单层网壳结构钢管满堂支撑体系方案设计与施工管理

单层网壳结构钢管满堂支撑体系方案设计与施工管理

当前，钢结构施工中结构支撑体系出现失稳、坍塌等事故，并经常导致群体性伤亡事故。如何提高结构支撑体系特别是高大结构支撑体系的安全可靠性，是钢结构施工中杜绝安全事故发生的一个重要课题。

1 工程概况

惠州市会展中心项目位于惠州市江北中心区，东临城市主干道“惠州大道”，南临“文昌一路”。周边有已建成的体育馆及在建中的博物馆、科技馆、文化艺术中心等重要公建。

本工程结构类型为框剪＋钢结构，屋面为网壳结构，施工网壳必须在屋面上拼装，因此为支撑网壳需搭设专用结构支撑架。本工程屋面网壳约2.4万㎡，最低标高为29.75米，最高标高为34.4米，高差4.65米，整个网壳搭设高度为18m~34m。室内标高15.95以上部分至网壳搭设高度18m；其它局部部分则在最上一层楼板上搭设。本工程网壳是曲面结构，网壳结构支撑系统的搭设要根据曲面进行布置，因此搭设顶端时要先打好标高，再根据标高进行搭设。

2 结构支撑体系设计方案

2.1 结构支撑架搭设方法

针对结构支撑架搭设最大高度34m，最大跨度48m的超大钢结构支撑体系，设计立杆的纵距b=1.20米，立杆的横距l=1.00米，立杆的步距h=1.50米，扫地杆离地面200㎜。钢管规格为Ø48×3.25。

2.2 构造要求

2.2.1 地基处理

1、根据会展中心地质报告情况，原会展中心大部分地方是鱼塘和洼地，地质为淤泥层深则需作搅拌桩进行处理。对于原老土部分必须压实平整，并作100mm厚C15垫层。

2、对于搅拌桩处的基础作法见下图：

2.2.2 立杆

1、立杆的接头除顶层可采用搭接接头外，其余必须采用对接扣件实行对接头。搭接时的搭接长度不应小于1m，用不小于两个旋转扣件来扣牢，扣件的外边缘到杆端距离不小于150mm。

2、立杆接头与相近大横杆的距离不宜大于步高的三分之一。相邻接头的高度应大于500mm。

2.2.3 水平杆的设置要求

1、大横杆：大横杆的长度不宜小于三跨，且不小于6m。

（1）立杆和大横杆必须用直角扣件扣紧，不得遗漏。

（2）同一排大横杆的水平偏差不大于该片网壳结构支撑系统总长度的1/300，且不大于500mm。

（3）大横杆最好采用对接扣件连接。如采用搭接连接时，搭接长度不应小于1M，并用三个旋转扣件扣牢。

（4）大横杆接头与相邻立杆的距离不大于纵跨的五分之一。

（5）同一水平内的内外两根大横杆的接头和上下相邻的两根大横杆的接头均应相互错开，不得出现在同一跨间内。相邻接的水平距离应大于500mm。

2、小横杆

（1）小横杆紧贴立杆布置。

（2）小横杆搭于大横杆上，用直角扣件扣紧，对贴近立杆的小横杆亦可紧固于立杆上。

2.2.4 剪刀撑设置

1、纵向支撑

（1）每道剪刀撑跨越立杆最多根数（45°时7根，50°时6根，60°时5根）。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6米，斜杆与地面的夹角宜在45°～60°之间。

（2）沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑。

（3）中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。

2、横向支撑

横向支撑是指在横向承力结构内从顶沿全高呈之字形设置连续的斜撑。在下列位置必须设置横向支撑：

A、网壳结构支撑系统的纵向传力结构架构件限制不能形成封闭形。如“一”字型，“L”字型，或“凹”字型的网壳结构支撑系统，其两端必须设置横向支撑。并于中间每隔六个间距加设一道横向支撑；

B、网壳结构支撑系统高度超过25m 时，每隔六个间距要设置横向支撑一道。

3、水平支撑

（1）没有铺板的水平板空腹桁架在二榀横向承力结构之间必须设置小横杆，其间距对结构网壳结构支撑系统不宜大于1m，对装修网壳结构支撑系统不宜大于1.2m，这些小横杆和大横杆均应紧密相扣。

（2）对承力较大的结构网壳结构支撑系统，为了使其有更大的水平横向刚度，需在设置连墙拉结杆件的网壳结构支撑系统水平面同内连续添设水平斜杆，呈之字型布置，形成一个刚度较大的水平桁架。

2.2.5 连墙杆设置

1、连墙点的位置在与立杆和大横杆相交的接点处，离节点的间距不宜大于300mm。

2、连墙杆在核心筒处每隔4m上下布置一排，横向方向按两步两跨进行布置。

3、墙杆的间距大小还与网壳结构支撑系统的总高、立杆承受的内力和地区基本风压大小等有关。

4、连墙杆必须从底部第一根大横杆处开始设置，沿整片网壳结构支撑系统均匀布置。

5、在网壳结构支撑系统周边的端头（包括顶端）以及转角处，要加密连墙杆。

6、刚性连墙杆采用如下做法：

2.3 荷载计算

结构支架搭设高度为34.0米，搭设尺寸为：立杆的纵距b=1.20米，立杆的横距l=1.00米，立杆的步距h=1.50米。

图落地平台支撑架立面简图

图落地平台支撑架立杆稳定性荷载计算单元

采用的钢管类型为48×3.25。

一、基本计算参数[同上]

二、纵向支撑钢管的计算

纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为

截面抵抗矩W = 5.08cm3；

截面惯性矩I = 12.19cm4；

纵向钢管计算简图

1.荷载的计算：

(1)脚手板与栏杆自重(kN/m)：

q1 =0.000+0.300×0.300=0.090kN/m

(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m)：

q21 = 2.000×0.300=0.600kN/m

(3)施工荷载标准值(kN/m)：

q22 = 1.000×0.300=0.300kN/m

经计算得到，活荷载标准值q2 = 0.300+0.600=0.900kN/m