悬挑钢结构（精选9篇）
悬挑钢结构 篇1
1 引言
在公共建筑中,大悬挑钢结构雨篷的应用较为广泛。在实际工程中,由于主体建筑的条件限制,以及建筑对雨篷各方面的造型要求不同,使得大悬挑钢结构雨篷的设计需要采取不同的处理方法,并因此对应有不同计算模型。现有建成的钢结构雨篷,经常可见不合理之处,如在较大风荷载或雪荷载的作用下很容易发生结构的破坏,并且在今年的雪灾、地震中这种雨篷的破坏数见不鲜。本文对此类雨篷的情况进行了总结分类,分析了每种类型的雨篷所适应的主体情况,及建筑美观的优缺点,并且提出了各种雨篷类型相应的设计要点。
2 大悬挑雨篷的主体连接条件
对于大悬挑雨篷一般高度设置在首层顶标高处,即2层地面标高。因此其钢梁可与2层框架梁直接连接,钢梁间距也可小于柱距。对于拉杆上部连接点,一般由于2层层高较大(一般大于4m),而建筑又对拉杆上部拉结点高度有一定限制,所以拉杆上部连接点一般无法设置在3层框架梁上,只能设置在柱上;根据以上特点,拉杆的位置与数量都受到了一定的限制。
3 大悬挑雨篷的受力体系类型
根据实际情况,提出以下六种形式的雨篷结构(见图1~图6)。
各种类型雨蓬关键节点的连接方式及受力特征见表1。
为叙述方便,现定义垂直于建筑物方向的梁为横向梁,平行于建筑物方向的梁为纵向梁。
各类型雨篷特点如下:
A类型雨篷:为使两根拉杆对整片雨篷起到支撑作用,纵横杆件采用刚接节点。雨篷支座节点设计为铰接节点,拉杆则按拉压杆考虑,以抵抗风吸力作用。该类型雨篷支座节点设计制作均较为简洁;纵横向水平杆件大小均匀,较为美观,但纵横梁刚接节点处理较复杂。
B类型雨篷:与A类型基本相同。不同点是雨篷支座节点设计为刚接节点,拉杆则按单拉杆考虑,风吸力作用由支座刚接节点抵抗。该类型雨篷支座节点设计制作均较为复杂;但拉杆由于是单拉杆,因此长细比限制较小,所以较细,感官上更为轻盈。
C类型雨篷:纵横向水平杆件大小相差较大。横向杆件截面较大,纵向杆件截面很小。并且为使两根拉杆对整片雨篷起到支撑作用,在整片雨篷上方设置一根通长的圆管杆件。纵横杆件采用铰接节点,纵向杆件起到对横向杆件的侧向支撑作用,以减小横向杆件的长细比。支座节点及拉杆均同A类型一样考虑。该类型雨篷纵向杆件很细,可在一定程度上满足建筑对雨篷结构的轻盈性的要求;但上部拉杆较粗,通长圆管杆略显复杂。
D类型雨篷:与C类型基本相同,不同之处为雨篷支座节点设计为刚接节点;拉杆则按单拉杆考虑,在风吸力作用下,雨篷支座承担负弯矩,此时拉杆考虑受压失效。该类型雨篷除C型的优缺点外,又改善了拉杆的粗度,使得雨篷更加轻盈。
E类型雨篷:与C类型雨篷也比较相近。不同之处为,该类型雨篷设置四根空间拉杆,因此使得上部通长圆管杆件的粗度减小。同时在建筑美观方面使得雨篷较C类型雨篷更加轻盈,但拉杆的数量增多,而且从正立面来讲,出现了斜向线条。
F类型雨篷:与E类型雨篷也比较相近。不同之处为该类型雨篷支座节点设计为刚接节点;拉杆则按单拉杆考虑。该类型进一步使得拉杆粗度减小,较E类型更为轻盈。
4 荷载、作用及荷载组合
4.1 荷载
4.1.1 永久荷载
包括钢构件自重、玻璃连接件自重、玻璃自重。
4.1.2 活荷载及施工检修荷载
活荷载按不上人屋面活荷载取用0.5kN/m2,组合值系数0.7;
施工检修荷载为每隔1.0m取集中荷载1.0kN。
此两项荷载取其中一项。
4.1.3 雪荷载
在雨篷的设计当中,μr按《建筑结构荷载规范》表6.2.1中第8项取用。由该条可知,大多少数情况下雨篷都能满足μr=2.0的条件。
雪荷载组合值系数0.7。
4.1.4 风荷载
式中,μz为风荷载高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》7.2条取用;μsl为局部风压体型系数,按《建筑结构荷载规范》7.3.3条取-2.0;βgz为高度z处的阵风系数,根据《建筑结构荷载规范》7.5.1条取1.0。
4.1.5 地震作用
根据《建筑抗震设计规范》可按竖向地震反应谱方法计算或按5.3.3条简化计算。在采用反应谱方法计算时可取水平地震影响系数的0.65倍来定义竖向反应谱(《网壳结构技术规程》(JGJ 61-2003)4.4.5条)。
4.2 荷载组合
根据《建筑结构荷载规范》采用荷载效应的基本组合对结构承载力极限状态进行验算,对基本组合的规定:
屋面活荷载不与雪荷载同时组合;
屋面活荷载及雪荷载与风荷载反向,因此不同时组合;
在永久荷载对结构有利时分项系数取1.0。由以上得到基本组合如下。
4.2.1 由可变荷载控制的基本组合
γG=1.2,γQ1=1.4,γQi=1.4,ψci按相应荷载取用。
在风荷载参与组合时γG=1.0
4.2.2 由永久荷载控制的基本组合
γG=1.35,γQi=1.4,ψci按相应荷载取用。
4.2.3 包括地震效应的基本组合
在只计算竖向地震效应时水平地震效应的分项系数γEh=0.0,且对一般结构在与地震效应组合时,对于一般结构构件风荷载组合系数ψw=0.0
其中SGE=1.0SGK+0.5Ssnow K所以
按《建筑抗震设计规范》5.3.3条,对于8度取SEv K=0.1SGE。
4.2.4 正常使用状态荷载组合
对于结构的正常使用计算状态进行验算时,应采用荷载效应的标准组合
5 杆件截面控制
5.1 雨篷横向梁
主要由计算应力与变形控制,一般变形为控制因素。长细比控制一般150。
5.2 雨篷纵向梁
对于A、B两种类型仍然受应力与变形控制,一般长细比150。
其余均按支撑控制200。
5.3 雨篷拉杆
对于A、C、E三种类型雨篷需按拉压杆控制,但由于在风载下受压控制250(《钢结构设计规范》5.3.9条注5规定为250)
对于B、D、F三种类型按拉杆控制长细比400,考虑在风荷载作用下杆件失效。
6 关键节点处理
6.1 纵横梁刚接点
纵横梁连接节点见图7。
A型、B型雨篷采用纵横梁刚接的做法。节点设计建议横向(垂直于建筑物方向)梁保持连续,纵向(平行于建筑物方向)梁在与横向梁连接处采用刚接连接。对于雨篷梁截面高度较大(大于250mm)的情况该节点较易布置,螺栓连接布置空间较大。但对于截面较小的情况,螺栓布置比较困难,所以上下翼缘连接不能采用不需垫板的熔透焊缝,以为螺栓的布置提供条件。另外,上下翼缘建议采用贴板予以加强,以保证节点刚度,也使得实际的受力与计算模型吻合。
6.2 支座刚接点
横梁支座刚接节点见图8。
对于B、D、F三种类型雨篷雨篷梁与主体建筑物采用刚接节点。对钢梁截面高度较小的情况下,腹板螺栓布置空间较小,所以采用腹板栓接较为不便。因此建议两端采用工厂焊接端板,现场与混凝土构件或埋板连接。对于梁截面高度较大的情况,可采用一般栓焊连接方式,实现刚接节点。
6.3 拉杆与梁连接点
拉杆下端节点见图9、图10、图11。
对于A、B两种类型雨篷可采用1方式连接,但对于A型由于在风吸力作用下连接板受压,应适当加劲板以减小连接板的宽厚比,以满足受压要求。连接板可布置于雨篷上玻璃缝位置,便于安装。C、D两种类型雨篷拉杆可采用2、3两种连接方式。对于E、F两种类型雨篷拉杆应采用2连接方式,由于拉杆对于连接板有平面外的拉力,因此采用2方式,可使通长圆管平衡该力,雨篷梁通过连接板与通长圆管连接,此时,连接板仍然保持轴向受力,避免了在平面外的弱方向受力,受力合理。
