高空大悬挑构架支撑体系的设计与施工

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。

<

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。图2

图3

3.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。

《

.梁支撑验算

选构架外侧梁截面为1500×400mm进行计算，见图4。

图4

荷载标准值

1）模板及支撑自重标准值

"

取M3，高度取7.0m，得：

M3×7.0m×1.5m×1.5m=

2）、3)、新浇混凝土及钢筋自重

25××施工人员及设备荷载标准值

施工人员及小型设备，取KN/M2；

则××=

5）振捣混凝土产生的荷载标准值

取KN/M2

】

则××= 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=；第4)、5)项为活载取荷载分项系数。

3.1.3.荷载组合

按1)+2)+3)+4)+5)进行组合，得：（+）×+×=

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= /3== KN

A=4.89cm2

长细比λ＝L／i =1500/=95

查表得Ψ＝

$

σ＝N／ΨA

=×103/××102=mm2＜180 N/mm2

立柱稳定性满足要求。

.

（见图5）

悬挑脚手

的水平钢梁是

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

"

=×（++）=96

支座反力

＝96/＝kN

最大应力σ=M/+N/A=96×106/×+0=mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值N/mm2大于水平支撑梁的抗压强度设计值N/mm2，单根工字钢不满足要求！

4.对初步方案的调整及验算

.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

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