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高层建筑高空反弧悬挑结构施工技术探讨
  摘要:本文结合工程实例,介绍分析了高层建筑高空及弧悬挑结构施工技术难点,对其模板支撑体系的造型及结构计算进行了详细阐述,并从模板设计安装混凝土浇捣等方面进行了深入探讨和总结。
  关键词:高层建筑;反弧悬挑结构;模板支撑;施工技术
  
  1工程概况
  湖南怀化某工程总建筑面积25358m2,由两栋对称单体建筑组成,地下一层,地上十六层,框架剪力墙结构,该项目融商业、住宅和地下停车一体,平面布局别具一格,整个立面阳台均为弧形设计,同时在屋面东西两侧设计了两个反弧装饰结构,左右对称,形成了不凡的立面装饰效果。
  
  2施工难点分析
  反弧挑檐位于屋面结构标高56.7m处,曲面半径3.8m,计三跨共24m长,由四根挑梁支撑,结构从主立面向外悬挑3.412m,自重达40.3t,倾覆力矩为705kN/m。因此,必须认真做好模板支撑设计,在安全可靠的基础上,确保经济合理。反弧挑檐设计为清水混凝土,外置涂料,对挑檐底面混凝土成型质量要求较高,因此,必须严格组织好模板支撑体系的放样、定型及施工测量工作。
  弧形曲面混凝土浇筑,应认真解决好混凝土密实度、曲面混凝土浇捣流淌问题。
  
  3模板支撑体系选型
  通过各种方案的比较,该工程采用型钢悬挑、底部架设钢管斜撑,与挑梁焊接构成悬挑三角架,其上安排型钢排梁,形成模板支撑的空中基础;该方案搭拆方便,场地空间利用率高,组装杆件较少,内力分配明确,且Ⅰ16组杆拆除后,可作为本工程16层铝饰板主钢骨架(设计为Ⅰ16),重复利用。具体做法是:从15层楼面构设120b@2000钢梁,外挑4.0m,内附楼面2.0m,钢排梁采用3排Ⅰ16,用φ16高强螺栓与钢挑梁联结。为减少钢挑梁对楼面负荷,于挑梁下部14层、13层楼面分别挑出钢管斜撑与挑梁焊接,构成三角钢架,上搭钢管扣件式脚手架,完成挑檐结构施工承力体系(见图1)。
  
  4结构计算
  4.1基本假定
  4.1.1假定钢挑梁根部锚筋与楼面联结无相对位移,钢挑梁近似为一端固定,一端自由的悬臂件。
  4.1.2假定钢管斜撑集中作用于悬臂钢梁端部,暂不考虑中部顶撑,斜撑简化成悬臂梁端支承。
  4.2荷载计算
  4.2.1圆弧自重(含挑梁、三角联系梁):
  F1=403kN(16.8kN/m)
  4.2.2脚手支撑及模板自重力:
  F2=250N/m2
  4.2.3施工荷载:
  F3=2500N/m2
  4.2.4框架梁自重:
  F4=6.2N/m(考虑框架梁自重一半作用于支撑平台)
  4.2.5挑梁自重:
  F5=31.05kg/m
  4.2.6钢排梁自重折合:
  F6=17.23kg/m
  则作用于钢挑梁的荷载分配如图2。
  
  5施工方案的实施
  5.1搭设步骤
  5.1.1根据前述挑架布置方案,于13、14层斜撑位置预埋“ ”形φ25限位筋。
  5.1.2预埋固端锚栓:当结构施工至15层结构平面时,钢挑梁相应位置,预埋M20螺栓,螺栓锚固端与15mm钢板顶焊并与梁主筋焊接。
  5.1.3搭设斜撑,固定钢挑梁。
  5.1.4搁置型钢挑梁,搭脚手架支撑,并张好安全网。
  5.2结构及支撑加固措施
  5.2.1在15层结构施工时,于挑梁固端锚栓位置增设一根小梁250×350,上配4φ16,下配3φ16加强(因本工程室内吊井,故增加梁不影响室内效果)。
  5.2.2为确保15层楼面安全,将M20螺栓间隔改为φ16拉筋,穿过15层结构预留孔,锚固于14层楼面,将挑梁对15层的拉力传递到14层,减少楼面负载。
  5.2.3为缩短斜撑有效长度,于14层框架梁内设置穿梁钢管与斜撑扣接,另之间增设一根通长钢管与室内棒架相联,以增强支撑系整体受力性能。
  5.2.4最外侧斜撑杆。采用双肢钢管,旋转扣件扣接。
  5.2.5支撑体系中挑架安全储备最低,故于挑梁上部最大应力处焊接鱼尾钢板加劲。
  5.3模板设计、安装
  圆弧曲面底部成型质量要求,故考虑采用300mm宽十一夹板模组拼,用50mm宽薄胶带贴缝,并均涂隔离剂。圆弧曲面模板支撑龙骨采用φ20弧形@400钢筋骨架,内侧半径为3945mm,拆除后,钢筋调直后可重复利用。
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