7 算例对比分析
按雨篷在北京地区进行算例分析,则基本荷载及参数如表2。
计算荷载(标准值)见表3。
雨蓬算例尺寸见图12。
根据以上情况采用SAP2000程序进行建模计算,得到较为经济合理的构件截面尺寸(见表4)及最终计算数据(见表5)。
根据以上数据分析总结以下几点:
1)各种类型控制因素均为位移,在此情况下各种类型的杆件(除拉杆外)截面相差不大,另结合施工难度考虑,各类型雨篷的经济性相差不大(见表3)。
2)对于B、D、F三种类型雨篷,在风荷载作用下向上的位移可观,甚至B型向上位移已经达到位移限值,因此在风荷载作用下雨篷的受力体系应酌情严谨考虑。
3)C型~F型雨篷纵向梁应力比很小,设计时可直接按长细比控制。
4)C、D型雨篷通长圆管梁应力比相对较大,在设计时可以作为主要调节对象,以使位移满足限值要求。
5)对于B型、D型、F型雨篷在设计计算时需要对拉杆进行设置,使其为单拉杆,受压时失效。
8 结语
大悬挑钢结构雨篷经常有不合理之处,在各种灾害或满载情况下出现事故也数见不鲜。本文对大悬挑钢结构雨篷的设计过程进行详尽总结,提出了杆件控制因素与关键节点的设计方式,并通过具体算例给出了设计建议,为今后的大悬挑钢结构雨篷的设计提供参考。
参考文献
[1]GB50009-2001建筑结构荷载规范[S].
[2]GB50011-2001建筑抗震设计规范(2008年版)[S].
[3]GB50010-2002混凝土结构设计规范[S].
[4]GB50017-2003钢结构设计规范[S].
[5]JGJ61-2003网壳结构技术规程[S].
悬挑钢结构 篇2
一、工程概况：
本工程为合肥市老年公寓1-3#楼工程，为框架结构,无地下室，地上六层。总建筑面积23929m2。
本工程梁最大跨度为9.3米，层高3.3m,为确保安全，因上部须悬挑部分模板特编制悬挑施工方案：
二、具体部位如下：
1#楼、○1轴○A、○B轴之间至○C轴；
○17轴○A、○B轴之间局部、○B轴至○C轴；
2#楼○1轴○E、○F轴之间至○G轴；
○14轴○E、○F轴之间局部，○F轴至○G轴；
3#楼○1轴○E、○F之间至○G轴；
○11轴○E、○F轴之间局部○F轴至○G轴；
三、施工方法：
大型悬挑钢结构施工关键技术研究 篇3
1.1 悬挑钢结构的概念及工作原理
悬挑钢结构是指在建筑工程项目施工中, 使用大量的型钢做成一个由两根斜吊受力钢丝绳和另外两根斜吊保险钢丝绳共同组成的梁架, 这个梁架其实是一种能够自由伸出和收回的用来运送在建筑工程项目施工中所需要使用的建筑材料的悬挂在建筑工程项目外面的接料平台。作为施工过程中工人临时操作的平台, 悬挑钢结构承受着巨大的由工作人员、工程材料和技术设备产生的载荷, 同时, 随着建造楼层的增高, 其自身的重量也会对悬挑钢结构基底造成巨大的压力。在平常的工作过程中, 施工人员通过悬挑钢结构上的运输设备, 根据建筑施工策划书上的工期安排, 及时地对高层建筑各个区域进行施工。悬挑钢结构在工程施工中的运用, 使得工人们到达楼层各个区域所消耗的时间和体力都得到了大量的减少, 提高了工程的施工效率, 提升了企业的经济效益, 对建筑项目质量的提升也是有帮助的。当悬挑钢结构的工作完成后, 有关工作人员就会将其拆除, 以便进行接下来的施工。
1.2 大型悬挑钢结构的特点
大型悬挑钢结构在使用过程中, 承担着承载施工人员在高空进行作业和工程原料、设备输送的重担。因此, 在其结构上的设计和材料上的选取上要作详尽考虑。大型悬挑钢结构中的主要部分是桁架结构, 现在比较流行的桁架结构主要采用倒三角的圆管形式。这种结构形式虽然只采用少量的钢材, 但由于三角形独到的稳定性优势, 使得其能够承受很大的荷载。同时, 由于对于这种结构形式, 桁架还能做成散件。在施工过程中, 能够采用逐层施工的方式, 使得悬挑钢结构的搭建和拆卸工作变得十分方便。
2 大型悬挑钢结构施工中的问题
2.1 悬挑钢施工结构设计和选材的复杂性大
我国社会的发展水平和人们的生活质量都在快速提升。人们日臻提高的审美水平使得建筑工程在建筑的设计中不得不在考虑建筑使用性能和安全性能的前提下, 也要考虑建筑外观的美感。相对复杂的建筑外形结构和复杂的施工环境, 悬挑钢结构在设计和建造过程中也遭遇着前所未有的挑战。在一些外形设计比较特殊的建筑的悬挑钢结构的搭建过程中, 在悬挑钢结构的设计过程中要充分考虑这些结构周围的布置形式和受力情况, 但是施工场地的大小往往限制着悬挑钢结构的布置, 单纯地对悬挑钢结构进行扩大和增高还会影响建筑工程企业的经济利益。在保障悬挑梁结构的合理性和经济性的同时, 还要考虑悬挑钢结构的选材, 这就使得悬挑钢结构在设计和制造过程变得相当的复杂。
2.2 悬挑钢施工结构建造和检测的难度大
我国社会发展日新月异, 许多建筑由于不能适应现代工业生产和生活的需要, 逐渐被淘汰。对于一些建造在新兴建筑环绕中的需要拆除的建筑物, 在对其所在土地上建造新建筑时遇到了相当大的困难。同时, 在施工过程中, 悬挑钢结构的建造工作也受到很大的限制。特别是在一些为了满足人们审美需求或者有特殊使用性能而将建筑外形设计得十分复杂的建筑的悬挑钢结构的设计和建造过程中, 倘若搭建的空间资源十分的有限, 则会对悬挑钢结构的设计和搭建工作产生巨大的影响。如果对搭建好的悬挑钢结构的检测工作做得不到位, 就会直接影响悬挑钢结构的安全性和使用性能。
3 大型悬挑钢结构施工技术
3.1 施工技术要点
悬挑梁的主要作用是承载施工技术人员、原料和设备, 同时作为建筑施工的作业平台。在悬挑钢结构的设计和施工过程中, 除了要考虑悬挑钢结构的使用功能和对周遭环境的影响外, 还需要重点考虑悬挑钢结构的安装和卸载功能。如果悬挑钢结构在卸载和安装方面设计得不合理, 会浪费大量的人力、物力和财力。对于悬挑钢结构的支撑环节桁架的安装中, 要设置一个临时的拉结固定架, 并随桁架起吊, 并与钢柱临时固定, 防止钢桁架尾部上翘或整体倾覆, 使桁架圆钢得到精准的定位, 等到桁架与钢柱顶完成焊接稳定后, 方可将这些临时固定架拆除。
3.2 大型悬挑钢结构的发展前景
随着科学经济的发展和信息技术的交流变得越来越迅速和广泛, 大型悬挑钢结构也得到了进一步的发展。特别是近几十年来, 各个学科之间的相互渗透和运用, 使得各种新技术和新理念在悬挑钢结构的设计和搭建中得到了深层次的应用。例如, 在悬挑钢结构承载能力的检测中, 一种名为钢弦式应变传感器得到了广泛的应用。这种感应器的应用克服了以往感应器检测过程中容易受到环境干扰而使得检测的准确性下降的缺点, 还简化了工作人员的安装和使用, 使得悬挑钢结构的承载能力的测量工作更加高效。
4 结语
为了满足建筑施工安全性的要求, 悬挑钢结构施工技术的改进工作变得越来越重要。为了满足建筑的外观要求和使用要求, 相关人员在悬挑钢结构的设计中也将面临诸多挑战。悬挑钢结构施工技术的不断发展将会使建筑工程项目的施工变得更加方便, 减少建筑工程项目施工中的问题, 保障建筑工程项目的施工质量。
参考文献
[1]鲍广鉴.钢结构施工技术及实例[J].北京:中国建筑工业出版社, 2014:115-118.
