大懸挑結構扣件式鋼管腳手架支撐體系的設計及施工 論文

1、大懸挑結構扣件式鋼管腳手架支撐體系的設計及施大懸挑結構扣件式鋼管腳手架支撐體系的設計及施工工 論文論文關鍵字：結構 施工 澆筑 荷載 鋼管 支撐 支撐體系 扣件 立桿摘要：南京林業(yè)大學教學六樓位于南京林業(yè)大學校內(nèi)，建筑面積 25259m2。本工程為框架結構，中間 11 層、兩側 7 層。結構九、十層在 912 軸間南北兩側樓面各向外挑出 3.97.2m，支模高度達 35m。關鍵詞：鋼管腳手架 現(xiàn)場施工一;工程概況：江蘇目前多以扣件式鋼管腳手架作為模板支架，但由于項目經(jīng)理、技術人員對超常規(guī)砼結構支模的重要性和嚴重性認識不足，對扣件式鋼管排架支撐的承載力決定因素認識不足，導致了幾例典型的模板支架倒

2、塌事故，如南京電視臺演播大廳屋蓋模板支架整體倒塌、中國銀行蘇州分行綜合業(yè)務樓共享空間屋蓋模板支架整體倒塌等重大事故。所幸的是國家已出臺了相應的施工規(guī)范建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范，可供設計、施工參考。參照規(guī)范并借鑒前人的經(jīng)驗編制了本施工方案，拋磚引玉，供大家參考。二搭設方案：（一）、搭設材料及尺寸：本工程大懸挑結構的模板支架采用扣件式鋼管腳手架，立桿支撐在一層地面和二、三層樓面上。材料采用483.5 鋼管、可鍛鑄鐵扣件、九合板模板、木枋斜楞，一架兩用，即支撐結構和裝修施工使用，但主要用于結構支撐?？紤]要利用懸挑部位原建筑外腳手架做為支撐的一部分，故取定立桿縱橫間距為原外腳手架柱距的一半

3、，均為 700mm，水平桿縱橫向間距為 700mm，立桿步距取 1500mm。南側支撐布置、北側支撐基本相同。（二）、構造要求：立桿間連接宜采用對接扣件，為使接頭按規(guī)范要求相互錯開，底部立桿間隔交叉采用 6.0m、6.5m 鋼管，上部立桿采用 4.5m、5.0m 鋼管。在支撐體系四邊與中間每隔 4 排立桿從底到頂搭設豎向剪刀撐，縱向 3道，橫向 7 道。每層砼施工分兩步進行，先澆筑框架柱，待其到一定強度后與支撐體系做剛性連接后再澆樓面砼，以增強支撐體系的整體穩(wěn)定性。支撐體系與結構通過框架柱和預埋鋼管作剛性連接，連墻件偏離主節(jié)點不大于 0.3m，兩部五跨，從底部第一步縱向水平桿開始設置。南京十年

4、一遇風壓為 0.25KN/m2，本模板支架為敞開式腳手架，僅局部設安全網(wǎng)，且每個連墻件覆蓋面積30m2，故驗算時可不考慮風荷載作用。在基坑回填土上支設立桿時，回填土必須分層夯實，其上做 8 碎石墊層和 8 厚 C20 的砼面層，立桿下設底座和 50300mm 木條。且在離底座底30cm 處設置縱橫向掃地桿。為防雨水浸泡地基，在支撐體系最外側立桿外 2.0m處設置一淺排水溝。每根立桿上相鄰步距的大橫桿交替設置于立桿的內(nèi)外側，以減小立桿的偏心荷載。整個體系設置 3 個加強層。三支撐穩(wěn)定驗算：梁、板下支撐立桿縱橫間距為 0.7m，立桿步距為 1500mm。483.5 鋼管截面積 A=489mm2，抗

