高空悬挑结构施工方案

1、悬挑结构施工方案1.1 悬挑结构概况本工程悬挑结构在核心筒十八层至二十层楼板13 14 轴 /B A 轴，结构出挑3600mm。十八层板面标高75.56 ，梁截面宽度 300*800、250*360 等，板厚度 150mm，楼层高度 5440；选用材料规格：钢管选用 48×3.0mm焊接钢管；扣件采用铸铁件，材质符合 RT89-8 要求；模板采用 18mm胶合板，木方采用 5 0× 100mm杉木；安全立网采用经过有关部门认证的生产厂家的产品，密度不低于 2000 目/100cm2，网目的大小为能防止粒径大于2.5mm的颗粒通过；悬挑水平钢梁采用工 14 号工字钢；钢丝绳采

2、用公称直径 13mm，公称强度 1670MPA；预埋锚环使用的钢筋规格为 16。1.2 悬挑结构支撑范围平面图1.3 主要施工方法1、核心筒 16 层（标高为 66.08-70.12 ）柱墙钢筋绑扎好后预埋 14 号 工字钢外挑 3.1m，布置间距为 1200，底部采用钢管斜撑在 15 层剪力墙上进行加固， 上部采用 13 钢丝绳与核心筒结构拉结进行卸载。平面位置及做法详见附图。2、核心筒 17 层（标高为 70.12 ）楼板砼浇筑前预埋锚环，锚环使用的钢筋规格为16，详见下图。3、核心筒 17 层（标高为 70.12 ）楼板浇筑砼后采用 14 号工字钢外挑，布置间距为800，18 层梁板模板

3、钢管架架设在悬挑工字钢上， 模板钢管架按模板施工方案进行搭设（楼板模板支架搭设高度为 5.29 米，搭设尺寸为立杆的间距 1.0 米，立杆的步距 1.50 米；梁支撑立杆的间距 1.0 米，立杆的步距 1.50 米，梁底增加 1 道承重立杆）。平面位置及做法详见附图。4、核心筒 17 层柱墙（标高为 70.12-75.56 ）先行浇筑砼，砼浇筑后 3 天，悬挑工字钢采用 13 钢丝绳与核心筒 17 层柱墙拉结进行卸载后，方可浇筑 18 层梁板砼。5、核心筒 16 层、 17 层悬挑工字钢之间搭设钢管架辅助受力（支架搭设高度为4.0米，立杆的间距1.2m，立杆的步距 1.50 米）。6、核心筒

4、15 层楼板以下（标高为60.96 ）处搭设平网加密目网，用于安全防护。1.4 悬挑结构附图1.5 悬挑结构计算书、扣件钢管楼板模板支架计算书模板支架搭设高度为 5.29 米（计算取 5.3 米），搭设尺寸为：立杆的纵距 b=1.00 米，立杆的横距 l=1.00 米，立杆的步距 h=1.50 米。图 1楼板支撑架立面简图图 2楼板支撑架荷载计算单元采用的钢管类型为48× 3.0 。一、模板面板计算面板为受弯结构 , 需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。静荷载标准值 q1 = 25.000×0.150 ×1.000+0.350 × 1

5、.000=4.100kN/m活荷载标准值q2 = (2.000+1.000)×1.000=3.000kN/m面板的截面惯性矩I 和截面抵抗矩W分别为 :本算例中，截面惯性矩I 和截面抵抗矩 W分别为 :W = 100.00×1.80×1.80/6 = 54.00cm3 ；I = 100.00×1.80×1.80 ×1.80/12 = 48.60cm4 ；(1) 抗弯强度计算f = M / W < f其中 f 面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；M 面板的最大弯距 (N.mm)；W 面板的净截面抵抗矩；f 面板的抗弯强度设计值，取

6、 15.00N/mm2； M = 0.100ql2其中 q 荷载设计值 (kN/m) ；经 计 算 得 到M = 0.100 × (1.2 × 4.100+1.4 × 3.000) × 0.300 ×经 计 算 得 到 面 板 抗 弯 强 度 计 算 值f=0.082 × 1000 ×1000/54000=1.520N/mm2面板的抗弯强度验算f < f,满足要求 !(2) 抗剪计算 可以不计算 T = 3Q/2bh < T其中最大剪力 Q=0.600 ×(1.2 ×4.100+1.4 

7、15;3.000) ×0.300=1.642kN截面抗剪强度计算值T=3 ×1642.0/(2 × 1000.000 ×18.000)=0.137N/mm2截面抗剪强度设计值T=1.40N/mm2抗剪强度验算 T < T，满足要求 !(3) 挠度计算v = 0.677ql4 / 100EI < v = l / 250面 板 最 大 挠 度 计 算 值v= 0.677 × 4.100 × 3004/(100 × 6000 ×486000)=0.077mm面板的最大挠度小于300.0/250, 满足要求 !

