懸挑鋼管托架在高層施工中的應(yīng)用

1、 懸挑鋼管托架在高層施工中的應(yīng)用 隨著我國(guó)建設(shè)事業(yè)的進(jìn)展，過(guò)去的一些建筑造型已慢慢不能適應(yīng)現(xiàn)階段市場(chǎng)的需求。近年來(lái)，越來(lái)越多的建筑師，設(shè)計(jì)了高層層頂大型懸挑構(gòu)架的作品，受到社會(huì)的青睞。然而，構(gòu)架的懸飄卻給施工帶來(lái)很大的難處，由于懸飄距大（一般為35m），遠(yuǎn)離地面（常大于50m），高層懸飄支模技術(shù)是施工不容忽視且值得討論的一個(gè)課題，要么從地面支起，需花費(fèi)大量鋼管和人工、成本高，否則，必需設(shè)計(jì)相應(yīng)的懸飄托架，才能解決構(gòu)架建筑問(wèn)題，托架的設(shè)計(jì)除必需滿意施工荷載和施工工藝要求外，還必需充分利用現(xiàn)場(chǎng)和建筑物本身的有利條件，努力適應(yīng)越來(lái)越快的工期需要和達(dá)到平安省料這個(gè)目標(biāo)。以下筆者在工作實(shí)踐中遇到的工程實(shí)

2、例作進(jìn)一步探討。 一、簡(jiǎn)況： 汕頭市某工程，為一幢27層商住樓，建筑面積19330m2，高度81.76m，天面設(shè)計(jì)有鋼筋混凝土懸挑構(gòu)架（標(biāo)高81.76m）。構(gòu)架寬16m，長(zhǎng)34.5m，南北各挑3.2m。構(gòu)架梁尺寸分別為250×700及180×700。大樓南北立面在標(biāo)高71.4m、74.5m及77.5m處各有外挑1.1m梁板?？勺鳛樯喜渴┕さ闹c(diǎn)。 該工程場(chǎng)地夾小，要求趕工期。圍繞天面外挑構(gòu)架模板支撐問(wèn)題考慮兩個(gè)方案：一是從地面支桿，要接81.00m高，耗工耗料成本大；二是設(shè)立懸挑托架支承，能節(jié)約時(shí)間，節(jié)省鋼管，降低造價(jià)，但施工難度大，經(jīng)過(guò)比較，選擇了懸挑式鋼管托架支模這個(gè)方

3、案。 二、搭設(shè)方案； 1.天面構(gòu)架懸挑3.2m，考慮其施工荷載分解由兩部分支承：一是外挑1.1m內(nèi)的荷載由桿3、桿4支持，傳力于下層外挑梁板，并保證有足夠的剛度和穩(wěn)定性；二是從外挑1.1m至3.2m的荷載為懸挑鋼管托架支撐。為了提高壓桿的穩(wěn)定性和群桿的整體性，加設(shè)桿1、桿2連系桿予以連結(jié)；水平桿、斜桿均與主體結(jié)構(gòu)的剪刀墻、柱、梁堅(jiān)固連接；（見(jiàn)圖1） 圖1 懸挑托架構(gòu)造示意圖 2 懸挑鋼管架每隔1.04m設(shè)立一道，為增加鋼管梁的承載力，以3根鋼管并聯(lián)為一懸挑梁，3根管并聯(lián)作斜撐；并假定水平桿與斜撐桿為鉸接； 3.采納直徑48mm，壁厚3.5mm的熱軋無(wú)縫鋼管，用作立柱、水平桿、撐桿等構(gòu)件嚴(yán)格挑接

4、無(wú)銹蝕、無(wú)彎曲變形的管材投入使用。 三、 托架計(jì)算：（見(jiàn)圖2） 圖2 托架計(jì)算模型 1.荷載 外挑構(gòu)架梁自重： g11.8×0.18×0.7×24.5kN0.86×0.18×0.7×24.5kN 5.56kN2.65kN =8.21kN 外挑梁模板自重： g25kN（0.02×0.18×1.80.02×0.7×1.8×2） 5kN（0.006480.0504） 0.2844kN 工作平臺(tái)模板自重： g31.8×0.82×0.02×5kN 0.147kN 澆