悬挑脚手架施工方案 篇4
1、施工设计图纸
2、施工组织设计
3、主要规范、规程
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130—
《建筑结构荷载规范》GBJ9—87
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GBJ18—87
《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80—91
《安全生产、文明施工手册》J84—2001
二、工程概况
1.工程名称：京华城中城A2—2/3
2.工程地址：扬州市文昌西路与中心西路交叉口南侧
3.建设单位：扬州京华城生活置业有限公司
4.设计单位：扬州市建筑设计研究院
5.监理单位：扬州市建苑监理有限公司监理
6.施工单位：杭州二建建设有限公司
7.建筑工程：本工程结构为框架筒体结构，总建筑面积为82885㎡。
整个工程由地下和地上两部分组成。
三、施工准备
1、人员准备
施工操作人员除进行必须的入场教育外，还应按《特种作业人员劳动安全管理方法》的规定执行，在施工前对操作者做好书面技术交底和安全交底。
2、材料准备：
本工程脚手架采用Ф48×3.5mm钢管搭设，扣件连接，竹笆脚手板，脚手架外侧张挂密目安全网。
以上各种材料进场采购均应符合有关安全规定。
3、材料要求：
⑴、钢管：采用外径48mm，壁厚3.5mm的高频焊接钢管，其材质符合GB700—89的相应规定，长度宜为1.5~6m。
有严重锈蚀、弯曲、压扁、损伤和裂纹者严禁使用。
钢管均涂防锈漆，外罩黄色、红及白色漆以保证外观形象。
⑵、扣件：铸铁扣件，其材质符合KJ33—8的技术条件且与钢管管径规格相统一。
其螺纹均应符合GB196—81《普通螺纹》的规定，严禁使用加工不合格及有裂纹、变形、滑丝、严重锈蚀扣件施工；
扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm，扣件表面涂刷防锈漆。
⑶、脚手板：脚手板采用毛竹竹笆脚手板，质量符合施工用竹笆脚手板的有关要求。
⑷、安全网：安全网采用国家指定监督检查部门许可厂家生产的产品，同时应具备监督部门批量验证和厂家检验合格证。
四、施工部署
1、项目安全防护领导小组
安全生产、文明施工是企业生存与发展的前提条件，是达到无重大伤亡事故的必然保证，也是项目部创省级标化工地的根本要求。
为此，项目部成立项目经理为组长的安全防护领导小组，其机构组成、人员编制及责任分工如下：
组长：俞杭锋（项目经理）负责总体协调
副组长：李建华（生产经理）现场施工总指挥
聂东湖（安全负责）负责现场指导、检查、验收
组员：陈学冲（技术负责）技术协调、方案审核
应孝伟（施工负责）负责现场施工组织、协调
吴晓明（施工负责）负责现场施工组织、协调
金英浩（技术员）负责方案编制、技术交底
毛维荣（安全员）负责检查、验收
2、施工组织
⑴、地下部分外墙采用落地式钢管脚手架，搭设至地下室顶面，地下室外墙防水施工完成，在回填土前将脚手架拆除；
A2—2与A2—3的交界处，从基础底板面起至裙房顶搭设双排单立杆落地脚手架，结构施工至裙房顶，完成该部位的地下室外墙防水施工，裙房临时悬挑脚手架开始搭设后，将该落地脚手架拆除，进行回填土及地面硬化；
其他上部结构的立面比地下室缩进的部位，以及裙房天井的结构施工期间，自地下室顶板起至裙房顶搭设双排单立杆落地脚手架；
落地脚手架的搭设如靠近后浇带的部位，应在楼层上增设斜撑进行卸荷，减少脚手架对后浇带悬挑端的荷载；
为考虑裙房顶钢构架的施工不受脚手架的影响，主楼悬挑脚手架从六层面开始搭设，每个悬挑单元的高度考虑六层。
屋面缩进的部位，采用落地脚手架进行搭设。
⑵、主楼悬挑脚手架搭设后，裙房部分的.脚手架可根据工程的实际情况，进行拆除以进行其它工序的穿插施工。
⑶、在二层至五层的楼面，沿建筑物的外围临边搭设1.2米高防护栏，立杆间距1.5m，水平杆喷红白油漆。
⑷、劳动力计划：A2—2架子工15人，A2—3架子工15人，均须持证上岗。
⑸、进度安排；
根据土建施工进度，高出施工搂层平面一步。
确保施工安全。
五、脚手架安装、拆卸规定
（一）一般规定
1、架子工必须具备国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》要求的条件，经培训、考核、取得安全操作证并已体检合格，方可从事脚手架安装、拆卸作业。
2、脚手架安装前，架子工应熟悉图纸，熟悉现场具体情况，了解技术交底意图和施工操作方法，并将符合要求的架杆，扣件等材料运至现场，分类堆放，搭设前应清除障碍物。
3、脚手架拆卸前，脚手架上的材料、杂物等应清理干净，拆卸通知单应已经下达，架子工应了解拆卸技术交底意图和操作方法，拉上警戒线或专人看守。
4、架子工作业时，必须戴好安全帽，系安全带，严禁穿高跟鞋、拖鞋或硬底带钉易滑鞋，工具及零件应放在工具包内，服从指挥，集中思想、相互配合，拆卸下来的材料不乱抛、乱扔。
脚手架作业下方不准站人，架子工不准在脚手架上打闹、开玩笑。
5、凡遇六级以上大风或下雨时，不得进行作业，雨后作业应待脚手架上雨水吹干后进行，防止滑落。
6、在靠近电源处搭拆脚手架时，必须将电源先切断或变更位置，方可进行，不允许将电源线拉在脚手架上，以防漏电伤人。
7、不应在脚手架上附装机械设备、悬挑平台拉缆风绳及搭（接）卸料槽（斗）等。
（二）搭设规定
1、搭设双排脚手架，应先立里排立杆，后立外排立杆，立杆的垂直偏差不得大于1/200架高，相邻两根立杆接头应错开500mm，并不应在同一步距内。
悬挑结构的受力分析 篇5
一、在应用悬挑结构过程中存在的不足
(一) 在这个工程中悬挑力学的稳定性的缺乏
我们在计算工程是否稳定时, 一般是先分析一个危险点, 只要危险点的相关指标达标, 那么整个工程其他的部分便是达标的, 我们在计算载荷时也是采取这种方式的, 实验证明我们的这种方法是可靠的, 但是问题是我们经常在计算时将一些危险点忽略, 或者在进行多层建筑时, 整个计算工作草草了事, 根本不按照国家的相关的标准进行计算, 导致了很多的硬度指标根本达不到国家的要求。以阳台为例, 他的很多抗扭强度是不够的, 或者他的安排方式是不合理的, 这些因为悬挑结构的不稳定造成的问题, 会为工程带来比较大的安全隐患, 导致了发生事故的概率大大增加, 这种情况我们应该避免。