8、二、模板支撑木方的计算木方按照均布荷载下连续梁计算。1. 荷载的计算(1) 钢筋混凝土板自重 (kN/m) ：q11 = 25.000×0.150 ×0.300=1.125kN/m(2) 模板的自重线荷载 (kN/m) ：q12 = 0.350× 0.300=0.105kN/m(3) 活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载 (kN/m) ：经计算得到，活荷载标准值q2 = (1.000+2.000)×0.300=0.900kN/m静荷载 q1 = 0.00 ×1.125+0.00 ×0.105=1.476kN/m 活荷载 q2

9、 = 1.4 × 0.900=1.260kN/m2. 木方的计算按照三跨连续梁计算， 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下 :均布荷载 q = 2.736/1.000=2.736kN/m最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1 ×2.74 ×1.00 ×最大剪力 Q=0.6 ×1.000 × 2.736=1.642kN 最大支座力 N=1.1 ×1.000 ×2.736=3.010kN木方的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I 和截面抵抗矩 W分别为 :W = 5.00× 1

10、0.00 ×10.00/6 = 83.33cm3；I = 5.00× 10.00 ×10.00 ×10.00/12 = 416.67cm4；(1) 木方抗弯强度计算抗弯计算强度 f=0.274 ×106/83333.3=3.28N/mm2木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求 !(2) 木方抗剪计算 可以不计算 最大剪力的计算公式如下:Q = 0.6ql截面抗剪强度必须满足 :T = 3Q/2bh < T截面抗剪强度计算值T=3 ×1642/(2 ×50×100)=0.492N/mm2截面抗剪强度

11、设计值T=1.60N/mm2木方的抗剪强度计算满足要求!(3) 木方挠度计算最 大 变 形v=0.677 × 1.230× 1000.04/(100× 9500.00 ×4166666.8)=0.210mm木方的最大挠度小于1000.0/250, 满足要求 !三、板底支撑钢管计算横向支撑钢管计算横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。集中荷载 P 取木方支撑传递力。A1000B10001000支撑钢管计算简图1.0130.780支撑钢管弯矩图(kN.m)0.1752.925支撑钢管变形图(mm)4.514.516.436.432.602.603.42

12、3.421.501.500.410.410.410.411.501.502.602.603.423.424.514.516.436.43支撑钢管剪力图(kN)经过连续梁的计算得到最大弯矩最大变形 vmax=2.925mm最大支座力 Qmax=10.945kN抗弯计算强度 f=1.013 ×106/4491.0=225.57N/mm2支撑钢管的抗弯计算强度大于205.0N/mm2,不满足要求 !支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150 与 10mm,满足要求 !四、扣件抗滑移的计算纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:R Rc其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值 ,

13、 取 8.0kN；R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；计算中 R取最大支座反力， R=10.95kN单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求, 可以考虑采用双扣件 !R8.0 kN时，可采用单扣件； 8.0kN<R 12.0 kN 时，应采用双扣件； R>12.0kN时，应采用可调托座。五、模板支架荷载标准值( 立杆轴力 )作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1. 静荷载标准值包括以下内容：(1) 脚手架的自重 (kN) ：NG1 = 0.111× 5.290=0.585kN(2) 模板的自重 (kN) ：NG2 = 0.350× 1.000

14、 ×1.000=0.350kN(3) 钢筋混凝土楼板自重 (kN) ：NG3 = 25.000×0.150 ×1.000 × 1.000=3.750kN经计算得到，静荷载标准值NG = NG1+NG2+NG3 = 4.685kN。2. 活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值NQ = (1.000+2.000)×1.000 × 1.000=3.000kN3. 不考虑风荷载时 , 立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.20NG + 1.4NQ= 9.82kN六、立杆的稳定性计算不考虑风荷载时 , 立杆的

