷载标准值施工人员及小型设备，取1.0KN/M2；则1.0×1.50×1.50=2.25KN5）振捣混凝土产生的荷载标准值10取1.0KN/M2则1.0×

6、1.50×1.50=2.25KN3.1.2.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=29.26KN3.1.4.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

7、＝N／ΨA≤fN=42.68/3==9.75KNA=4.89cm2长细比　λ＝L／i=1500/15.8=9510查表得Ψ＝0.626σ＝N／ΨA=9.75×103/0.626×4.89×102=31.85N/mm2＜180N/mm2图5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）=96k