(二) 工程管理水平不够且相应的知识缺乏
现在的建筑施工企业很多, 可是真正能够合理地应用悬挑结构的却不多, 很多工程在管理方面十分混乱, 而且最重要的是在相应的知识方面很缺乏, 导致在工程进行时, 各个危险的部位容易遗漏, 导致发生相应的安全事故, 这种现象越来越普遍。在悬挑结构当中, 主要的受力部位没有按规定布置, 而且相应的保护层也没法发挥应有的效力, 不按国家的规定, 随便找一个长度就完事, 这样导致的便是使强度大大降低, 安全性也大大降低。
(三) 施工的过程强度与安排不够合理
我们的建筑材料根据跨度的不同, 对于强度的要求是不同的。这个过程是以两米为划分点的, 在两米以内, 强度只要达到所要求的百分之七十即可, 但是如果超过了两米, 要求便会比较苛刻, 必须达到要求的强度才可以。强度与我们建筑的质量息息相关, 而建筑物的质量则和人们的安全息息相关, 很多建筑工程在拆模方面根本没有按照国家的相关规定进行, 他们只是一眛的追求所谓的进度, 将质量的安全性给忽略了。更有甚者, 在施工时, 压根没有弄明白施工的顺序, 虽然很多地方的强度达到了, 但是顺序的致命错误同样给人们的安全造成了一定的威胁。
(四) 在工程中使用的混凝土质量不过关
材料的选择在整个工程当中发挥着十分重要的作用, 所选择的混凝土不过关却希望工程整体的质量过关, 这是不现实的。现在很多施工单位, 在选择混凝土时, 用劣质的代替优质的, 或者选择那些不是正规厂家生产的混凝土, 在季节变换时, 因为热胀冷缩等等的原因, 对于混凝土, 是需要一定的保护的。但是很多施工单位彻底忽略了这个问题, 同样使工程的质量安全大大降低。
二、关于悬挑结构的加固措施
(一) 应用衬砌的方法加固
这种方式是要求满足一定的条件时才能应用衬砌的方式进行加固的。首先这种悬挑结构即阳台应该处于不是街面的地方, 这个阳台的变形超出了一定的范围, 当面对这样的情况时, 应用衬砌的方法是很实用的。这个方法很简单, 首先找到基础点, 一般我们应用挑梁作为基础, 然后在这个基础之上进行一定的加固。将阳台的凸出来的部分化为凹进去的。一项工程进行得如何主要取决于我们能否找到重点, 这个衬砌的重点便是基础扎实不沉降和砌体上部与挑梁下部填塞紧实, 应用这样的方式可以防止变形的进一步发展。因为, 我们应用的衬砌的方式使某些地方的受力改变了, 为此, 我们也要做出相应的调整。
(二) 用挖补的方式进行加固
因为阳台是我们最常见的悬挑结构, 所以我们仍以阳台进行解说。应用挖补是要满足一定的条件的。悬挑结构的根部的厚度不满足但是同时在其他的配筋足够时, 我们就可以应用挖补的方式进行加固。加固这种结构的做法是先应用相应的材料将相应的部位进行固定, 使它能够承受一定的重量。然后在这个基础之上, 先用钢钻将悬板根部砼打掉, 再挖去砼的底面重新倾斜支模, 清洗砼接口处, 刷上素水泥浆, 再用不小于C25的高标号细石砼补浇, 使新浇筑砼后悬板根部加厚。在应用挖补加固这种方式时, 需要注意的要点便是加固后的保护措施, 应用这种挖补加固的优点是可以将悬挑结构的根部的变形问题一次性解决。
(三) 应用斜拉的方式进行加固
用斜拉的方式进行加固对于结构也是有着比较大的选择性的。例如, 它对于结构的选择性表现在挠度上。所谓的挠度并不是一定的度数而是在中心线上偏移的位移。它实际上是一种对于梁的根部的一种加固的方式。他的做法是将斜拉筋与柱梁主筋焊接后再现浇砼保护加固钢筋, 斜拉加固钢筋与原挑梁主筋协同作用, 这样的做法极大限度地限制了变形的发展。而且, 在框架的方面加固时, 悬挑结构的宽度要符合一定的标准, 这个标准便是柱的宽度。两者相符的话, 可将柱侧和挑梁焊接处砼面层打掉, 露出主筋, 柱子端斜拉加固筋尽量焊接在主筋与箍筋交叉处相反处, 若两者的宽度相差的比较大的话, 则采取另一种方式。可在柱子主筋内侧钻孔, 柱侧斜拉筋末端攻上丝口, 先穿入孔中待挑梁处斜拉钢筋混凝土拉钢筋焊牢后, 再垫上丝板用螺母拧紧, 使斜拉加固筋产生预应力。整个过程都必须按照一定的规则进行, 只有按照国家的相应的标准, 才能保证整个工程的安全。
三、在整个设计中应该注意的地方
在进行这些加固时, 首先应该看看出现问题的架构属于什么情况, 然后才可以选择一种符合它的加固方式。在进行加固时, 我们应该注意, 因为这是二次加工, 所以我们没有相关的计算公式, 所以我们在设计时应该使强度尽量富余。另外, 这些结构不同于一次的加工方式, 所以在进行粗略计算时, 不能简单的按照一次性受力进行计算。一般这些受力是以一次性受力的极限作为基础进行计算的。而且, 我们在二次加固的过程中应该将受力尽量的减小, 使结构的安全性系数尽量提高, 千斤顶则是我们比较好的选择, 应用千斤顶将受力的能力提高。另外为了使新加的结构与以前的结构相互配合应该采取一定的措施进行改善。因为这样的二次型结构经常出现一开始受力良好, 在一定的时间之后便会发生大变形的现象。无论如何, 在进行工程设计时, 容易发生危险的地方我们都应该仔细思考再进行相应的安全性计算, 保证结构的安全。
四、结语
悬挑钢结构 篇6
某科技大楼建筑面积为30 000 m2, 主体结构为框架—剪力墙结构体系, 建筑形式呈鼎字形布置, 如图1所示。该建筑屋面造型为钢结构悬挑H形钢梁, 钢梁上部铺设彩钢板, 钢梁下部满铺天棚饰面层。屋面悬挑部分外挑6.8 m, 投影面积为3 000 m2。
2 屋面悬挑结构形式
1) 悬挑梁的结构形式。该建筑的屋面悬挑梁主要由钢主梁、钢次梁和钢连梁组成[1,2,3], 钢主梁在该建筑26.65 m标高处向外悬挑, 悬挑长度为6.8 m, 向上悬挑角度为1.7°;钢主梁在建筑阳角处悬挑长度为9.2 m, 向上悬挑角度为12°, 钢主梁和钢次梁及钢连梁的连接采用高强螺栓进行连接, 局部采用焊接连接。
2) 其他结构形式。该楼屋面钢梁上部铺设20 mm×60 mm×3 mm的镀锌方管檩条及10号C型钢, 面层铺设0.6 mm厚的彩钢板;吊顶檩条采用60 mm×80 mm×3 mm的镀锌钢管, 吊顶板采用3 mm厚的单铝板, 单块铝板宽度为1.2 m, 铝板与吊顶檩条的连接采用自攻螺丝固定, 铝板接缝处采用耐候密封胶进行固定。
3 施工措施
3.1 选择搭设施工操作平台