5、壓強度設計值為：f205N/mm2，回轉半徑 i15.8mm。立桿長細比L0/I1500/15.894.9。立桿軸心受壓時，據(jù)立桿長細比查鋼結構設計規(guī)范得0.63。故立桿軸心受壓時的穩(wěn)定承載力設計值為：F=fA=0.63205489=6.32t。（一）、板下支撐穩(wěn)定驗算：1設計荷載：恒載模板以及鋼管支撐自重：0.55t/新澆砼重量：0.112.400=0.264t/鋼筋重量：0.110.250=0.0275t/=0.842t/活載施工人員及設備重量：0.10t/泵送砼傾倒產(chǎn)生荷載：0.40t/振搗產(chǎn)生的荷載：0.20t/（現(xiàn)場施工情況復雜，為安全見，取三荷載之和）=0.70t/設計荷載 q=1

6、.20.842+1.40.70=2.00t/2支撐驗算：鋼管支撐的穩(wěn)定性計算：作用在立桿上荷載為 N2.000.72=0.98tF=6.32t。穩(wěn)定性滿足要求。鋼管扣件抗滑驗算：當立桿長度與支模長度相差較小時，可在立桿頂加可調支托進行調高。否則可用兩只旋轉扣件作鋼管接長。作用在立桿扣件上的荷載為 N0.98t1.2t，故立桿雙扣件搭接能滿足抗滑要求。（二）、承受上層結構及支撐體系荷載的結構樓板的承載能力驗算（以門廳屋面板為例）：板厚：=11 雙向板底筋：8200雙向支座負筋：8200板底最大彎矩：Maz=0.0367ql2=0.03672.00102.42=4.23KNm支座最大彎矩：Mao=

7、0.0784ql2=0.078419.342.42=9.03KNm板上下配筋均為8200，As=As=251mm2,砼已達設計強度C35,fcm=19.1MPaho=h-(c+d/2)=110-(15+8/2)=91mm，X=fy*As/(fc*b)=210251/19.11000=2.76mmMu=fc*b*X*(ho-x/2)=19.110002.76(91-2.76/2)=4.72KNmMaz=4.23KNm，板底配筋滿足要求；Mu=4.72KNm9.03KNm，板面負筋不能滿足承載能力要求。故該樓板下層必須增設支撐。采用在上部支撐下原位重新頂上支撐，立桿頂部與砼面接觸處用木方頂緊，底部

8、與砼樓地面間設 50300mm 的墊木。（三）、F、A 軸大梁梁下支撐穩(wěn)定計算：取受荷載較不利的大梁F、A 軸上九層樓面的連續(xù)梁計算，其截面3001000。其最不利受荷是當其正上方第十層梁澆筑時，兩層梁的恒載和施工活載傳到支撐立桿上，其荷載計算如下。1設計荷載：恒載模板自重：(0.3+21.0)0.050.115t/m新澆砼重量：0.31.02.4=0.72t/m鋼筋重量：0.30.20=0.06t/mg=0.895t/m活載施工人員及設備的荷載：(0.3+0.352)0.250.25t/m(考慮澆筑施工時梁兩側各 0.35m 寬板帶傳給梁的荷載)設計荷載q=1.220.895+1.40.25

9、=2.498t/m(考慮十層梁澆筑時傳給九層梁的恒載，恒載乘 2)2支撐驗算：梁支模仍采用江蘇目前最典型的支模方式鋼管排架頂部水平鋼管傳力支模。梁自重及施工荷載通過底模下的木枋將荷載傳至水平鋼管，水平鋼管又通過與立桿扣接的直角扣件將荷載傳至立桿。這樣立桿所受的力為偏心力，偏心距為 e=53mm，偏心率M*A/(N*W)=e*A/W=53489/5000=5.1830，據(jù)立桿長細比、偏心率查鋼結構設計規(guī)范得彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定系數(shù)p=0.186。故立桿偏心受壓時的穩(wěn)定承載力設計值為：Fp=pfA0.1862054891.89t。鋼管支撐的穩(wěn)定性計算：作用在立桿上荷載為 N2.4980.7/3=0.