15、稳定性计算公式i其中N 立杆的轴心压力设计值，N = 9.82kN 轴心受压立杆的稳定系数, 由长细比 l0/i查表得到； 计算立杆的截面回转半径(cm) ；i = 1.60A 立杆净截面面积 (cm2) ； A = 4.24 W 立杆净截面抵抗矩 (cm3) ； W = 4.49 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2) ；f 钢管立杆抗压强度设计值， f = 205.00N/mm2 ；l0 计算长度 (m) ；如果完全参照扣件式规范 ，由公式 (1) 或 (2) 计算l0 = k1uh(1)l0 = (h+2a)(2)ak1 计算长度附加系数，按照表1 取值为 1.155 ；u 计算长度系数

16、，参照扣件式规范表； u = 1.700 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.10m；公式 (1)的 计算 结果 ：l0=1.155×1.700×1.50=2.945m=2945/16.0=184.655=0.212=9822/(0.212 × 424)=109.530N/mm2，立杆的稳定性计算< f,满足要求 !公 式 (2) 的计 算结 果 ： l0=1.500+2 × 0.100=1.700m ，=1700/16.0=106.583=0.545=9822/(0.545× 424)=42.543N/mm2，立杆

17、的稳定性计算< f,满足要求 !如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3) 计算l0 = k1k2(h+2a)(3)k2 计算长度附加系数，按照表2 取值为1.007 ；公式(3)的计 算结果： l0=1.155× 1.007× (1.500+2× 0.100)=1.977m=1977/16.0=123.965=0.435=9822/(0.435×424)=53.268N/mm2，立杆的稳定性计算< f,满足要求!梁模板扣件钢管高支撑架计算书模板支架搭设高度为5.29 米（计算取5.3 米）， 基本尺寸为：梁截面B × D=30

18、0mm×800mm，梁支撑立杆的纵距( 跨度方向 ) l=1.00米，立杆的步距h=1.50米，梁底增加1 道承重立杆。30 000800510925500500图 1梁模板支撑架立面简图计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。集中力大小为 F = 1.20× 25.000 ×0.150 × 0.500 ×1.000=2.250kN 。采用的钢管类型为48× 3.0 。一、模板面板计算板为受弯结构 , 需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照多跨连续梁计算。作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。1. 荷载的计算：

19、(1) 钢筋混凝土梁自重 (kN/m) ：q1 = 25.000× 0.800 ×1.000=20.000kN/m(2) 模板的自重线荷载 (kN/m) ：q2 = 0.500×1.000 × (2 ×0.800+0.300)/0.300=3.167kN/m(3) 活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载 (kN) ：经计算得到，活荷载标准值 P1 = (1.000+2.000) ×0.300 × 1.000=0.900kN均布荷载 q = 1.20×20.000+1.20 × 3.167=27.8

20、00kN/m集中荷载 P = 1.4×0.900=1.260kN面板的截面惯性矩I 和截面抵抗矩W分别为 :本算例中，截面惯性矩I 和截面抵抗矩 W分别为 :W = 100.00×1.80×1.80/6 = 54.00cm3 ；I = 100.00×1.80×1.80 ×1.80/12 = 48.60cm4 ；1.26kN27.80kN/mA750.0120.820.0000.001B757575计算简图0.017弯矩图 (kN.m)1.120.971.270.970.821.271.12剪力图 (kN)变形图 (mm)经过计算得到从

21、左到右各支座力分别为N1=0.819kNN2=2.383kNN3=3.196kNN4=2.383kNN5=0.819kN最大弯矩最大变形 V = 0.0mm(1) 抗弯强度计算经 计 算 得 到 面 板 抗 弯 强 度 计 算 值f=0.016 × 1000 ×1000/54000=0.296N/mm2面板的抗弯强度设计值f面板的抗弯强度验算f < f,，取 15.00N/mm2；满足要求 !(2) 抗剪计算 可以不计算 截面抗剪强度计算值 T=3 ×1265.0/(2 × 1000.000 ×18.000)=0.105N/mm2 截面抗

22、剪强度设计值 T=1.40N/mm2抗剪强度验算 T < T，满足要求 !(3) 挠度计算面板最大挠度计算值v = 0.002mm面板的最大挠度小于75.0/250, 满足要求 !二、梁底支撑木方的计算（一）梁底木方计算按照三跨连续梁计算， 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下 :均布荷载 q = 3.196/1.000=3.196kN/m最大弯矩 M = 0.1ql2=0.1 ×3.20 ×1.00 ×最大剪力 Q=0.6 ×1.000 × 3.196=1.918kN 最大支座力 N=1.1 ×

