扣件式懸挑支撐在某高層住宅天面構架施工中的設計與應用

陳鋒

（廣州市越秀住宅建設有限公司，廣東 廣州 510000）

某高層住宅商住樓，框剪結構，由5棟地下一層，地上28層的塔樓組成。塔樓形狀為矩形，長邊為35.55m，短邊為27m；天面標高為86.1m，天面構架頂標高為94.4m；構架高8.3m，為鋼筋混凝土懸挑結構，混凝土標號為C30，沿建筑物檐口周邊封閉布設，懸挑2.5～4.5m長，其中，構架頂部2.5m范圍的外裝飾采用鋁板裝飾，構架墻柱間采用鋁方通格柵墻。其平面如圖1所示。

1 方案選擇

由于建筑物天面構架外挑長度較大，最長達4.5m，給施工造成難度，技術和安全要求高，施工現場無法直接利用爬升腳手架，給懸挑構件施工支模的腳手架搭設增加一定難度，另外，考慮腳手架保留到外裝飾時使用，其使用周期較長，如果采用16#槽鋼作支承懸挑，那么一棟懸挑架需要槽鋼量至少300m。5棟就需1500m槽鋼，一次性費用較大。根據我公司高層建筑懸挑結構支模經驗，同時反復論證、驗算，我們決定采用φ48×3.5鋼管及普通扣件搭設懸挑支撐架，再配以鋼絲繩對架體進行拉結的方式，解決懸挑構架的施工及后續鋼結構安裝的問題。示意圖如圖2所示。

2 架體搭設安排

施工過程分三部分組織：首先利用外爬架支設構架墻柱模板直到完成該處混凝土澆筑(即外圍搭設雙排腳手架)。在這同時，在天面層上搭設內雙排鋼管腳手架，該雙排腳手架沿構架四周搭通封閉，構架墻模板一次走設到位，并以天面標高算起:在3.6m、6.5m標高處，構架墻柱外側上下各預埋φ16鋼筋吊環，特別是在轉角處的墻柱，吊環應兩個方向預埋。在墻柱施工完成后，再搭設懸挑架，支設懸挑梁模板。最后，設置雙根鋼絲繩，按設計方案拉結到鋼管節點上。

3 技術要求

3.1 架體搭設前，也就是在天面梁板混凝土澆筑同時，沿建筑物周邊縱向每隔1m，在28層及天面層梁板預埋φ20鋼筋環或φ48×3.5短鋼管，其中，28層橫向上僅預埋1點，天面梁板上橫向預埋2點，2點間距不大于2m為宜，且應盡可能預埋在梁上，如果位置不夠，則預埋φ20鋼筋環，要保證挑架橫挑桿與內排架整體同時錨固，以防架體傾覆。

3.2 預埋的鋼筋吊環應在混凝土強度達到70%后方可承受荷載。所有鋼筋焊接應滿足雙面焊≥5d，單面焊≥10d的要求。

3.3 架體搭設時，先對水平挑桿進行錨固，挑架從天面層挑起，起挑3.3m，水平挑桿錨固至少2點，預埋短鋼管采用扣件鎖固，預埋φ20鋼筋與水平挑桿焊接錨固，立桿為五排，橫向間距1.0m，縱向間距1.0m，水平桿步距為1.8m，整個挑架在28層加設4道斜撐，以保證3.3m水平挑桿的強度和剛度滿足要求。為避免架體傾覆，在構架墻柱預埋φ16吊環處加設2道φ12.5鋼絲繩卸載，下部鋼絲卸載繩與水平夾角為47°，上部鋼絲載繩與水平夾角為41°。架體最上部加設防護欄桿，高為1.8m，三道水平桿，特別注意對于間距大于4m的構架墻柱間外挑架，除正交采用鋼絲繩拉結外，還要采用一點多用的斜交卸載拉結，以保證架體的穩定。