1) 钢结构施工措施。常规的钢结构施工操作平台有可拆卸式钢梯平台、吊篮式平台和钢栈桥平台三种施工操作平台[4,5,6,7], 该结构悬挑屋面悬挑长度为6.8 m, 局部悬挑9.2 m, 因此悬挑部分大部分采用可拆卸式钢梯平台作为施工人员的工作平台, 其他局部地区采用吊篮式平台进行施工, 阳角处等采用钢栈桥平台进行施工。
在钢梁等钢构件进场前3天, 应首先将可拆卸式钢梯平台进行安装, 对预埋板件等进行清理, 对钢梁的安装标高和轴线的定位等工作提前做好, 并提前将耳板和内拉杆等构件进行焊接。钢构件进场后, 首先在可拆卸式钢梯上将钢梁构件和装饰材料等进行流水施工, 安装完毕后将钢梯拆除。
2) 建筑阳角处施工措施。建筑阳角处屋面悬挑梁悬挑长度为9.2 m, 此部位悬挑结构处无搭设平台基础, 因此采用小吊篮式的操作平台方式进行安装施工。
3.2 安装施工前准备措施
安装施工前应分别对建筑材料、建筑设备和建筑工人三部分提前准备, 对建筑材料进行准备, 如:屋面所用钢材种类、规格和数量等进行准备;对建筑设备进行准备, 如:塔吊或吊车、电焊机的种类和数量、气焊切割设备的数量、自动安平水准仪的数量、角磨机的数量和手电钻的数量等;对建筑工人进行准备, 如:建筑工人的工种和数量、对建筑工人进行岗前培训和技术交底等。
3.3 悬挑钢结构部分施工方案
3.3.1 可拆卸式钢梯平台施工方案
经现场勘查, 确定以该楼13层位置 (标高23.15 m) 作为钢梯平台的支点, 采用16号型钢M16高强螺栓固定于混凝土梁上, 钢梯所使用的钢管为变截面桁架结构, 钢管规格分别为ф20 mm, ф50 mm, ф60 mm, 壁厚均为3 mm, 采用斜拉杆将钢梯与该楼柱、梁等有效连接, 将钢梯固定于结构外部, 具体如图2所示。
钢梯上部端头采用ф20 mm粗钢丝绳与结构圈梁相连, 同样使用钢绳将连接圈梁与结构梁相连, 确保钢梯稳定性。考虑风荷载对钢梯的影响, 在钢梁上焊接100 mm×260 mm×6 mm的加劲肋, 加劲肋将钢梁和结构柱固定, 焊接处焊缝为6 mm高的角焊缝。
将可拆卸式钢梯安装完成后, 在钢梯外围设置1.1 m高的护栏, 护栏中间的钢管间距设置为1 m, 钢管中间每隔300 mm加设一排20 mm粗水平护杆, 最后在护栏内侧铺设安全网。
3.3.2 吊篮式平台施工方案
采用吊篮施工的部位主要在结构阳角部位和结构架空区两侧、大厅两侧无法搭设平台的部位。该工程所使用的吊篮为小吊篮, 吊篮采用L3 mm×20 mm的角钢焊接而成。安装小吊篮时, 在地面上直接将吊篮制作成型, 采用吊车将小吊篮悬挂于次梁上, 小吊篮与次梁连接采用钢丝绳和钢丝绳卡扣连接, 钢丝绳上涂抹润滑油, 减小滑动阻力。安装完成后, 在次梁梁端各安装一个定滑轮, 定滑轮与吊篮之间采用钢丝绳连接, 移动时直接拖拉钢丝绳可将吊篮移动至指定位置施工。一切就绪后在两吊篮之间铺设跳板作为操作平台, 每个吊篮上最多可站1名施工人员。在吊篮上方布置一道钢丝绳, 作为施工人员行走的扶手使用;跳板两侧各安装一道高180 mm的高踢脚板, 以免跳板上物品掉落;跳板两侧上方1 m处各架设一根钢丝绳, 作为施工人员的安全防护绳;在吊篮所在的钢结构次梁上环绕一根钢丝绳, 便于施工人员挂安全带。
在对吊篮荷载进行计算时, 可采用不上人屋面的活荷载即雪荷载进行计算, 雪荷载确定为0.6 k N/m2, 假定吊篮安装于阳角处CL2次梁上, 吊篮作用面积为15 m2, 可计算为P=0.6×15=9 k N, 吊篮的计算荷载和次梁的受力计算图如图3所示。
次梁上所悬挂吊篮数量为2个, 每个吊篮的荷载为20 kg, 跳板的荷载为50 kg, 工人的体重按照成年人平均体重75 kg, 2个工人即150 kg计算, 总荷载为2×10+50+2×75=220 kg, 计算得Pd=pqγQ=2.2×1.2=3.36 k N, 即Pd=3.36 k N<P=9 k N, 满足次梁结构荷载设计要求。
经过相应计算得到, 次梁所受吊篮活荷载的受弯正应力σmax=6.27 N/mm2<次梁受弯承载力设计值f=215 N/mm2, 因此受弯验算满足设计要求;吊篮荷载下次梁支座处所受最大剪应力τmax=0.6 N/mm2<次梁受剪承载力设计值fv=125 N/mm2, 因此支座受剪验算满足设计要求;吊篮荷载下次梁跨中挠度值v=L/15 259<规范中规定的限值[v]=L/250, 因此挠度验算满足设计要求。
3.3.3 钢栈桥平台施工方案
由于部分悬挑钢结构的梁跨度和横向跨度较大, 下部搭设可拆卸式钢梯平台难度较大, 使用吊篮式平台施工安全系数较低, 并且在架空区的外侧和底部均铺设单铝板进行装饰, 因此为方便化施工, 项目部最终确定采用钢栈桥平台进行施工。
一套钢栈桥平台的总荷载为210 kg, 所悬挂的梁跨度为16.8 m, 横向长度为25.2 m, 在此范围内采用两套钢栈桥平台即可完成该区域内单铝板的安装施工。钢栈桥采用ф76 mm×4 mm和ф60 mm×3 mm的圆钢管焊接成1.5 m×1 m的桁架。钢栈桥两端使用M16的高强螺栓各固定一个6 mm厚的钢板, 钢板中间焊接ф76 mm×2 mm的钢管作为施工人员行走栈道。
同样在钢栈桥四周布置1.2 m高护栏, 护栏中间的钢管间距设置为1 m, 钢管中间每隔300 mm加设一排ф25 mm粗水平护杆, 最后在护栏内侧铺设安全网。
其他非悬挑部位钢结构梁截面较小、高度较低, 因此此部分的装饰面板施工可直接搭设人字梯进行施工。
3.4 悬挑部分装饰面板施工
悬挑部分上部所需彩钢板的总面积约为1 900 m2, 彩钢板所安装的建筑标高为28.8 m;所使用单铝板的总面积为2 000 m2, 单铝板所安装的建筑标高为25.7 m, 具体安装方法和施工工艺参照99J201平屋面建筑构造。
1) 彩钢屋面板安装。彩钢屋面板所采用的檩条规格按照99J201平屋面建筑构造中所使用的C型钢檩条, 施工顺序为先放线, 再在C型钢檩条上涂刷两遍防锈漆, 将C型钢檩条焊接于悬挑部分次梁上, 再将焊接部分涂刷防锈漆, 最后将彩钢板用自攻螺丝固定于C型钢檩条上。若施工允许, 应尽量采用大尺寸彩钢板, 以减少彩钢板的拼缝, 提高其防水效果和耐久性。彩钢板之间的拼缝采用密封胶进行密封, 最后再用防水胶进行涂刷提高其防水性能。单块彩钢板端部与檩条连接的地方所使用的自攻螺丝数量不应少于3颗, 当檩条跨度大于3 m时至少在檩条上用2颗自攻螺丝固定, 以免风荷载较大时彩钢板被掀起, 固定彩钢板所使用的自攻螺丝帽最后应采用密封膏进行密封处理。