10、583tFp=1.89t。穩(wěn)定性滿足要求。件抗滑驗算：作用在立桿扣件上的荷載為 N0.583t0.8t，故抗滑能滿足要求。鑒于結構的重要性，在直角扣件下在增設一個等扣件。（四）、檐溝邊大梁梁底支撐穩(wěn)定計算：本結構九、十層懸挑結構設計為桁架結構，為滿足設計要求，決定將斜梁施工縫留置在梁端 2000m 處；為減少支撐受荷，在梁內(nèi)預留斜板鋼筋，將梁板分開澆筑。檐溝邊大梁梁底支撐按整個支撐體系內(nèi)立管間距 700mm 驗算，確定其是否需要加密。因檐溝處縱橫梁節(jié)點處荷載較大，取其下一榀排架驗算。1設計荷載：恒載模板自重：(0.25+20.6)+(0.62+0.432)+0.50.70.05+(0.32+0

11、.52)2.0/20.050.220t新澆砼重量：0.250.6+0.07(0.6+0.43)+0.50.110.72.4+0.30.52.0/22.4=0.826t鋼筋重量(按砼重 1/10計)：0.10.826=0.083tg=1.129t活載施工人員及設備的荷載：(0.6+0.25+0.5)0.250.70.236t設計荷載q=1.21.129+1.40.236=1.685t2支撐驗算：1）.鋼管支撐的穩(wěn)定性計算：頂部立桿桿底承受荷載 N=1.685/2=0.843t0.8t，單扣件抗滑不能滿足要求?？紤]結構的重要性，將梁下支撐立管加密至350，并在節(jié)點下排架及左右兩榀排架采用雙扣件抗滑

12、，這樣能滿足要求。四其他主要技術與安全措施：1.九、十、十一層懸挑結構設計為桁架結構，此處各層挑梁在支模時需待頂層(十一、十層)梁砼強度達到設計要求時方可拆模。2.參加支撐體系搭設的作業(yè)人員必須是持證上崗的架子工，作業(yè)時戴安全帽、系安全帶、穿防滑鞋。對施工人員進行詳細的技術、安全交底，施工中及時檢查，對未按施工方案施工之處及時整改，澆筑前全面檢查，確保萬無一失。3.剪刀撐、斜撐要隨立桿、水平桿同步搭設，底層斜桿下端必須支撐在墊板上。施工中要經(jīng)常校驗立桿垂直度，全高垂直偏差不得大于架高的1/400，且不大于 100mm。4.加強對構配件的質量檢查，不合格不準使用。5.控制扣件螺栓扭力矩：采用扭力

13、扳手，將扣件節(jié)點扭力矩控制在 4065Nm。6.在支撐體系角桿上端設置避雷針，與整幢建筑物樓層內(nèi)避雷系統(tǒng)連成整體。7.在砼澆筑施工時，安排專人負責觀察支撐有無異常響聲、變形，發(fā)現(xiàn)異常情況立即通知現(xiàn)場施工人員撤離。8.施工時要從建筑內(nèi)側向外側平行澆筑，泵管盡量不要放到懸挑部位，施工人員不可在懸挑部位聚集太多。在砼澆筑施工前要向施工人員就這些注意事項詳細交底。五大懸挑結構施工排架支撐成功的技術管理經(jīng)驗：本懸挑結構于 2003 年 6 月 3 日順利澆筑完，澆筑中無異常情況，施工質量很好。從本工程的排架支撐成功實施得到以下技術管理方面的啟示。1.大懸挑結構屬于超常規(guī)砼結構，其支撐系統(tǒng)的方案設計至關重要，必須建立在較為精確的計算基礎上，不能光靠經(jīng)驗解決。2.大懸挑結構通過高密鋼管支撐傳給結構樓板的荷載往往超過其設計荷載，而這往往未能引起有關人員的注意。本工程通過較精確的計算確定門廳樓板承載力不夠，對其作了加強措施，在砼澆筑后檢查門廳屋面板未發(fā)現(xiàn)新的裂縫。3.支撐體系的施工至關重要，光靠計算不行，必須采取足夠的構造措施來保證支撐的穩(wěn)定性。如支撐中設置剪刀撐及加強層、支撐四周與