3.4 架體搭設時，挑架與內排架必須連成整體。在每根墻柱根部，用鋼管對挑架體進行緊固拉結。

3.5 架體搭設斜挑支撐桿，主要承受挑架荷重，應采用整根鋼管。

3.6 挑架外側及內排架設置一排剪刀撐，由腳手架端頭開始，按每水平距離6M設置一排剪刀撐，剪刀撐鋼管與水平大橫桿成45度角，左右連續貫通設置。剪刀撐在搭設時，將一根斜桿扣在立桿上，另一斜桿扣在小橫桿的外伸部分上，以免兩根斜桿相交時把鋼管壓彎，斜桿兩端扣件與立桿節點的距離不能大于20㎝，以保證外架的穩定性。

4 懸挑架受力計算

4.1 荷載計算

懸挑梁截面取平均值為200mm×650mm（偏于安全），周邊梁截面200×500，鋼筋混凝土自重按25kN/m2取值，則各種荷載標準值計算如下：

永久荷載：①模板及支架自重0.75kN/m2；框架懸挑梁自重3.25kN/m。②活荷載：施工人員及施工設備荷載1.5 kN/m2；振動荷載2 kN/m2；

4.2 架體受力計算

支撐鋼管按集中荷載作用下的4跨連續梁計算，取懸挑梁截面兩側立桿的縱距作為支撐鋼管的計算跨度，每個扣件連接點作為支座。計算簡圖如圖所示。

4.2.1 立桿內力計算

計算所得 A1、A2、A3、A4 點的最大支座反力P＞[F]=8kN(式中[F]為扣件的抗滑承載力設計值)，說明單扣件抗滑承載力不能滿足要求，所以需要采用雙扣件。

4.2.2 斜桿內力計算

本工程采用直徑為12.5mm的鋼絲繩。

單根鋼絲繩的容許拉力 [Fg]＝αFg/K＝0.85×80.1÷8＝8.51 kN

雙鋼絲繩a能承擔A1A2桿的最大豎向荷載：2[Fg]sin410=11.17kN

雙鋼絲繩b能承擔B2C2、B1C2桿的最大豎向荷載：2[Fg]sin470=12.45kN

斜桿 OC2內力（8.8＋9.7－11.17－12.45）÷cos410<0

即OC2桿為拉桿；

斜桿 OC3內力 9.7÷cos510＝15.41kN

4.2.3 斜桿OC3強度穩定性計算：

長細比 λ=L/i=3290÷15.8=208.3查表得φ=0.167

4.2.4 大小橫桿

內力較小，可以忽略不計。

經上述分析計算，知OC3桿件所受的荷載最大，且滿足計算要求，則其他桿件也能滿足要求。由于整個架體為平面環狀封閉搭設，故整個架體也是穩定的。

5 混凝土澆注過程中的注意事項

5.1 在澆注柱頂過梁時，必須一次澆注完畢，以使卸荷鋼絲繩可以一次性同時發揮作用，有利于架體的整體穩定。澆注懸挑梁及周邊梁時，按照先里后外的順序，確保內側架體先受力，以防傾覆。

5.2 盡量使用料斗加溜槽來完成懸挑梁的混凝土澆注，不宜使用泵送的方式進行澆注，以盡量減少泵送混凝土對懸挑部位的沖擊。

5.3 在混凝土澆注過程中，派專人看護支撐系統，密切注意支撐系統的變化。

6 結語

采用普通構件及鋼管搭設高層懸挑鋼筋混凝土構架支撐，操作簡便快捷，成本低廉，是一種普遍適用于解決我司大量高層建筑天面懸挑構架的施工方式。在具體方案制定的過程中，需進行全面周到的計算，注意在施工過程中要嚴格按照方案來施工，制定各種安全防范措施，以確保工程能夠順利、安全的完成。

[1]JGJ130-2001.建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范.

[2]汪正榮.建筑施工手冊.北京.中國建筑工業出版社.2001.

[3]建筑結構靜力計算手冊.