49.9米高处顶层悬挑梁板支架体系的设计与施工

第1页共7页49.9米高处顶层悬挑梁板支架体系的设计与施工[摘要]：钢筋砼框架体系，地上十三层，在建筑高49.9m处的屋顶悬挑一钢筋砼装饰梁板，悬挑出宽5.05m，悬挑部位长12m，板厚100mm，板标高为49.25m，悬挑梁截面为350×1000，梁悬挑长度4.8m，悬挑挂边梁截面为250×1000，长12m。采用双14槽钢作挑梁，HRB400级Φ20的新Ⅲ级双吊筋斜拉，形成屋顶悬挑梁板的模板支架体系平台。[关键词]：悬挑结构现浇梁板模板支撑体系拉结加固1.工程概况淮阴工学院新校区逸夫教学楼工程为钢筋砼框架结构，建筑面积33600㎡，地下一层，地上十三层，建筑总高49.9m，一至十二层为一字排开的直线型，而在十三屋顶楼盖，为了增加其装饰效果，在顶层楼面的墙外侧，分别在南边的东西两端增加了屋面悬挑装饰梁板，该板由梁和板组成，平面为5.0*12.0m，挑出宽达5.0m，长12m，即在B~C轴线/10~12轴线的梁板，其板厚100mm，板标高为49.25m，框架梁KL2、KL3为悬挑梁，梁截面为350×1000，悬挑长度4.8m。挂边梁L6A截面为250×1000长12m。平面形状见图一。2、支撑体系方案设计设计图纸中，在49.9m处的屋顶结构有两处悬挑出的钢筋砼屋顶板，平面为5.0*12.0m，挑出宽度达5.0m，并且在相应内侧的十三层楼面又作了空中观光井，即从十三层的楼层面挖去1.8m宽的现浇板，其长度12m也为双跨板，并且顶层的现浇梁板与十三层柱砼为一起浇筑，这给屋顶悬挑现浇的模板支撑和悬挑支架的拉结带来了难度，框架梁KL2、KL3、挂边梁L6A梁及该部位的现浇板悬挑结构，其结构层以下的支撑面相对于裙楼的六层屋顶面,标高为19.45m，则支撑的相距高度为29.8m，如果采用常规方法，板的模板支撑比较困难，模板及支撑必须具有足够的强度、刚度和稳定性，才能保证结构构件各部分的形状、尺寸和相互位置的准确，才能承受新浇混凝土的重量和侧压力及施工荷载，为了保证该悬挑结构梁、板的质量以及施工过程的安全，进行了方案的设计和计算，经过对多方案的分析筛选，并请专家对方案进行了论证，决定采用双根14#槽钢作挑梁，HRBф20高强钢筋斜拉，悬挑槽钢的末端用8#槽钢点焊拉结，形成模板支架平台，然后在悬挑平台上再搭设模板脚手架的悬挑支架体系方案，详见图二。第2页共7页图一悬挑架平面图第3页共7页图二悬挑架支撑体系3、支撑体系材料的选择采用材料：14#槽钢、Φ48*3.5钢管、十一夹板模板、Φ20的新Ⅲ级钢钢筋、吊筋端头滚辄直螺纹套筒连接等。3.1模板支撑体系的组成：根据该工程特点，采用多层胶合板作模板，50×100㎜木方作龙骨和搁栅，在悬挑结构体系上，搭设满堂钢管脚手架作模板的支撑固定系统。在十二层悬挑槽钢搁置的楼板和梁部位，均预埋2根φ20的钢筋插筋，作固定槽钢的锚固筋；其弯曲角度先经过计算后再第4页共7页作钢筋的成型，架设双[14槽钢，间距100，用2根φ20Ш钢筋作双拉索拉结在十三层的楼板和梁上，在绑扎十三层的楼板、梁、柱钢筋时，先预埋吊拉钢筋的拉结端钢筋，吊拉钢筋采用滚压直到螺纹连接，悬挑梁部位，在十一层加设一根主斜撑杆，与十一层的现浇板的立杆支撑连接，形成整体，组成挑架体系，作为整个脚手架的支撑系统。外挂边梁和框架梁的梁模板设对拉螺栓，以防胀模以及弥补双钢管的刚度不足。3.2模板支架主要材料的选择3.2.1材料的技术参数1.Φ48×3.5mm钢管2.18mm厚木胶合板模3.50×100mm木方4.脚手架用扣件。单个扣件抗滑承载力8KN，双扣件为12KN。3.2.2模板支架主要技术要求（1）钢管应采用Φ48×3.5焊接钢管，其材料性能应符合《普通碳素结构钢技术条件》（GB700）中Q235A级钢的规定。（2）钢管端部应平整，内外表面应光滑，不得有影响使用的变形、裂缝、严重锈蚀等缺陷，不得有超过0.35mm的划痕、刮伤、焊接错位焊伤和结疤。（3）钢管严禁用电焊和氧气切割，严禁打孔。（4）扣件的材质机械性能应不低于KTH330-8，质量应符合《钢管脚手架扣件》JGJ22规定。（5）扣件不得有裂缝、气孔，不宜有缩松、砂眼和其它影响使用的缺陷，并应将影响外观的粘砂、毛刺、氧化皮等清除干净。（6）扣件与钢管粘和面必须严格平整，应保证与钢管扣紧时接触良好，避免油污污染接触面。（7）扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面的间隙应小于1mm。