23、1.000 ×3.196=3.516kN木方的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I 和截面抵抗矩 W分别为 :W = 5.00× 10.00 ×10.00/6 = 83.33cm3；I = 5.00× 10.00 ×10.00 ×10.00/12 = 416.67cm4；(1) 木方抗弯强度计算抗弯计算强度 f=0.320 ×106/83333.3=3.84N/mm2木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求 !(2) 木方抗剪计算 可以不计算 最大剪力的计算公式如下:Q = 0.6ql截面抗剪强度必须满足 :T =

24、 3Q/2bh < T截面抗剪强度计算值T=3 ×1918/(2 ×50×100)=0.575N/mm2截面抗剪强度设计值T=1.30N/mm2木方的抗剪强度计算满足要求!(3) 木方挠度计算最 大 变 形v =0.677 × 2.663 × 1000.04/(100 × 9500.00 ×4166666.8)=0.456mm木方的最大挠度小于1000.0/250, 满足要求 !三、梁底支撑钢管计算(一 ) 梁底支撑横向钢管计算横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。集中荷载 P 取木方支撑传递力。225kN.AB

25、500500支撑钢管计算简图0.4300.196支撑钢管弯矩图(kN.m)0.0000.145支撑钢管变形图(mm)0.670.670.670.67支撑钢管剪力图(kN)经过连续梁的计算得到最大弯矩最大变形 vmax=0.145mm最大支座力 Qmax=12.769kN抗弯计算强度 f=0.430 ×106/4491.0=95.74N/mm2支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求 !支撑钢管的最大挠度小于500.0/150 与 10mm,满足要求 !(二) 梁底支撑纵向钢管计算梁底支撑纵向钢管只起构造作用，无需要计算。四、扣件抗滑移的计算纵向或横向水平杆与立杆连接时

26、，扣件的抗滑承载力按照下式计算:R Rc其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值 , 取 8.0kN；R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；计算中 R取最大支座反力， R=12.77kN单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求, 可以考虑采用双扣件 !R 8.0 kN时，可采用单扣件；8.0kN<R 12.0 kN时，应采用双扣件；R>12.0kN时，应采用可调托座。五、立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式其中 N 立杆的轴心压力设计值，它包括：横杆的最大支座反力N1=12.77kN ( 已经包括组合系数1.4)脚手架钢管的自重N2 = 1.20 ×0.111 ×

27、 5.290=0.702kNN = 12.769+0.702=13.471kN 轴心受压立杆的稳定系数, 由长细比 l0/i查表得到；i 计算立杆的截面回转半径(cm)；i = 1.60A 立杆净截面面积(cm2)；A = 4.24W 立杆净截面抵抗矩(cm3) ；W = 4.49 钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2) ；f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2；l0 计算长度(m) ；如果完全参照扣件式规范不考虑高支撑架，由公式(1) 或(2)计算l0 = k1uh(1)l0 = (h+2a)(2)ak1 计算长度附加系数，按照表1 取值为 1.167 ；u 计算长度系数，

28、参照扣件式规范表； u = 1.700 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.10m；公式 (1)的 计算 结果 ：l0=1.167×1.700×1.50=2.976m=2976/16.0=186.574=0.207=13471/(0.207 × 424)=153.274N/mm2，立杆的稳定性计算公式(2)的计算结果：l0=1.500+2< f,满足要求 !×0.100=1.700m=1700/16.0=106.583=0.545=13471/(0.545 ×424)=58.345N/mm2，立杆的稳定性计算如果考虑

29、到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3) 计算< f,满足要求!l0 = k1k2(h+2a)(3)k2公式(3) 计算长度附加系数，按照表的计 算结果： l0=1.167 × 1.0072 取值为 1.007 ；× (1.500+2 × 0.100)=1.998m=1998/16.0=125.253=0.424=13471/(0.424×424)=75.009N/mm2，立杆的稳定性计算< f,满足要求 !模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。悬挑结构支撑计算书通过以上计算可以得到梁立杆支座反力N = 12.769+

