高層建筑高空反弧懸挑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探討

　　關(guān)鍵詞:高空反弧懸挑結(jié)構(gòu);施工技術(shù);模板支撐

　　建筑反弧懸挑結(jié)構(gòu)，是近年建筑立面設(shè)計采用比較多的一種外觀形式，采用反弧懸挑的建筑外觀大方美觀，表現(xiàn)張力富有擴(kuò)展性，立面凹凸層次感強(qiáng)，為建筑外立面增色不少。尤其應(yīng)用于高層建筑，更能增添不少氣勢，但其在施工上有一定的實際難度，尤其高層反弧大懸挑結(jié)構(gòu)的施工，有一定的技術(shù)難度，本文結(jié)合工程案例，探討高層建筑高空反弧懸挑結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)。

　　1、工程簡介

　　某企業(yè)總部大廈，總建筑面積29680m2,框架剪力墻結(jié)構(gòu)，包括主體建筑和附屬建筑，主體建筑含地下2層和地上11層，該項目集寫字辦公、商場和地下公共停車場于一體，外立面造型精巧、別具一格。屋面兩側(cè)，同時設(shè)計四塊反弧挑檐立面結(jié)構(gòu)，互相呼應(yīng)，渾然一體，營造出獨特的建筑外立面效果。

　　2、施工分析

　　反弧挑檐屋面結(jié)構(gòu)，位置天面標(biāo)高為48.5m,曲面半徑為3.9m,，三跨共計27m，4根挑梁構(gòu)成支撐,結(jié)構(gòu)自重40.2t,從主立面向外懸挑距離為3.512m,傾覆力矩為708kN/m

　　3、支撐架方案設(shè)計

　　在已有的工程實踐中，高層建筑懸挑結(jié)構(gòu)施工中模板支撐體系方案主要有：滿堂落地腳手支撐、三角桁架式鋼平臺支撐和更為簡單優(yōu)化的鋼管斜撐懸挑型鋼三種基本方案。滿堂落地腳手支撐方案由于投入鋼管量大，使用周期長，架體沉降不穩(wěn)定對懸挑結(jié)構(gòu)成型質(zhì)量影響等，在高層建筑懸挑結(jié)構(gòu)施工中很少采用。三角桁架式鋼平臺支撐使用型鋼投入量大，施工成本高，常應(yīng)用于較大體積的懸挑結(jié)構(gòu)施工�？紤]反弧懸挑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件體積和施工成本，本例工程采用優(yōu)化的鋼管斜撐懸挑型鋼方案。通過底部架設(shè)的鋼管斜撐懸挑的型鋼,再把其與挑梁焊接成懸挑三角架,然后把鋼排梁鋪設(shè)安裝于型鋼之上,由此構(gòu)成的支撐結(jié)構(gòu)成為模板支撐的基礎(chǔ)。

　　具體設(shè)計為：從10層樓面構(gòu)設(shè)鋼梁（I20b@2000）,鋼梁外挑4.8m,內(nèi)附樓面部分2.5m,再從9層樓面架設(shè)鋼梁，作為二級支撐，9層鋼梁外挑2.8m，內(nèi)附樓面部分2m，每層使用3排鋼排梁（I16）,之后使用Φ16高強(qiáng)螺栓與鋼挑梁聯(lián)接，再從9層、8層樓面各挑出鋼管斜撐與之上的挑梁相焊接,構(gòu)成穩(wěn)固的雙層三角型剛架,在10層的三角剛架上搭好鋼管扣件式腳手架,構(gòu)成整體的挑檐結(jié)構(gòu)的施工承力體系。如圖2。

　　4、設(shè)計計算

　　4.1荷載計算

　　4.2.1圓弧自重(包括挑梁、三角聯(lián)系梁):

　　F1=402kN(16.8kN/m)

　　4.2.2腳手支撐及模板自重力:

　　F2=250N/m2

　　4.2.3施工荷載:

　　F3=2500N/m2

　　4.2.4框架梁自重:

　　F4=6.2N/m(考慮框架梁自重一半作用于支撐平臺)

　　4.2.5挑梁自重:

　　F5=31.05kg/m

　　4.2.6鋼排梁自重折合:

　　F6=17.23kg/m

　　作用于鋼挑梁的荷載分配（見圖3）。

　　4.2強(qiáng)度計算

　　最大彎矩位于AB跨中Mmax=26.5057KN•m，AB段內(nèi)力NAB=128.3KN

　　則橫梁的最大正應(yīng)力：б==75.327N/mm2<f=215N/mm2

　　最大剪應(yīng)力：τ==50.72N/mm2<fv=125N/mm2

　　穩(wěn)定性：=125.54N/mm2≤f=215N/mm2

　　因此主梁強(qiáng)度滿足要求

　　通過內(nèi)力計算知道腹桿FG內(nèi)力最大，Ngf=205.07KN，F(xiàn)g長度=4146mm

　　λ==130.76<150，б==120.7N/mm2<f=215N/mm2

　　因此腹桿滿足強(qiáng)度要求。

　　5、施工方案實施

　　5.1搭設(shè)步驟

　　在9層斜撐位置預(yù)埋“⊥”形Φ25限位筋。結(jié)構(gòu)施工至10層結(jié)構(gòu)平面時,在鋼挑梁相應(yīng)位置,預(yù)埋M20螺桿,螺桿錨固端與15mm鋼板頂焊接，并與梁主筋相焊接；之后搭設(shè)斜撐,固定鋼挑梁；擱置槽鋼挑梁,搭好腳手架支撐,。

　　5.2結(jié)構(gòu)及支撐加固措施

　�、倏紤]加強(qiáng)10層樓板安全,措施為把M20螺栓間隔改為φ16拉筋,將其穿過10層樓板的結(jié)構(gòu)預(yù)留孔,之后錨定于9層樓板,這樣便將挑梁對10層樓板的拉力，傳遞到了9層樓板,形成分減樓面負(fù)載的作用；②對安裝剛平臺處的10層樓板進(jìn)行連續(xù)支撐加強(qiáng);③縮短斜撐的有效長度,在9層框架梁內(nèi)設(shè)置穿梁鋼管與斜撐扣接,為增強(qiáng)支撐系受力性能，中間再加設(shè)一根通長鋼管與室內(nèi)棒架相聯(lián)。

　　5.3模板設(shè)計與安裝

　　使用300mm寬的十一夾板模組拼,以50mm寬薄膠帶貼縫,并均勻涂隔離劑。圓弧曲面模板龍骨支撐使用用φ20弧形@400鋼筋骨架,內(nèi)皮半徑為3955mm。

　　模板安裝以直角坐標(biāo)法進(jìn)行測放,以外挑水平距離為橫坐標(biāo)(Xi),模板底面標(biāo)高為縱坐標(biāo)(Yi),通過既定每50cm水平距離,算模板底標(biāo)高(如圖3)。測放時,通過152水準(zhǔn)儀測出Yi:500的水平面,彈畫曲面邊緣線,之后架水平鋼管,敷設(shè)弧形鋼筋骨架,與水平鋼管焊接,構(gòu)成曲面網(wǎng)狀承力系,鋪設(shè)模板。

　　6、砼澆搗

　　為加強(qiáng)混凝土密實度及防止水泥漿流淌,采用以下措施:

　�、賰�(yōu)化砼的配合比,在不改變標(biāo)號的情況下,通過減少砼坍落度,摻加適量減水劑和適當(dāng)提高粗粒徑石子的含量,來減緩水泥漿的流淌；②二次振搗時間的掌握,布料后可先用鐵锨拍振出漿,1小時后,使用小型高頻振動棒隔點振搗,木搓抹平；③振動密實后用定制的弧形刮尺刮平,施工過程要經(jīng)常檢查曲面混凝土弧度和厚度,以確保成形質(zhì)量。

　　7、施工總結(jié)

　　高層建筑懸挑結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵是懸挑結(jié)構(gòu)模板支撐體系的方案設(shè)計及施工，支模架的搭設(shè)應(yīng)考慮優(yōu)化的鋼管斜撐懸挑型鋼方案。本例工程采用此設(shè)計方案，組裝桿件較少,搭拆方便,場地空間利用率高,施工經(jīng)濟(jì)，內(nèi)力分配明確，施工安全。本例工程經(jīng)拆模后實測,構(gòu)件曲面弧度一致,在同一圓弧線上，各點標(biāo)高最大差值為7mm,曲面平滑密實無接縫。

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