佛山市顺德区新景建筑工程有限公司 广东佛山 528000
【摘 要】本文主要针对高层建筑悬挑结构的施工技术展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对悬挑结构体系的设计与施工作了详细的阐述和系统的分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
【关键词】高层建筑；悬挑结构；施工技术
0 引言
随着如今我国建筑施工多往高层及超高层发展，悬挑结构也得到了相应的广泛应用。因此，我们需要做好悬挑结构的施工设计，并采取有效的技术进行施工，以保障悬挑结构的施工质量。基于此，本文就高层建筑悬挑结构的施工技术进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1方案设计
某工程总建筑面积:54205.1m2，其中:地下建筑面积13401.86m2、地上建筑面积:40803.24m2。地上2#楼共29层，地下3层，每个楼层的标准层层高3.15m，建筑总高度99.15m。采用悬挑式脚手架施工体系，主楼各栋顶层局部比下层标准层结构凸出的最大长度为1600mm，凸出边梁截面大小为250mm×400mm，板厚为200mm，凸出结构上部无主体。（图1）
图1 2#楼局部后增悬挑剖面图
如图1所示，采用工字钢悬挑，工字钢下撑，工字钢在凸出结构层下一层楼面进行布置。实际工程中，在28层楼层处采用I16工字钢悬挑，平铺在楼板上，锚固点采用直径为20mm的压环钢筋锚固，主梁在建筑为内的锚固长度为5m，悬挑长度为4m。斜支撑采用I16工字钢下撑，下撑上连接点位于悬挑层距建筑结构外边2.5m处工字钢上，底端与预埋在27层构件中的预埋件相连，实施时在悬挑层下层预埋300mm×300mm×10mm铁板，采用M14膨胀螺栓固定；顶端在离阳台外边2500mm处与主梁焊接，保证斜支撑与工字钢悬挑梁的夹角接近60°，满足规范中夹角大于45°的要求；连接时支撑工字钢两头分别与上部工字钢、下部铁板进行对接焊接，卡箍与工字钢梁之间采用满焊。下撑支点在27F楼面转角处工字钢最大悬挑长度4600mm，采用I18工字钢悬挑，I16工字钢下撑。在悬挑主梁上按间距1000横向搁置I16工字钢次梁，在次梁上按1000mm×1000mm间距搭设模板支撑脚手架。脚手架搭设布置一览表如表1。
表1 脚手架搭设布置一览表
2 节点构造
（1）型钢挑梁与楼板的锚固
图2为型钢主梁穿墙处以及与板的构造布置；依据规范，预埋插入圆钢压环，在伸入楼板内的梁端部设置2～3道卡箍，在阳台梁位置处，设置1道卡箍锚入阳台梁内，卡箍与工字钢焊牢以抵抗外架引起的钢梁水平力。在混凝土施工中要保护好预埋固定环，避免振动棒直接接触预埋件，边振捣边观察及时校正预埋环位置，保证不产生过大位移。
图2 悬挑钢梁穿墙及楼面构造
（2）斜支撑在下层边梁上的构造
在27层边梁上预埋300mm×300mm×10mm铁板，采用M14膨胀螺栓固定，连接时支撑工字钢一端与铁板进行对接焊接。
（3）型钢悬挑转角及采光井钢梁构造
在楼层转角处，工字钢最大悬挑长度4600mm，梁上荷载较大，采用增加梁截面和减小梁间距的措施，采用I18工字钢悬挑，I16工字钢下撑；构造详图如图3所示。在主梁交接处，采用焊接方式，在梁的夹角处设置加劲肋增加梁的稳定性；采用该种构造方式，减小了所承受的荷载，安全可靠。
图3 型钢悬挑转角及采光井工字钢构造
3 受力分析
综合考虑悬挑工字钢梁受力情况、悬挑工字钢在楼内受力情况，确定支撑架受力情况。选择最大受力单元，进行荷载传力途径分析，绘制最大弯矩图进行计算、验算。
（1）主梁验算
计算荷载为:脚手板荷载:0.17kN/m2，栏杆冲压钢板:0.16kN/m；安全网:0.01kN/m2；钢管:3.97kg/m；板底次楞木枋50×100@250:0.025kN/m；主梁自重:1.2×0.205×1=0.246kN/m；主梁间距为1500mm，计算得到主梁上的荷载见主梁的计算简图，主梁的内力图见图4。
图4 主梁计算简图
