豎向空腹桁架結構臨時支撐方法的研究

摘要

大興新城北區28#地商業金融項目為扭轉型高層建筑，框架-核心筒結構，中心部分為筒體結構，核心筒結構外圍為15棵圓柱，圓柱外側由不規則的混凝土懸挑梁和懸挑板組成，懸挑梁最長6m，最短1m，由于部分懸挑長度較長，混凝土懸挑梁通鋼柱及轉換鋼梁進行上下層拉結，結構施工完畢后形成整體受力體系，部分桁架結構在施工階段不滿足撓度變形要求，所以施工圖紙要求：空腹桁架施工時從底層開始設置臨時支撐，整體結構施工完畢后，一起拆除支撐體系。為此，通過對整個豎向空腹桁架結構進行受力分析，得出最佳“豎向空腹桁架結構臨時支撐方法”，因此，必須在施工期間對豎向空腹桁架結構設置臨時支撐，保證結構安全的同時，要選擇最有臨時支撐方法簡化施工工序，節約臨時支撐費用。

關鍵詞：懸挑梁；豎向空腹桁架結構；臨時支撐

緒論

大興新城北區28#地商業金融項目為扭轉型高層建筑，框架-核心筒結構，核心筒結構外圍為15棵圓柱，圓柱外側由不規則的混凝土懸挑梁和懸挑板組成，懸挑梁最長6m，最短1m，混凝土懸挑梁需通過空腹桁架進行上下層拉結，形成由混凝土結構和鋼結構組合而成整體受力的豎向空腹桁架結構，施工期間部分桁架結構在施工階段不滿足撓度變形要求，因此，必須在施工期間對豎向空腹桁架結構設置臨時支撐，保證結構安全的同時，要選擇最有臨時支撐方法簡化施工工序，節約臨時支撐費用。

1 豎向空腹桁架結構概況

大興新城北區28#地商業金融項目為扭轉型高層建筑，框架--核心筒結構，主樓標準層平面為正圓三角形，每層順時針旋轉6度。主體結構中心為核心筒結構（半徑9m），外圍15棵圓柱（15棵圓柱形成圓形，圓心半徑20m，圓柱四層以下直徑為1300mm，四層以上1100mm），圓柱外層為懸挑結構，懸挑梁純懸挑長度最長為6000mm，最短為1000mm。懸挑梁外側為1500mm寬110mm厚懸挑板。懸挑梁之間過混凝土梁內預埋的鋼梁采用鋼柱（245mm×16mm）進行上下層拉結連接，整體受力，從而形成混凝土結構和鋼結構組合的空腹桁架結構。

2 豎向空腹桁架結構受力分析

本結構為旋轉型建筑，建筑的凸出部分隨著軸線、標高的變化而變化，凸出部分也是結構形成整體受力體系前的最不安全部分，通過對可以分析得出，施工期間結構不滿足撓度變形要求的部位：10軸、20軸、25軸為二層至八層，16軸、21軸、26軸為二層至四層、十七層至十九層，17軸、22軸、27軸為十三層至十九層，18軸、22軸、28軸為九層至十六層19軸、24軸、29軸五層至十二層

3 豎向空腹桁架結構臨時支撐方法的選擇

1、豎向空腹桁架結構臨時支撐方法的提出

通過對豎向空腹桁架結構施工期間懸挑結構不穩定部位的分析，根據實際施工情況得出臨時支撐方法。

（1）型鋼斜支撐

（2）增加鋼骨梁形成內支撐

（3）增加鋼骨梁、腳手架配合支撐

2、豎向空腹桁架結構臨時支撐方法比較選擇

（1）型鋼斜支撐

施工過程中，在結構不穩定部位的混凝土梁懸臂下加設型鋼的臨時斜支撐，上端與混凝土梁內的鋼梁焊接，下端支頂在混凝土柱與混凝土梁的交角處，型鋼支撐與鋼筋焊接連接。加強混凝土梁的工作能力。待結構施工完畢后拆除支撐體系。

型鋼斜支撐受力計算和臨時支撐截面選擇：

臨時支撐計算：按最大承重（5層）計算：砼樓板重量：100m2，110mm厚，重量為35噸，每根砼梁10噸，支撐兩層，共20噸，模版及腳手架重量：7噸，施工荷載：3噸?？傆媺褐?5噸。單根鋼支撐抗壓按65噸使用sap2000軟件進行抗壓受力計算，需采用500x400x16H型鋼作為臨時支撐。

型鋼斜支撐優點為：滿足空腹桁架結構整體受力的要求。缺點為：支撐拆除時需要卸荷，卸荷尺度掌握不好會造成混凝土梁變形大，影響混凝土梁安全，費用投入較大。

（2）增加鋼骨梁形成內支撐

為加強結構抗撓度能力，將結構不穩定部位的懸挑混凝土梁內轉換鋼梁加長加大，錨固在混凝土柱內，使之形成受力鋼骨梁，與混凝土梁共同工作，減少混凝土梁的變形。

鋼骨梁支撐受力計算和臨時支撐截面選擇：

臨時支撐計算：單根鋼骨梁承重按55t（砼樓板重量：35t，每根砼梁10t，模板及腳手架重量：7t，施工荷載：3t）進行抗壓受力計算，需采用600×400×20的H型鋼作為鋼骨梁可滿足結構施工時的受力。

鋼骨梁內支撐優點為：.可滿足空腹桁架結構施工時撓度變形的要求，減少施工環節，加快混凝土結構施工，費用投入較少。

（3）增加鋼骨梁、腳手架配合支撐

在方案三的基礎上，利用結構施工時腳手架承擔部分荷載，減小鋼骨梁的截面尺寸。鋼骨梁型鋼斜支撐受力計算和臨時支撐截面選擇：

臨時支撐計算：單根鋼骨梁承重按48t（砼樓板重量：35t，每根砼梁10t，模板及腳手架重量：0t，施工荷載：3t?？傆?8t）進行抗壓受力計算，需采用400×250×20mmH型鋼作為鋼骨梁可滿足結構施工時的受力。

增加鋼骨梁、腳手架配合支撐優點為：可滿足空腹桁架結構施工時撓度變形的要求，減少施工環節，加快混凝土結構施工，費用投入最少。

4 空腹桁架結構臨時支撐方法的分析比較

經過對以上四個臨時支撐方案的對比分析，增加鋼骨梁、腳手架配合支撐方案滿足施工階段空腹桁架結構受力要求，此方案由外支撐改為內支撐，可以和混凝土結構同步實施，減少施工支撐設置環節，節約造價，方案切實可行。從臨時支撐設置開始至支撐拆除后兩個月，通過對懸挑梁進行了變形觀測，經計算分析后得出：變形最大的懸挑梁長度為6米，變形值為6.3mm，撓度變形值為：6.3/6000<1/500，滿足了結構變形要求。

5 結論

通過對大興新城北區28#地商業金融項目豎向空腹桁架結構臨時支撐方法的研究，解決了扭轉結構空腹桁架結構施工期間的受力穩定性，加快了施工進度，同時施工費用降到最低。

參考文獻

[]混凝土結構設計規范GB50010-2002

[2]建筑結構荷載設計規范GB50009-2001

[3]鋼結構設計規范GB50017-2003

[4]鋼管腳手架、模板支架安全選用技術規程DB11/T583－2008