某高层结构悬挑支撑施工技术有计算

某高层结构悬挑支撑施工技术[摘要]某工程高层悬挑结构施工技术的运用保证了工程质量，加快了施工进度，取得了良好的社会和经济效益。[关键词]悬挑；型钢；钢丝绳；容许拉力某工程地处繁华闹市，周围人流及车流密度极大。该工程地下2层，地上是由一幢30层的办公/公寓楼和一幢8层的单身公寓楼共同座落在4层裙房上的砼框筒结构，总建筑面积为43093.54㎡，其中东塔楼水箱间屋顶花架结构在东南两向从轴线向外悬挑4.6m，局部达5.2m，悬挑大梁断面为300mm×750mm，边梁断面为250mm×700mm，梁底标高为107.095m，平面见图1所示。图1栋塔楼水箱间屋顶平面1悬挑支撑的选择悬挑下支撑经计算决定采用[16上反拉钢丝绳，下用2φ48×3.5钢管斜撑作为基本支撑的受力体系。根据施工图纸，东塔楼从30层起开始面积缩小，为保证钢丝绳的受力角度，将型钢设在28层，按4m跨3根（其中一根在挑梁中心线位置）布置，在每个拐角处则布置3根斜向的[16，外侧焊上[12.6用以支撑悬空外立杆。在29、30层型钢正上方梁内预埋钢筋吊环，相对应悬挑梁及拐角斜向型钢位置吊环规格采用ф20，其它地方则采用ф18。屋顶悬挑4.6m直梁相应部位钢丝绳规格采用6×19、φ18.5（取强度极限为1700Mpa的钢丝）；相应无梁部位钢丝绳采用6×19、φ15.5（取强度极限为1700Mpa的钢丝）；屋顶悬挑5.2m直梁、斜梁相应部位和斜向型钢部位钢丝绳采用6×19、2φ15.5（取强度极限为1700Mpa的钢丝），型钢布置见图2。图2东塔楼28层型钢布置平面图2悬挑支撑的验算2.1内力计算根据28层型钢布置平面图，选择4m跨处轴线的型钢为研究对象，计算单元取4/3m，见图3示意图；整个支架高度为17.170m，取17.5m计算，架体用ф48×3.5钢管按900×900搭设，步高≤1500。经计算外立杆所受荷载为21.77KN；内立杆所受荷载为15.25KN，假定型钢在挑板边为铰支（假定偏于安全），则计算简图如下：假定钢丝绳和型钢的变形忽略不计，即B、D两点的挠度为0，根据变形为0的条件列出下列方程组：δ11T1sin51°+δ12T2sin56°+ΔPB=0δ21T1sin51°+δ22T2sin56°+ΔPD=0经计算T1=27.68kN、T2=26.48kN再根据ΣMA=0解得：RA=10.21kN、RC=13.25kN弯矩和剪力图见图5。2.2构件验算（1）[16型钢根据受力条件，本型钢属于压弯构件，验算时自重忽略不计。Mmax=3.06kN·mN=T1cos51°+T2cos56°=27.68cos51°+26.48cos56°=32.23kN(压力)Vmax=10.21KN16[型钢：Wx=116.8cm3Ix=934.5cm4A=25.15cm2ix=6.10cmiy=1.82cmλx=l0x/ix=3000/61=49.2；λy=l0y/iy=3000/18.2=164.84查表得：ψx=0.781、ψy=0.242A．截面强度验算N/A+Mmax/(γ×Wx)=32.23×103/(25.15×102)+3.06×106/(1.05×116.8×103)=37.77Mpa(压应力)<f=215Mpa，满足要求B．整体稳定验算弯矩作用平面内Nex=π2·E·Ix/(l02)=3.142×2.06×105×934.5×104/30002=2108936NN/Nex=32.23/2108.936=0.015βm=1－0.2N/Nex=1－0.2×0.015=0.997则N/(ψ·A)+βm·Mx/[γ·W1·(1－0.8N/Nex)]=32.23×103/(0.781×25.15×102)+0.997×3.06×106/[1.05×116.8×103(1－0.8×0.015)]=41.59Mpa<f=215Mpa，安全弯矩作用平面外等效弯矩系数βtx取1.0ψb=570b·t/(l1·h)·235/fy=570×65×10/(3000×160)·235/235=0.77N/(ψy·A)+βt·Mx/(ψbW1)=32.23×103/(0.242×25.15×102)+1.0×3.06×106/(0.77×116.8×103)=86.98Mpa<f=215Mpa安全（2）钢丝绳钢丝绳采用6×19、φ18.5，钢丝强度极限为1700Mpa，钢丝绳破断拉力总和Pg=219.0KN，安全系数K取6，钢丝绳破断拉力换算系数α取0.85。钢丝绳容许拉力S=α·Pg/K=0.85×219.0/6=31.03KN>27.68KN，满足要求。（3）吊环以φ20吊环为例，其强度为：σ=Q/(2As)=27.68×103/(2×3.14×202/4)=44.08Mpa<[σ]=50Mpa，安全（4）拐角处型钢[12.6、型钢下斜撑经验算也符合要求，计算过程略。3技术要求3.1在28层结构面布置［16，按4米跨三根（其中一根在屋面挑梁相应中心线位置）布置，其它类推，在三个拐角处分别布置3根斜向［16，在拐角处型钢端部焊上［12.6，用以支撑悬空立杆，立杆处槽钢内焊8厚的加劲肋；型钢里侧端部进轴线100mm（有柱时顶柱边）；每根型钢下在端部和边口位置设2块预埋件。3.2在29、30型钢正上方梁内预埋吊环，屋顶悬挑相应无梁部位为φ18，有梁处和拐角斜向型钢处为φ20。3.3屋顶悬挑4.6m直梁相应部位钢丝绳采用6×19、φ18.5，钢丝强度极限为1700Mpa；无梁部位钢丝绳采用6×19、φ15.5（取强度极限为1700Mpa的钢丝）；屋顶悬挑5.2m直梁、斜梁相应部位和斜向型钢部位钢丝绳采用6×19、2φ15.5（取强度极限为1700Mpa的钢丝）。3.4选用与钢丝绳型号配套的花篮螺丝和卸扣。3.5在拐角处斜向型钢上铁件在现场进行焊制，以满足钢管搭设要求。3.6拐角处部分悬空立杆底部用双钢管，在一步内纵横向用剪刀撑将荷载分散给相邻的型钢。3.7原外脚手架做至标高90.045m处，以便于上部支撑脚手架施工。3.8支撑脚手和结构柱采用抱箍紧密连接、连墙。3.9支撑剪刀撑按构造要求设置。3.10扶墙电梯处门洞搭设严格按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—200