（8）扣件扣紧钢管时，其开口处的距离应小于5mm。（9）扣件螺栓的拧紧力矩应达40～60N•mm，可锻铸铁扣件不得损坏。（10）对重复使用的扣件应及时检查，有裂缝、变形的扣件严禁使用，滑丝的螺栓必须更换。4.悬挑支架体系的计算4.1.施工荷载的计算所有自重荷载的分项系数取1.2，施工活荷载的分项系数取1.4。自重荷载标准值：第5页共7页新浇混凝土自重标准值24.0KN/m3楼板钢筋自重标准值1.1KN/m3梁钢筋自重标准值1.5KN/m3梁板下模板（含木方）自重标准值0.5KN/m2板下模板及其支架自重标准值1.5KN/m2梁下模板及其支架自重标准值2.0KN/m2施工活荷载标准值：施工人员及设备荷载标准值2.5KN/m2(计算模板及楞木时)1.0KN/m2(计算支架时)4.2十三层顶即十四层楼面悬挑部分模板支架计算4.2.1胶合板模板计算取1000mm宽板带，模板按三跨连续梁计算，均布荷载按100mm厚板计算；1)按抗弯强度验算：l≤1509mm2)按挠度计算max=0.677EIlq1004,≤250ll≤593mm3)按剪应力计算:l≤8860mm由上计算可知楼板木胶合板模板跨度取值须不大于593㎜。设计木方内楞间距取值为350㎜，能满足要求。4.2.2模板下木方设计计算梁和楼板底模下木方均按三跨连续梁计算，楼板下木方间距为350mm，梁底模下均放置两根木方；木方所受线荷载标准值为：楼板下：q，=0.35×[（24+1.1）×0.1+0.5+2.5]=1.93KN/m梁下：q，=0.175×[（24+1.5）×1+0.5+2.5]=4.99KN/m经按梁下和板下的抗弯、抗剪、挠度计算可知，胶合板模板下内楞的跨度在梁下须不大于1190㎜，板下不大于2086mm。4.2.3扣件钢管水平横楞杆设计计算根据布置要求选取最不利荷载工况设计，按施工情况三跨连续梁受集中荷载，楼板跨度为800mm，梁跨度为500mm计算；第6页共7页按抗弯强度验算6220.5710112.21/205/5080MNmmNmmW按挠度计算max8000.8510mm150150lmmmm和4.2.4扣件抗滑验算根据水平钢管横楞的支座反力求支架立杆轴力设计值为：8.88kN8kN实际在上部采用双扣件，抗滑承载力12KN，满足要求4.2.5支架立杆计算支架立杆由图示最不利分布荷载求得最大轴向力设计值：8.88＋1.2×1.5=10.68kN221068057.32/205/0.381489NNmmNmmA满足要求。4.3槽钢设计计算14#双槽钢悬挑，在柱子截面处设置两道吊筋，其他地方设置一道吊筋和一道钢管撑杆。4.3.1弯曲正应力:经计算，弯曲正应力为97.88N/㎜2215N/㎜24.3.2梁弯矩作用平面内整体稳定：103.51n/mm2215n/mm24.3.3弯矩作用平面外整体稳定152.52n/mm2215n/mm2悬挑槽钢最大挠度为5.5/40012mmlmm，满足要求。4.4.吊筋计算斜拉钢筋布置构造见施工图，采用2Φ20Ⅲ级钢筋作为双槽钢的吊筋，为确保吊筋的可靠安全，用Ⅱ级钢筋的强度作为其强度设计值。经计算，每根钢筋的内力设计值N=26.68N钢筋强度验算：222668084.97/300/314NNmmNmmA满足吊筋锚固长度：3600.14207051.43yatflldmmf第7页共7页4.5.预埋插筋验算预埋插筋采用直径20mmШ级带肋钢筋，锚固长度采用400mm，槽钢定位后加上U型套箍将槽钢与插筋焊接牢靠，现计算两根插筋的抗剪承载力。锚固400mm15d=15×20=300mm满足要求每两根钢筋剪力设计值为22kN0.5×300×3.14×102=47.1kN11kN满足要求5.施工工艺流程：5.1.模板支撑体系施工顺序安装5.2.施工准备搭设槽钢支承的挑架，先用水平仪测平，并检查拉索钢筋的牢固度。对操作工进行交底。从搭设的技术要求和安全要求上均进行交底。6.效果检查该悬挑结构方案经批准后，于2005年7月28日在十二层楼面开始预埋拉接筋和搭设支架，搭设完毕，经检查验收合格后再使用，主体结构于2005年9月10日封顶，悬挑支架体系结构承担了45天的施工任务，现场构架体系见图片。在悬挑板模板的支设和砼的浇筑期施工期间，安排了专人对悬挑支架进行测量观察，体系稳定。经对砼试块测定，当砼强度达到设计强度等级后，拆除了悬挑支架体系，所浇筑的梁、板砼质量，构件的平整度均满足要求。预埋锚固钢筋加工悬挑槽钢安放悬挑槽钢拉结锚固拉索搭支撑架模板支撑搭设梁板模板安装梁板钢筋绑扎浇筑砼