2) 单铝板安装。单铝板安装时的安装顺序为先将铝板上部龙骨铺设, 再将铝板进行加工安装, 安装完成后在铝板中间涂刷密封胶除缝, 最后将铝板上塑料保护膜祛除。对单铝板进行加工处理时的主要内容包括对单铝板进行上色、裁切和弯边处理等。该楼所使用的单铝板为3 mm厚的银灰色单铝板, 单铝板安装时采用开缝和错位安装法进行施工, 铝板间距定为15 mm, 最后采用密封胶填塞条进行密封施工。
4 结语
本文根据某高层建筑的悬挑钢结构屋面施工方法进行研究, 综合其屋面安装施工进行施工前准备、施工人员安排、所搭设操作平台、具体屋面板安装技术、操作平台荷载影响计算和其他注意事项等, 得到一个科学合理的高层建筑悬挑屋面的施工方案, 为以后类似悬挑屋面施工的安装和计算验算等提供一定的经验技术等。
摘要：根据某科技大楼悬挑钢结构屋面的工程特点, 从施工前期准备、人员组织安排、搭设操作平台、屋面板和吊顶板安装等方面, 介绍了悬挑钢结构屋面的系统性施工方法, 为同类工程施工积累了经验。
关键词：高层建筑,悬挑梁,钢结构,屋面
参考文献
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[4]王国高, 杨辉, 陈建超.屋面斜梁板悬挑结构支撑体系施工技术[J].黑龙江科技信息, 2014 (20) :36, 197.
[5]魏劲松, 孙峰, 蔡雷.高层屋面连体大悬挑双层钢结构施工技术[J].建筑施工, 2014 (5) :550-553.
[6]刘祥友.高层建筑屋面悬挑梁板施工[J].重庆建筑, 2008 (6) :12-14.
浅谈高空大悬挑结构的施工 篇7
随着经济水平的提高, 千篇一律的建筑越来越令人乏味, 对建筑外形的要求越来越引起民众的关注, 如今很多的建筑越来越新颖, 高空大悬挑就是其中之一。高空大悬挑造型从外观看给人留下深刻印象, 但这样的设计常给施工带来较大难度, 支模高度高、跨度大、荷载重。按照常规施工做法应该采取高支模方案, 但会导致支模所需钢管、扣件等材料多、人工较多、工期较长、施工场地占用大、安全性也较低等问题。因此, 在工期、安全、质量和经济性之间找到合适的支模施工方法尤为必要。
兰州某办公楼高空大悬挑施工就面临这样的问题, 根据以往设计施工经验, 针对此结构特点设计出一种高空大悬挑型钢桁架承重支模体系, 该施工方案的顺利实施证明这种承重体系具有实用性和安全性, 并且可以缩短工期。
2 工程概况
该工程位于兰州市安宁区, 地下二层, 地上二十二层, 结构总高度99m, 建筑面积28143m2, 主楼采用全现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构, 裙房采用全现浇钢筋混凝土框架结构。
本工程大悬挑结构位于建筑物正南立面, 主楼结构从1～13轴自B轴在74.350m标高处向外挑出0.781m, 在78.350m标高处向外挑出1.558m, 在82.350m标高处向外挑出2.336m, 在86.350m标高处向外挑出3.113m, 在91.150m标高处向外挑出4.046m, 宽度均为36.30m如图1所示。悬挑主要构件为现浇钢筋混凝土梁和板。
3 工程难点及方案设计
3.1 工程难点
3.1.1 结构上部荷载大
上部共有5层悬挑结构, 部分梁高度达到0.7m, 荷载层层向下叠加, 对下部支撑体系提出更高要求。
3.1.2 高空大悬挑, 存在一定风险
本工程悬挑构件处在74.350～91.150m标高处, 且在90m以上其最大悬挑长度达4.046m, 对操作和施工来说都具有一定的危险性。并且上部荷载较大, 这就需要设计方案在保证承担较大的施工荷载的情况下更要保证施工的安全性。
3.1.3 主体结构施工工期紧, 结构砼强度上升慢
所有的施工荷载经支撑体系最终传向B轴结构框架梁上, 再通过框架梁传递到框架柱上最终完成力的传递。这样对结构混凝土的养护提出较高要求, 现场需加强混凝土养护, 保证结构构件的混凝土强度尽早满足设计要求。
3.1.4 存在高空交叉作业
由于该部位为高空大悬挑结构, 构件的支撑体系与外防护结构都需要搭设在下部的支撑体系上面, 其相互之间在操作上的交叉作业是一难点。
3.2 设计方案
3.2.1 设计方案
本工程悬挑结构共计5层, 由于第1层悬挑长度只有781mm, 采用常规钢管斜撑即可满足施工要求。2-5层支撑体系设计采用两层三角桁架式钢平台构造, 第2层悬挑构件由三角桁架的第一层三角架体支撑, 待第2层施工完毕后再搭设第二层三角架, 最终形成整体三角桁架, 作为3-5层悬挑结构施工的支撑体系。
三角桁架式钢平台由十三榀三角桁架通过横向连接 (横梁) 组成, 最终形成一个整体平台, 提供上部悬挑结构的施工平台、模板支撑平台及防护架搭设平台。两层三角桁架式钢平台构造, 自1～13轴在B框架梁上按3.0m间距布置十三榀, 三角架通过横向横梁连接组成, 形成一个整体。两层悬挑主梁为22a工字钢, 上层悬挑长度为4.5m, 下层悬挑长度为2.5m, 上层横向连接横梁为20a工字钢自1～13轴通长按0.9m间距设置5道;中间腹杆选用6.3号槽钢, 腹杆、横梁及主梁通过焊接在主梁上的连接钢板进行焊接连接, 悬挑结构平台与建筑结构间使用M24螺栓连接固定, 如图2所示。
3.2.2 设计方案验算
设计三角桁架间距为3m, 故取3m长一段架体作为计算单元进行验算, 计算模型如图3、4所示。
荷载取值:1) 脚手架自重0.16kN/m2;2) 模板自重0.5kN/m2;3) 钢筋砼自重24kN/m3;4) 活荷载标准值2.5kN/m2;5) 风荷载计算为0.35kN/m2。
按所选型钢和螺旋型号用迈达斯建模, 进行了主梁验算、腹杆验算、固定螺栓验算、支撑架体验算、横梁验算, 均满足规范要求。
4 施工技术
4.1 悬挑三角桁架及其上部模板支撑体系安装
1) 三角桁架施工顺序:在施工74.350m标高悬挑结构时, 采用常规普通钢管斜撑对悬挑构件进行支撑, 并在悬挑板与B轴框架梁相接处按照三角桁架布置间距预留200×200mm的孔洞, 作为三角架竖向腹杆与主梁连接位置。待74.350m标高结构施工完毕后, 即进行第一层三角架的搭设, 并在第一层三角架上搭设模板支撑, 作为78.350m标高处悬挑构件的支撑体系。并在78.350m标高悬挑结构板相同位置预留200×200mm的孔洞, 作为第二层三角架竖向腹杆与主梁连接位置。待78.350m标高结构施工完毕后, 即进行第二层三角架的搭设, 使整体桁架体系形成, 作为82.350～91.150m标高悬挑构件施工的支撑体系。