5、注砼的動(dòng)力荷載（含外腳手架重量）： g41.8m×0.18m×4N/m 1.296kN 鋼管自重：（查附錄B表B，g38.4N/m） g52.1m×3×38.4N/m 0.242kN 總荷載： g總g2g2+ g3+ g4 +g5 8.210.2840.1471.2960.24210.179kN 上部施工荷載分3個(gè)支撐點(diǎn)分別傳給懸挑托架的荷載（近似按3個(gè)點(diǎn)均分擔(dān)當(dāng)荷載）。 10.179kN/33.39kN 即：P 1P 2P 33.39kN 2. 桿件內(nèi)力計(jì)算： 作為平安儲(chǔ)備，按桿1、桿2不受力考慮，其受力如圖3所示。 圖3 托架受力圖 已知：I12.1

6、m H=6.56m; 72°15；=17°45 求DGC中的IDG長(zhǎng)度（略） IDG6.56m 求ICG長(zhǎng)（略） ICG6.89m 幫助線IDH長(zhǎng)（略） IDH2m 求支座反力RD M C0 RD×2.13.39kN×1.4m-3.39kN×0.7m0 RD7.119/2.13.39kN 求CG桿軸力NCG（壓） 由力矩平衡條件M C0得支座反力 NCG×2m3.39kN×0.7m-3.39kN×1.4m3.39kN×2.1m0 NCG14.238/27.119kN 求DC桿軸力（拉）NCG 由力矩平衡條

7、件，求得支座反力 M G0 NCG×6.563.39×0.73.39×1.43.39×2.10 NCG14.23/6.562.17kN 求DC桿件的最大彎矩Mmax 1）取截面E。 MF3.39×1.43.39×0.74.9562.4782.373kN·m 2）取截面F MF3.39×1.43.39×0.74.9562.4782.373kN·m 都是DC桿上最大彎矩之截面。 3.水平桿（DC梁）抗彎強(qiáng)度計(jì)算（計(jì)算圖見(jiàn)圖3，C節(jié)點(diǎn)搭接見(jiàn)圖4） 圖4 C節(jié)點(diǎn)詳圖（每1托架由3個(gè)構(gòu)件并聯(lián)成） 已知DC

8、桿最大彎矩在E、F截面。 M=MB=ME=2.373kN·m 查附錄B表B，截面模量。 W=5.08cm sup×315.24 cm sup 依據(jù)5.2.1公式 M/W? 求DC桿的抗彎強(qiáng)度 2.373/15.24 2.373×10 sup/15.24×3 sup 155.71N/mm，符合要求。 4.DC桿撓度計(jì)算 pb (324b2)/48EI 3390N×700（3×210024×7002）/48×2.06×105×121900×3 0.7mm 查表5.1.8 10mm 依據(jù)5.

9、2.3公式： 0.7mm10mm 水平桿（DC）能滿意變形要求。 5.撐桿（CG）撐桿穩(wěn)定性計(jì)算（3桿并排聯(lián)成撐桿，并在撐桿兩端用扁鐵箍固定，形成整體）。 考慮到桿l1、桿2對(duì)CG桿的約束作用，故CG撐桿的計(jì)算長(zhǎng)度取約束點(diǎn)間的最大長(zhǎng)度：=373.8cm 已知：軸向力N=7119N 查附錄B表B，A4.89cm2 i=1.58cm o=k=1.155×1.0×373.8cm=431.739cm =o/i=431739/1.58=273.3 查附錄C表C，(7320/273.3 2)=0.098 依據(jù)5.3.1-1公式：NAf 2373/（0.98×489） 49.5N/mm22 滿意要求。 依據(jù)基本設(shè)計(jì)規(guī)定第5.1.4條，偏心距不大于53mm時(shí)，立桿穩(wěn)定性計(jì)算可不考慮偏心