高空大悬挑构架支撑体系的设计与施工.doc
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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,为达成空旷、通透、视野开阔的建筑效果,有时高度会达成十几层;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、保证安全,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.工程概况图1金凤凰
2、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,天面构架造型新奇,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4.5m5.4m(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104.92m106.91m,其模板及支撑系统在外侧和底部无任何防护结构,安
3、全规定高,施工难度大。为保证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,如不满足规定再进行调整。初步方案:由于弧形构架梁的悬空高度达成106.91m,阳台外悬挑长度达4.5m,通过多种方案比较,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20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100
4、0mm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,50100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(12001000)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。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12001000,大横杆步距为1600mm。为安全体现,验算时按立柱的间距为15001500mm,大横杆步距也为1500mm进行验算。3.1.
5、梁支撑验算选构架外侧梁截面为1500400mm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/M37.0m1.5m1.5m=11.8KN2)、3)、新浇混凝土及钢筋自重25(1.500.40-1.100.32)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1.0 KN/M2;则1.01.501.50=2.25KN5)振捣混凝土产生的荷载标准值取1.0 KN/M2则1.01.501.50=2.25 KN3.1.2.荷载设计值第1)、2)、3)项为恒载,取荷载分项系数i=1.2;第4)、5)项为活载
6、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+4.51.4=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、模板背楞等按构造规定设立。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,接点不能设立在同一截面上,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15001500mm。立柱稳定性验算:NAfN=42.68 /3=9.75 KNA=4.89cm2长细比Li =1500/15.8=95查表得0.626NA=9.75103/0.6264.891
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