某高層結(jié)構(gòu)懸挑支撐施工技術(shù)有計(jì)算

某高層結(jié)構(gòu)懸挑支撐施工技術(shù)[摘要]某工程高層懸挑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的運(yùn)用保證了工程質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。[關(guān)鍵詞]懸挑；型鋼；鋼絲繩；容許拉力某工程地處繁華鬧市，周?chē)肆骷败?chē)流密度極大。該工程地下2層，地上是由一幢30層的辦公/公寓樓和一幢8層的單身公寓樓共同座落在4層裙房上的砼框筒結(jié)構(gòu)，總建筑面積為43093.54㎡，其中東塔樓水箱間屋頂花架結(jié)構(gòu)在東南兩向從軸線(xiàn)向外懸挑4.6m，局部達(dá)5.2m，懸挑大梁斷面為300mm×750mm，邊梁斷面為250mm×700mm，梁底標(biāo)高為107.095m，平面見(jiàn)圖1所示。圖1棟塔樓水箱間屋頂平面1懸挑支撐的選擇懸挑下支撐經(jīng)計(jì)算決定采用[16上反拉鋼絲繩，下用2φ48×3.5鋼管斜撐作為基本支撐的受力體系。根據(jù)施工圖紙，東塔樓從30層起開(kāi)始面積縮小，為保證鋼絲繩的受力角度，將型鋼設(shè)在28層，按4m跨3根（其中一根在挑梁中心線(xiàn)位置）布置，在每個(gè)拐角處則布置3根斜向的[16，外側(cè)焊上[12.6用以支撐懸空外立桿。在29、30層型鋼正上方梁內(nèi)預(yù)埋鋼筋吊環(huán)，相對(duì)應(yīng)懸挑梁及拐角斜向型鋼位置吊環(huán)規(guī)格采用ф20，其它地方則采用ф18。屋頂懸挑4.6m直梁相應(yīng)部位鋼絲繩規(guī)格采用6×19、φ18.5（取強(qiáng)度極限為1700Mpa的鋼絲）；相應(yīng)無(wú)梁部位鋼絲繩采用6×19、φ15.5（取強(qiáng)度極限為1700Mpa的鋼絲）；屋頂懸挑5.2m直梁、斜梁相應(yīng)部位和斜向型鋼部位鋼絲繩采用6×19、2φ15.5（取強(qiáng)度極限為1700Mpa的鋼絲），型鋼布置見(jiàn)圖2。圖2東塔樓28層型鋼布置平面圖2懸挑支撐的驗(yàn)算2.1內(nèi)力計(jì)算根據(jù)28層型鋼布置平面圖，選擇4m跨處軸線(xiàn)的型鋼為研究對(duì)象，計(jì)算單元取4/3m，見(jiàn)圖3示意圖；整個(gè)支架高度為17.170m，取17.5m計(jì)算，架體用ф48×3.5鋼管按900×900搭設(shè)，步高≤1500。經(jīng)計(jì)算外立桿所受荷載為21.77KN；內(nèi)立桿所受荷載為15.25KN，假定型鋼在挑板邊為鉸支（假定偏于安全），則計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：假定鋼絲繩和型鋼的變形忽略不計(jì)，即B、D兩點(diǎn)的撓度為0，根據(jù)變形為0的條件列出下列方程組：δ11T1sin51°+δ12T2sin56°+ΔPB=0δ21T1sin51°+δ22T2sin56°+ΔPD=0經(jīng)計(jì)算T1=27.68kN、T2=26.48kN再根據(jù)ΣMA=0解得：RA=10.21kN、RC=13.25kN彎矩和剪力圖見(jiàn)圖5。2.2構(gòu)件驗(yàn)算（1）[16型鋼根據(jù)受力條件，本型鋼屬于壓彎構(gòu)件，驗(yàn)算時(shí)自重忽略不計(jì)。Mmax=3.06kN·mN=T1cos51°+T2cos56°=27.68cos51°+26.48cos56°=32.23kN(壓力)Vmax=10.21KN16[型鋼：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．截面強(qiáng)度驗(yàn)算N/A+Mmax/(γ×Wx)=32.23×103/(25.15×102)+3.06×106/(1.05×116.8×103)=37.77Mpa(壓應(yīng)力)<f=215Mpa，滿(mǎn)足要求B．整體穩(wěn)定驗(yàn)算彎矩作用平面內(nèi)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則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，安全彎矩作用平面外等效彎矩系數(shù)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）鋼絲繩鋼絲繩采用6×19、φ18.5，鋼絲強(qiáng)度極限為1700Mpa，鋼絲繩破斷拉力總和Pg=219.0KN，安全系數(shù)K取6，鋼絲繩破斷拉力換算系數(shù)α取0.85。鋼絲繩容許拉力S=α·Pg/K=0.85×219.0/6=31.03KN>27.68KN，滿(mǎn)足要求。（3）吊環(huán)以φ20吊環(huán)為例，其強(qiáng)度為：σ=Q/(2As)=27.68×103/(2×3.14×202/4)=44.08Mpa<[σ]=50Mpa，安全（4）拐角處型鋼[12.6、型鋼下斜撐經(jīng)驗(yàn)算也符合要求，計(jì)算過(guò)程略。3技術(shù)要求3.1在28層結(jié)構(gòu)面布置［16，按4米跨三根（其中一根在屋面挑梁相應(yīng)中心線(xiàn)位置）布置，其它類(lèi)推，在三個(gè)拐角處分別布置3根斜向［16，在拐角處型鋼端部焊上［12.6，用以支撐懸空立桿，立桿處槽鋼內(nèi)焊8厚的加勁肋；型鋼里側(cè)端部進(jìn)軸線(xiàn)100mm（有柱時(shí)頂柱邊）；每根型鋼下在端部和邊口位置設(shè)2塊預(yù)埋件。3.2在29、30型鋼正上方梁內(nèi)預(yù)埋吊環(huán)，屋頂懸挑相應(yīng)無(wú)梁部位為φ18，有梁處和拐角斜向型鋼處為φ20。3.3屋頂懸挑4.6m直梁相應(yīng)部位鋼絲繩采用6×19、φ18.5，鋼絲強(qiáng)度極限為1700Mpa；無(wú)梁部位鋼絲繩采用6×19、φ15.5（取強(qiáng)度極限為1700Mpa的鋼絲）；屋頂懸挑5.2m直梁、斜梁相應(yīng)部位和斜向型鋼部位鋼絲繩采用6×19、2φ15.5（取強(qiáng)度極限為1700Mpa的鋼絲）。3.4選用與鋼絲繩型號(hào)配套的花籃螺絲和卸扣。3.5在拐角處斜向型鋼上鐵件在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊制，以滿(mǎn)足鋼管搭設(shè)要求。3.6拐角處部分懸空立桿底部用雙鋼管，在一步內(nèi)縱橫向用剪刀撐將荷載分散給相鄰的型鋼。3.7原外腳手架做至標(biāo)高90.045m處，以便于上部支撐腳手架施工。3.8支撐腳手和結(jié)構(gòu)柱采用抱箍緊密連接、連墻。3.9支撐剪刀撐按構(gòu)造要求設(shè)置。3.10扶墻電梯處門(mén)洞搭設(shè)嚴(yán)格按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130—200