可以看出，主梁的最大弯矩为22.89kN?m，最大剪力为35.51kN。支座反力
R1=0.12kN，R2=38.84kN，R3=61.11kN
①抗弯强度验算
主梁轴向力:
，满足要求
③稳定性验算
在悬挑主梁上按间距1000mm横向搁置I16工字钢次梁，次梁与主梁焊接连接，根据钢结构设计规范4.2.1.1，不需要计算主梁的整体稳定性。
（2）斜撑梁验算
斜撑梁支座力:Rx1=nzR3=1×61.11=61.11kN
斜撑梁轴向力:Nx1=Rx1/sinβ1=61.11/（3150/4021）=82.6kN
斜撑梁的最大轴向拉力:Nx=max[Nx1…Nxi]=82.6kN
斜撑梁长度:L01=（L12+L22）0.5=（31502+25002）0.5=4021mm
斜撑梁长细比:λ1=L01/i=4021/65.8=6.11
查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C得，φ1=0.879
①轴心受压稳定性验算:
σ1=Nx1/（φ1A）=82600/（0.879×2610）=36N/mm2≤f=205N/mm2，满足要求！
②斜撑梁与主梁对接焊缝验算:
σ=Nx/（1wt）=82.6×103/2610=31.6N/mm2≤fcw=140N/mm2，满足要求！
③支撑与预埋钢板对接焊缝验算:
σ=Nx/（1wt）=82.6×103/2610=31.6N/mm2≤fcw=140N/mm2，满足要求！
（3）斜撑梁与钢板连接的计算
斜撑梁与预埋钢板连接节点螺栓强度验算:
查钢结构设计规范（GB50017-2003）表3.4.1-4得到:
故取d=14mm的C级螺栓可满足强度要求。方案中螺栓排列构造均大于中距3d0=42mm，边距2d0=28mm。
（4）阳台梁截面复核
取受力较大的梁3A-7～3A-9轴之间的L-A1进行计算，梁截面尺寸为200mm×400mm，受力筋为216mm；C30混凝土，h0=400-45=355mm。
经验算需要对阳台梁以及支承该梁的悬臂梁进行1层回顶，工程中实际进行2层回顶。采用Ф48×3进行回顶，钢管间距为1.5m，回顶位置在相应的斜支撑下，每个支撑下用1根钢管。
4 安装与拆除方法
4.1 安装方法
如图5所示，先在楼层预埋铁板处内边缘焊接用于防止斜撑安装时产生滑移的临时固定100mm高Ф16mm的钢筋头，预先用钢管对准上下焊接点在外架上设置对准角度的临时固定水平横杆，将斜撑工字钢用塔吊吊起上端，底端用绳子套住顺临时固定水平横杆人工拉入楼层内抵住焊接在铁板上临时固定100mm高Ф16mm的钢筋头处。在斜撑工字钢下方距上焊接点2000mm处搭设出外架外边1500mm长的钢管脚手架平台，设置1100mm高防护栏杆，此平台以供焊工对焊接点进行施焊。在施工过程中，在斜撑工字钢上统一高度上做上标志并引至墙上，监测时通过水准仪读数监测，出现下挠时立即停止上部施工，并进行加固。
图5 斜撑梁安装方法示意图
4.2 拆除方法
拆除时先用钢管将斜撑工字钢架住，在距外架边500mm处和下焊接点处将工字钢用烧割机烧断，然后用塔吊分2次吊走。
5 结论
综上所述，悬挑结构在高层建筑工程中应用比较多，但这种结构有着一定的优缺点，因此，为了保证建筑使用的安全性，一定要选择适合的模板进行施工，并采取有效的技术做好施工，以保障悬挑结构的施工质量及施工安全。
参考文献：
[1]吴红军.解析高层建筑悬挑结构模板支撑施工技术[J].科技创新与应用.2015（28）.
[2]徐建设、张卉、南建林、贺天海.多高层建筑大悬挑结构的悬挑方案及适用范围[J].建筑科学.2014（07）.
[3]谢平.悬挑结构斜拉型钢支模施工技术[J].安徽建筑.2011（01）.
论文作者:冯素贞
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第6期
论文发表时间:2016/9/21
标签：工字钢论文; 结构论文; 荷载论文; 钢梁论文; 间距论文; 铁板论文; 脚手架论文; 《低碳地产》2016年第6期论文;