2) 三角桁架水平方向主、横梁搭设:22a工字钢主梁沿B轴方向从1轴梁边150mm起按3m间距均匀布置, 并在主梁上从主梁端部200mm起按900mm间距均匀布置5道20a工字钢横梁, 横梁与主梁间及横梁工字钢相连部位均通过加焊连接板进行固定, 利用5道横梁与三角架主梁间的连接, 使三角桁架形成一个整体受力体系。
3) 三角桁架垂直方向腹杆安装:在悬挑工字钢主梁上按照放样尺寸焊接连接钢板, 作为腹杆与主梁连接之用, 在下部结构框架梁上利用M24螺栓将连接板与结构构件固定牢固, 作为第一层三角架腹杆下部受力连接点。腹杆焊接时要根据放样尺寸将腹杆夹角控制在280, 并保持腹杆垂直方向竖直, 使力的传递始终在一条垂直线上。
4) 上部模板支撑体系安装:三角桁架安装完成形成整体桁架体系后就可以安装上部四层模板体系。
3.2 悬挑三角桁架及其上部模板支撑体系拆除
1) 模板、防护架及支撑架体的拆除必须从顶层开始, 逐层由上至下进行拆除, 按后装构件先拆, 先装后拆, 严禁上下同时作业。
2) 当顶层结构混凝土施工完毕后, 按要求对同条件养护试块强度进行试压, 必须待试块强度达到设计强度的100%时方可进行拆除作业, 以下每层要求一致。
3) 架体拆除作业应设专业人员指挥, 当有多人同时操作时, 应明确分工, 统一行动。
4) 连墙件必须随脚手架逐层拆除, 严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架;分段拆除高差不应大于2步, 如高差大于2步, 应增设连墙件加固。
5) 当支撑架体采取分段、分立面拆除时, 对不拆除的脚手架两端, 应先进行加固。
6) 各配构件严禁抛掷至地面, 运至地面的构配件应及时检查、整修与保养, 并按品种、规格堆码存放。
3.3 安全措施
1) 对三角桁架搭设层 (74.350m标高) 及以上的四层模板支撑体系, 自C轴至悬挑部位的架体均待主体结构完工后再进行拆除。
2) 在主梁两侧在楼面内焊接钢挡板, 防止主梁水平移动。
3) 在两层三角架上面均满铺竹脚手板, 并挤紧靠实, 用铁丝绑扎牢固。
4) 在每层的模板支撑架上加设剪刀撑, 使所有模板支撑架联接为一个整体受力, 以增加模板支撑体系的整体稳定性。
5) 在主梁尾部对主梁进行拉接, 以提高整体平台的可靠性。
4 结语
悬挑型钢桁架承重架在该办公楼高空大悬挑结构的成功实施, 大大减少了钢管、扣件等材料投入, 降低了劳动力强度, 安全可靠、工艺简单、且型钢可重复利用, 可在类似工程中应用。
参考文献
[1]李云青.高空悬挑结构型钢桁架承重架设计与施工[J].施工技术, 2011, 40 (增刊) :140-142.
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[5]JGJ130-2001, 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].2001.
悬挑钢结构 篇8
1 工程概况
某工程总建筑面积42580m2, 由两栋对称单体建筑组成, 地下一层, 地上十三层, 总建筑高度52.30m, 基础采用于作业钻孔灌注桩, 框架剪力墙结构, 该工程融商业、住宅和地下停车场为一体, 整个立面阳台均为弧形设计, 同时在屋面东西两侧设计了两个反弧装饰结构, 左右对称, 形成了不同凡响的立面装饰效果。
2 施工难点分析
首先是反弧挑檐, 该工程是在屋面的结构标高39.6m之处, 其曲面的半径为4.1m, 它由三根跳梁支撑, 设计成大跨度建筑, 其总长度为16m, 结构模型是从主立面朝外悬挑出去3.4m, 自重高达26.8 吨, 倾覆的力矩是567k N/m。所以在施工过程中, 一定要做好模板的设计, 不仅需要保证其安全性, 还要保证它的经济合理性。
其次是材料, 反弧挑檐主要是由清水混凝土而制成, 由于反弧挑檐的地面承受力非常大, 对于其成型的质量要求也相对较高, 所以需要在其表面涂一层涂料, 要想达到这些要求, 就需要严格对模板支撑体系放样、定性以及施工的测量等工作。
3 模板支撑体系选型
在施工过程中, 如果选用普通的模板支撑方法, 其支撑效果也就相对较差, 不能达到设计的要求。根据分析以及对该工程的实际情况出发, 我们制定了多种方案, 并进行不断的试验, 结果表明, 采用型钢材料来进行高空悬挑、底部支撑。然后与挑梁焊接成三角架, 在三角架的顶部安装型钢材料排梁柱, 从而起到支撑作用。其主要做法是:1) 在高层建筑中的12 层搭设钢梁, 外挑4.0m, 内附楼面2.0m, 钢排梁采用3 排I16, 用书16 高强螺栓与钢挑梁联结。为减少钢挑梁对楼面负荷, 于挑梁下部12 层、11 层楼面分别挑出钢管斜撑与挑梁焊接, 焊接形成三角钢架, 上搭钢管扣件式脚手架, 完成挑檐结构施工承力体系。
4 钢筋加工和安装
4.1 在钢筋制作的过程中主要是弯筋处理和焊接处理, 而其在施工的过程中需要完成大量的工作。
4.2 在钢筋弯制的过程中因为受力筋直径相对较长, 同时钢筋的用量也比较大, 弯制的过程中采用的是钢筋弯曲机, 这样一来就使其效率更高, 同时也更有规范性, 施工的效率和速度也有了非常明显的提升。
4.3 在钢筋焊接的时候, 因为是反弧悬挑构件, 如果在这一过程中采用的是一次成型的技术, 就会给安装带来很大的障碍, 这样的情况下就可以采用分段预制的方法, 对其进行集中式的安装, 在钢筋场地如果将钢筋做成单元件或者是单元骨架, 就要采用高空安装的形式。在工程建设的过程中, 施工的质量将直接影响到悬挑构件的负荷大小, 特别是底层是拉力最大的区域, 所以在对其进行焊接处理的时候应该采用跳焊的方式, 这样就可以有效的防止焊接出现严重的变形现象, 此外在这一过程中还要采用双面焊缝, 这样才能更好的保证钢筋变形更加的具有均匀性。
5 结构计算
5.1基本假定。在结构设计的过程中, 我们做出了两种假设, 一个是假设钢挑梁的根部和建筑结构自身在产生联系的时候没有发生位移。挑梁如果处于固定的状态, 在另一段其可以实现自由的活动。另一个就是假设将钢管的斜支撑都设置在悬臂件的顶端位置, 在没有对影响因素予以全面考量的情况下, 斜支撑就可以转化成支撑力直接作用在悬臂件的顶端位置。
