悬挑钢管托架在高层施工中的应用

悬挑钢管托架在高层施工中的应用悬挑钢管托架在高层施工中的应用 随着我国建设事业的发展 过去的一些建筑造型已渐渐不能适 应现阶段市场的需求 近年来 越来越多的建筑师 设计了高 层层顶大型悬挑构架的作品 受到社会的青睐 然而 构架的 悬飘却给施工带来很大的难处 因为悬飘距大 一般为 3 5m 远离地面 常大于 50m 高层悬飘支模技术是施 工不容忽视且值得研究的一个课题 要么从地面支起 需花费 大量钢管和人工 成本高 否则 必须设计相应的悬飘托架 才能解决构架建造问题 托架的设计除必须满足施工荷载和施 工工艺要求外 还必须充分利用现场和建筑物本身的有利条件 努力适应越来越快的工期需要和达到安全省料这个目标 以下 笔者在工作实践中遇到的工程实例作进一步探讨 一 简况 汕头市某工程 为一幢 27 层商住楼 建筑面积 19330m2 高度 81 76m 天面设计有钢筋混凝土悬挑构架 标高 81 76m 构 架宽 16m 长 34 5m 南北各挑 3 2m 构架梁尺寸分别为 250 700 及 180 700 大楼南北立面在标高 71 4m 74 5m 及 77 5m 处各有外挑 1 1m 梁板 可作为上部施工的支点 该工程场地夹小 要求赶工期 围绕天面外挑构架模板支撑问 题考虑两个方案 一是从地面支杆 要接 81 00m 高 耗工耗料 成本大 二是设立悬挑托架支承 能节省时间 节约钢管 降 低造价 但施工难度大 经过比较 选择了悬挑式钢管托架支 模这个方案 二 搭设方案 1 天面构架悬挑 3 2m 考虑其施工荷载分解由两部分支承 一 是外挑 1 1m 内的荷载由杆 3 杆 4 支持 传力于下层外挑梁板 并保证有足够的刚度和稳定性 二是从外挑 1 1m 至 3 2m 的荷 载为悬挑钢管托架支撑 为了提高压杆的稳定性和群杆的整体 性 加设杆 1 杆 2 连系杆予以连结 水平杆 斜杆均与主体 结构的剪刀墙 柱 梁牢固连接 见图 1 图 1 悬挑托架构造示意图 2 悬挑钢管架每隔 1 04m 设立一道 为增强钢管梁的承载力 以 3 根钢管并联为一悬挑梁 3 根管并联作斜撑 并假定水平 杆与斜撑杆为铰接 3 采用直径 48mm 壁厚 3 5mm 的热轧无缝钢管 用作立柱 水平杆 撑杆等构件严格挑接无锈蚀 无弯曲变形的管材投入 使用 三 托架计算 见图 2 图 2 托架计算模型 1 荷载 外挑构架梁自重 g1 1 8 0 18 0 7 24 5kn 0 86 0 18 0 7 24 5kn 5 56kn 2 65kn 8 21kn 外挑梁模板自重 g2 5kn 0 02 0 18 1 8 0 02 0 7 1 8 2 5kn 0 00648 0 0504 0 2844kn 工作平台模板自重 g3 1 8 0 82 0 02 5kn 0 147kn 浇注砼的动力荷载 含外脚手架重量 g4 1 8m 0 18m 4n m 1 296kn 钢管自重 查附录 b 表 b g 38 4n m g5 2 1m 3 38 4n m 0 242kn 总荷载 g 总 g2 g2 g3 g4 g5 8 21 0 284 0 147 1 296 0 242 10 179kn 上部施工荷载分 3 个支撑点分别传给悬挑托架的荷载 近似按 3 个点均分承担荷载 10 179kn 3 3 39kn 即 p 1 p 2 p 3 3 39kn 2 杆件内力计算 作为安全储备 按杆 1 杆 2 不受力考虑 其受力如图 3 所示 图 3 托架受力图 已知 i1 2 1m h 6 56m 72 15 17 45 求 dgc 中的 idg 长度 略 idg 6 56m 求 icg 长 略 icg 6 89m 辅助线 idh 长 略 idh 2m 求支座反力 rd m c 0 rd 2 1 3 39kn 1 4m 3 39kn 0 7m 0 rd 7 119 2 1 3 39kn 求 cg 杆轴力 ncg 压 由力矩平衡条件 m c 0 得支座反力 ncg 2m 3 39kn 0 7m 3 39kn 1 4m 3 39kn 2 1m 0 ncg 14 238 2 7 119kn 求 dc 杆轴力 拉 ncg 由力矩平衡条件 求得支座反力 m g 0 ncg 6 56 3 39 0 7 3 39 1 4 3 39 2 1 0 ncg 14 23 6 56 2 17kn 求 dc 杆件的最大弯矩 mmax 1 取截面 e mf 3 39 1 4 3 39 0 7 4 956 2 478 2 373kn m 2 取截面 f mf 3 39 1 4 3 39 0 7 4 956 2 478 2 373kn m 都是 dc 杆上最大弯矩之截面 3 水平杆 dc 梁 抗弯强度计算 计算图见图 3 c 节点搭接 见图 4 图 4 c 节点详图 每 1 托架由 3 个构件并联成 已知 dc 杆最大弯矩在 e f 截面 m mb me 2 373kn m 查附录 b 表 b 截面模量 w 5 08cm sup 3 15 24 cm sup 根据 5 2 1 公式 m w 求 dc 杆的抗弯强度 2 373 15 24 2 373 10 sup 15 24 3 sup 155 71n mm 符合要求 4 dc 杆挠度计算 pb 3 2 4b2 48ei 3390n 700 3 21002 4 7002 48 2 06 105 121900 3 0 7mm 查表 5 1 8 10mm 根据 5 2 3 公式 0 7mm 10mm 水平杆 dc 能满足变形要求 5 撑杆 cg 撑杆稳定性计算 3 杆并排联成撑杆 并在撑杆两 端用扁铁箍固定 形成整体 考虑到杆 l1 杆 2 对 cg 杆的约束作用 故 cg 撑杆的计算长度 取约束点间的最大长度 373 8cm 已知 轴向力 n 7119n 查附录 b 表 b a 4 89cm2 i 1 58cm o k 1 155 1 0 373 8cm 431 739cm o i 431739 1 58 273 3 查附录 c 表 c 7320 273 3 2 0 098 根据 5 3 1 1 公式 n a f 2373 0 98 489 49 5n mm22 满足要求 根据基本设计规定第 5 1 4 条 偏心距不大于 53mm 时 立杆稳 定性计算可不考虑偏心距的影响 本例采用扣件连结 其偏心 距不超 53mm 且抗弯 压强度值控制较严 符合规范计算要 求 四 技术要求 1 托架 cd cg 是主要受力杆件 不得有接头 应采用通长钢 管 支撑在砼结构上的杆件必须与两个预埋铁件紧固 2 托架采用 3 个构件并排连成 1 个托架 安装时 要在 dc 杆 cg 杆的两端各自加箍扁铁两道 以提高结构整体 稳定性 3 cd 杆与 cg 杆相连节点处 用 12 钢板锻制一夹具 特制旋 转扣件 用 m16 高强螺栓连接 并用一对接扣件防滑移 4 不能在托架上乱堆重物 以防超重 严控托架施工荷载 5 托架拆除应有方案 其顺序一般与搭设顺序相反 五 应用效果 该托架搭设完成后 按以上技术要求投入使用 经过上部构架 的施工荷载考验 其应用效果如下 1 本托架受力清楚 结构简单搭设拆除方便