30、0.702=13.471kN；楼板立杆支座反力 N = 1.20NG + 1.4NQ= 9.82kN 。悬挑结构计算时取最不利荷载N=13.471KN进行计算。平台水平钢梁 ( 主梁 ) 的悬挑长度 3.50m，悬挑水平钢梁间距 ( 平台宽度 )3.00m 。次梁采用 14 号工字钢，主梁采用14 号工字钢，次梁间距0.80m。容许承载力均布荷载2.00kN/m2，最大堆放材料荷载13.47kN。一、次梁的计算次梁选择 14 号工字钢槽钢，间距0.80m，其截面特性为面积 A=21.50cm2,惯性距 Ix=712.00cm4, 转动惯量 Wx=102.00cm3,回转半径 ix=5.76cm

31、截面尺寸 b=80.0mm,h=140.0mm,t=9.1mm1. 荷载计算(1) 面板自重标准值：标准值为 0.00kN/m2；(2) 最大容许均布荷载为 2.00kN/m2；(3) 槽钢自重荷载 Q3=0.17kN/m经 计 算 得 到 ， 静 荷 载 计 算 值q= 1.2 × (Q1+Q2+Q3) =1.2 ×(0.00+1.60+0.17) = 2.12kN/m经计算得到，活荷载计算值P = 1.4×13.47=18.86kN2. 内力计算内力按照集中荷载 P 与均布荷载 q 作用下的简支梁计算， 内侧钢丝绳不计算，计算简图如下最大弯矩 M的计算公式为经

32、计算得到，最大弯矩计算值M=2.12×3.002/8+18.86×3. 抗弯强度计算其中x 截面塑性发展系数，取1.05 ；f 钢材抗压强度设计值， f = 205.00N/mm2；经过计算得到强度=16.53 ×106/(1.05 ×102000.00)=154.32N/mm2；次梁槽钢的抗弯强度计算< f,满足要求 !4.整体稳定性计算 主次梁焊接成整体此部分可以不计算其中b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表钢结构设计规范(GB50017-2003)附录 B 得到：b=1.30由于b 大于 0.6 ，按照钢结构设计规范(GB50017-20

33、03)附录 B 其值用 b' 查表得到其值为 0.836经过计算得到强度=16.53 ×106/(0.836 ×102000.00)=193.83N/mm2；次梁槽钢的稳定性计算< f,满足要求 !二、主梁的计算内钢绳按照建筑施工安全检查标准作为安全储备不参与内力的计算。主梁选择 14 号工字钢槽钢，其截面特性为面积 A=21.50cm2,惯性距 Ix=712.00cm4, 转动惯量 Wx=102.00cm3,回转半径 ix=5.76cm截面尺寸 b=80.0mm,h=140.0mm,t=9.1mm1. 荷载计算(1) 栏杆自重标准值：标准值为 0.00kN/

34、m(2) 槽钢自重荷载 Q2=0.17kN/m经计算得到，静荷载计算值q = 1.2 ×(Q1+Q2) = 1.2 ×(0.00+0.17) = 0.20kN/m经计算得到，各次梁集中荷载取次梁支座力，分别为P1=(1.2× (0.00+2.00)×0.40 ×3.00/2+1.2×0.17 × 3.00/2)=1.74kNP2=(1.2× (0.00+2.00)×0.80 ×3.00/2+1.2×0.17 × 3.00/2)=3.18kNP3=(1.2× (0.0

35、0+2.00)×0.80 ×3.00/2+1.2×0.17 × 3.00/2)=3.18kNP4=(1.2× (0.00+2.00)× 0.80 ×3.00/2+1.2 × 0.17 ×3.00/2)+18.86/2=12.61kNP5=(1.2× (0.00+2.00) ×0.80 ×3.00/2+1.2 ×0.17 × 3.00/2)=3.18kNP6=(1.2× (0.00+2.00) ×0.15 ×3.00/2+1.2 ×0.17 × 3.00/2)=0.84kN2. 内力计算主梁按照集中荷载P 和均布荷载 q 作用下的连续梁计算。12平台示意图0.20kN/mA3000B5003000平台主梁计算简图经过连续梁的计算得到8.758.695.355.512.011.961.362.1710.5910.75主梁支撑梁剪力图(kN)4.9877.740主梁支撑梁弯矩图(kN.m)1.8374.036主梁支撑梁变形图(mm)外侧钢丝绳拉结位置支撑力为10.59kN最大弯矩3. 抗弯强度计算其中x 截面塑性发展系数，取1.05 ；f 钢材抗压强度设计值， f = 205.00N/mm2；经