5.2 荷载计算。圆弧自重 (含挑梁、三角联系梁) :Fl=393k N (16.8k N/m)
脚手支撑及模板自重力：FE=260N/m：
施工荷载：F3=1800N| 莳
框架梁自重：F4=5.9N/m（考虑框架梁自重一半作用于支撑平台）
挑梁自重：FS=3206kr/m
钢排梁自重折合:F6=18.96kg/m则作用于钢挑梁的荷载分配。
6 施工方案的实施
6.1 搭设步骤。首先是要对布置方案进行设计和规划, 在建筑的12层斜撑位置上搭设钢挑梁, 在结构的指定位置上要完三角形位筋的设置。其次是在建筑施工到12 层的时候在钢挑梁的位置上要预埋一个螺栓, 之后要完成螺栓和钢板的固定, 此外还要将其和钢挑梁的主筋焊接在一起。再次是在搭设了钢挑梁以后, 必须要保证其固定的质量和水平, 在固定好之后还要在四周的脚手架上设置支撑结构, 此外还要在其中设置安全网, 这样才能更好的保证其自身的运行状态。
6.2 结构及支撑加固措施。首先是在对12 层进行搭设施工的过程中, 一定要增加一根梁柱, 这样就可以实现非常好的固定效果。其次在预埋螺栓施工的工艺中可以将原有的构件变成∮16 的拉筋, 之后要将拉筋直接从12 层楼的内部穿过, 将其直接固定在11 层, 这样就会使得12 层所承受的拉力大大的降低, 这样也就保证了结构整体的安全性。再次是在11 楼的钢挑梁内部要设置钢管和斜撑, 另外, 钢管还要和室内连接在一起, 这样就可以在这一过程中起到非常好的支撑作用。最后是在建筑的最外侧使用双肢钢管将其和管件连接在一起, 这样就起到了非常好的支撑作用。此外, 钢挑架的安全系数并不是很高, 所以在施工的过程中, 一定要不断的加强钢挑架上端钢板所产生的应力。
6.3 模板设计、安装。圆弧曲面的底部在成型方面有着比较严格的质量要求, 所以在这一过程中采用的是宽度为300mm的十一夹板模组合在一起, 同时还要用胶带将缝隙贴上, 同时还要在表面均匀的涂上隔离剂, 结构的内侧半径也应该达到3945mm, 在对其进行拆除施工之后, 钢筋进行适当的调整之后还可以反复的使用。
7 混凝土浇捣
7.1 优化混凝土配合比, 在混凝土标号不变的前提下, 减少混凝土坍落度, 掺加适量减水剂, 并适当提高石子 (连续级配) 粗粒径含量, 以减缓流。
7.2 掌握二次振捣时间, 在布料后, 先用铁楸拍振出浆, 然后过60min后, 再用小型高频振动棒振捣 (振动棒不可长时间振击模板) , 木抹搓平60min指振动界限, 由现场根据混凝土参数、气温和浇捣条件等因素实验确定) 。
8 结论
在施工的过程中, 必须要对施工的方案进行科学合理的设计, 同时还要切实的保证结构自身的安全性和稳定性, 施工方案在这一过程中还应该具备良好的经济性和安全性, 对每个环节都应该严格的控制, 只有这样, 才能有效的防止这一过程中出现严重的安全问题和隐患。
参考文献
[1]官昌赞.浅析高层建筑的美学价值[J].内江科技, 2010 (2) .
悬挑钢结构 篇9
1 工程概况
东莞某生产车间, 位于东莞麻涌地段, 为生产船舶零配件的工业厂房。本工程结构类型为全钢结构, 抗震设防烈度为VI度, 建筑面积为4612m2。因生产需要, 吊车需要延伸至附近水面工作, 但由于船舶运输要求, 不能在水面范围布置结构柱, 致使2台A4、A5中级制工作级别的30m跨度60吨吊车需要露天外悬挑15.5m运行。
2 结构分析及选型
鉴于吊车吨位较大 (2台60吨吊车) , 悬挑长度较长, 若选取常规焊接工字钢作为柱和吊车梁截面, 要满足规范变形要求 (柱水平位移不超过Hc/2500, 吊车梁竖向挠度不超过1/1000) , 势必引致截面尺寸过大, 会影响建筑效果及技术经济效益。因此设计考虑采用格构式焊接箱形钢柱及焊接箱形钢吊车梁。
3 结构设计要点
箱形吊车梁由上下翼缘板与两侧各一块腹板组成, 因其整个截面均参加工作, 具有较大的整体抗弯及抗扭刚度, 故设计所需的梁高相对较小;但箱形梁设计应用不当时, 用钢量可能较多, 且制作及安装均有较大的难度, 宜在技术经济综合性能合理时采用。箱形梁的端部应设置端支撑以可靠防止梁截面扭转, 沿梁的长度方向则应设置若干刚性横隔以保证梁的抗扭刚度, 其间距约为l/10, 并应与腹板横向加劲肋的艰巨相协调。横隔可由T形钢或沿中间孔洞镶边的钢板或用角钢与肋板制成。刚性横隔与上翼缘板和腹板可用焊接;按局部稳定要求, 箱形梁的受压上翼缘下表面应沿全长设置一道或多道纵向加劲肋, 以使其按等分划出的盖板区格宽度, 此时b01取为腹板与纵向加劲肋或两行纵向加劲肋间的距离[1]。
经过初步计算, 吊车梁悬臂部分端部截面为箱700×2400×14×20 (Q345钢材) 即可满足其强度及稳定性要求, 但挠度却只有1/723, 不满足规范[2]要求的1/1000。曾有人提出把悬臂部分预起拱1/500, 实际使用时变形为预起拱减去计算变形, 其差值符合规范要求;此做法虽然满足生产使用要求, 但仍与规范附录A中表A.1.1受弯构件挠度容许值规定的小字注明第2条“[vT]为永久可变荷载标准值产生的挠度 (如有起拱应减去拱度) 的容许值”矛盾。因此考虑增加吊车梁截面。电算后得出吊车梁悬臂部分端部截面为箱900×3000×16×25 (见图1) 。由于吊车梁与柱连接为铰接连接, 若将吊车梁按常规分段设计, 在柱肩梁处用高强螺栓拼接, 悬臂部分将无法拉结。按照经验, 悬挑部分的拉结长度宜为悬挑长度的两倍比较合理, 遂考虑将露天吊车梁按整长41.25m一体设计 (见图2) 。箱形吊车梁在格构式柱吊车肢肩梁顶端用钢栓件与钢柱顶铰接, 吊车梁中部用箱700×400×16×25 (Q345钢材) 作为支撑体系, 撑杆与钢柱同样用钢栓件进行铰接。支撑体系在吊车梁自身满足承载力要求的前提下增加了结构安全储备, 使钢柱与吊车梁之间连接不仅限于柱顶水平方向铰接, 在其竖向方向也有拉结。由于吊车梁刚度过大, 按照抗震强柱弱梁的概念, 钢柱截面刚度不能太小, 不能只按满足规范的计算结果取值, 因此考虑采用格构式柱, 吊车肢柱与屋架肢柱采用箱1500×400×14×18-1500-箱1500×400×14×18 (Q345钢材) , 连接缀条采用T100×100×10×10 (Q345钢材) , 间距不超过1.5m的格构式柱之间采用轻型25a#槽钢拉结, 从而增加钢柱的侧向支撑, 加大钢柱整体刚度, 深化强柱弱梁的设计概念。
4 结语