《安全技术》之悬挑钢管托架在高层施工中的应用 VIP专享VIP免费

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φ48mm，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①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=8.21kN②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）＝0.2844kN③工作平台模板自重：g3＝1.8×0.82×0.02×5kN＝0.147kN④浇注砼的动力荷载（含外脚手架重量）：g4＝1.8m×0.18m×4N/m＝1.296kN⑤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：P1＝P2＝P3＝3.39kN2.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＝2.1mH=6.56m;α＝72°15ˊ；β=17°45ˊ①求ΔDGC中的IDG长度（略）IDG＝6.56m②求ICG长（略）ICG＝6.89m③辅助线IDH长（略）IDH＝2m④求支座反力RDΣMC＝0RD×2.1－3.39kN×1.4m-3.39kN×0.7m＝0RD＝7.119/2.1＝3.39kN⑤求CG杆轴力NCG（压）由力矩平衡条件ΣMC＝0得支座反力NCG×2m－3.39kN×0.7m-3.39kN×1.4m－3.39kN×2.1m＝0NCG＝14.238/2＝7.119kN⑥求DC杆轴力（拉）NCG由力矩平衡条件，求得支座反力ΣMG＝0NCG×6.56－3.39×0.7－3.39×1.4－3.39×2.1＝0NCG＝14.23/6.56＝2.17kN⑦求DC杆件的最大弯矩Mmax1）取截面E。MF＝3.39×1.4－3.39×0.7＝4.956－2.478＝2.373kN·m2）取截面FMF＝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4C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×3＝15.24cm根据5.2.1公式σ＝M/W≤?求DC杆的抗弯强度2.373/15.24＝2.373×10/15.24×3＝155.71N/mm，符合要求。4.DC杆挠度计算υpb(3ι2－4b2)/48EI＝3390N×700（3×21...