高层建筑高空外挑结构模板平台的设计与施工

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1、高层建筑高空外挑结构模板平台的设计与施工DesignandConstructionofFormworkPlatformforHighCantileverStructureinTallBuilding杜晓晖同济大学土木工程学院上海200092摘要：结合常规的悬挑脚手架钢梁为部分悬挑的混凝土结构提供施工平台，用简便、廉价的模板排架体系、脚手架体系共用一个钢挑架的方法解决了工程问题。通过施工时和施工后的监测，该方法获得了良好的综合效果。关键词：高层建筑外挑结构模板平台施工设计中图分类号：TU755．2，文献标识码B【文章编号】1004一1001(2012l08—0806—03建筑立

2、面错开仅是最外围悬挑部分的变化，因此结构还是1工程概况属于常规的框架剪力墙体系，并无特殊之处。外挑部分离地本工程为上海市徐汇区斜土街道107街坊商办楼项面45m～55m。目，基地面积33902m，规划容积率3．0，工程总建筑面积2外挑部位施工难点为197193m2。地面以上由2幢塔楼和4幢3层商业裙房组成，其中，东、西塔楼分别为19层和21层，建筑面积为外挑部分距离地面高度最高达55m，需要在施工方案65700mz，建筑高度约89m。本工程塔楼外形规整、立面垂中解决的问题是：直，无弧线和特殊角，外观效果如同两个错开叠放的纸盒(a)脚手架悬空：建筑高度达到20m以上时，无论从子

3、：东塔楼的东立面和南立面在l1层外挑1m，北立面和立杆稳定性，还是从周转材料租赁费用上考虑，大量钢管落西立面则缩进1m：西塔楼的西立面和南立面在13层外挑地搭设既不安全也不经济，必然要考虑爬升或者悬挑。1．5m，相应地在北立面和东立面则缩进1．5m(图1)。本工(b)外挑部分模板支架悬空：悬挑施工平台须承受2程塔楼投影面积约2000mz，建筑体型较为矮胖，由核心层的外挑部分1．5m的梁板结构浇筑混凝土荷载和施工荷筒、外围框架组成。载，直到悬挑结构的混凝土强度发展到形成自身的承载力。由于悬挑部分距离地面超过5Om，显然落地搭设不经济也不现实，必须设置高空模板体系。(C)悬挑体系

4、拆除作业悬空：安装悬挑支架时，下部楼层正处于混凝土结构施工，脚手架围护设施齐全，因此安装作业并非悬空；而拆除悬挑钢架时，下方的外墙已经处于饰面施工，不可能搭设脚手架作为拆除工作平台，拆除作业须考虑平移进楼层的方法。3几种可行技术方案比选图1项目外观有三个备选方案进行比选。框架梁呈放射性布置连接核心筒和外围框架柱，在外方案1：脚手架和模板体系分别用独立的钢架悬挑。模围框架柱外还有一段悬挑结构。由于框架柱是上下对齐的，板下的型钢构件可以按照集中荷载分部来布置，2套体系各自分工互不干扰。其工作量较大，钢构件的安装和拆除工作量大，占用一定工期。用钢量和工时均较大，造价高。搭拆作者简介

5、：杜晓辉(1975一)，男，本科，高级工程师。2次钢构件对工期有一定影响。该方案可行性一般。作者地址：上海市桂林路928号(201103)。收稿日期：2012—06一O1方案2：先用悬挑钢梁搭设模板施工悬挑楼层达到强806I20l2·8h珂ng度后翻拆钢梁为脚手架服务。没有任何悬挑特别远的构件，受力比较小。搭拆2次较为繁琐，只需1套型钢。严重依赖混凝土强度增长，不满足工期要求。该方案可行性较差。方案3：脚手架体系和模板体系共用型钢悬挑架。受力较明确，但是构件截面和内力都较大，支座反力也较大。一次搭拆即可解决所有问题较为便利，构件虽大但是较为简洁可以接受，对工期影响甚微。该方案

6、可行性较好。图3斜向支撑杆为两段铰支的二力杆经过对其优劣对比，首先淘汰方案2。因工期要求不允许浇筑外挑层，以后并待强度发展到足以拆除模板再接着将荷载简化为4个集中力，由外向内分别为10．6kN、建造上部结构，而该方案在节省钢材方面的优势和它所延10．6kN(脚手架立杆传来，偏于安全地考虑全部9步架子，误的工期相比微不足道。方案3从功能、成本和便捷性都较覆盖4层)：4．4kN(模板体系边梁下立杆)、l1．6kN(模板优，唯一不足的是模板体系的荷载和脚手架荷载全部作用体系楼板下立杆)。计算结果为：在一套钢挑架上，只要钢构件安全储备足够，还是较有优(1)弯矩(图4)势。因此最终选择

7、了方案3。4外挑平台钢架设计和计算4．1钢梁设计钢架采用三角挑架形式，悬挑梁为水平受力构件直接承受来自立杆的集中荷载，吊杆或斜撑构成外侧支座。其中的悬挑梁，长度应该满足在主要开间内可以顺利搬运的图4钢梁带1．05m外挑段弯矩示意要求，避免解体搬运：重量应满足4人能搬动而不需借助吊车；主要焊接节点不宜外挑过多，避免悬空操作的风险。按由弯矩图可直观看出：外挑段梁所形成的负弯矩和跨照上述要求基本确定钢架的形式如图2所示。中正弯矩基本相等，避免了跨中弯矩和挠度偏大的情况，使工字钢截面的承载力得到充分利用。l4层