大懸挑結(jié)構(gòu)扣件式鋼管腳手架支撐體系的設(shè)計(jì)及施工

1、大懸挑結(jié)構(gòu)扣件式鋼管腳手架支撐體系的設(shè)計(jì)及施工大懸挑結(jié)構(gòu)扣件式鋼管腳手架支撐體系的設(shè)計(jì)及施工一;工程概況：南京林業(yè)大學(xué)教學(xué)六樓位于南京林業(yè)大學(xué)校內(nèi)，建筑面積25259m2。本工程為框架結(jié)構(gòu)，中間11層、兩側(cè)7層。結(jié)構(gòu)九、十層在912軸間南北兩側(cè)樓面各向外挑出3.97.2m，支模高度達(dá)35m，懸挑部份的立面及平面如圖（一）、圖（二）、圖（三）所示。江蘇目前多以扣件式鋼管腳手架作為模板支架，但由于項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)人員對(duì)超常規(guī)砼結(jié)構(gòu)支模的重要性和嚴(yán)重性認(rèn)識(shí)不足，對(duì)扣件式鋼管排架支撐的承載力決定因素認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致了幾例典型的模板支架倒塌事故，如南京電視臺(tái)演播大廳屋蓋模板支架整體倒塌、中國(guó)銀行蘇州分行綜合

2、業(yè)務(wù)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(guó)家已出臺(tái)了相應(yīng)的施工規(guī)范建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范，可供設(shè)計(jì)、施工參考。參照規(guī)范并借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)編制了本施工方案，拋磚引玉，供大家參考。二搭設(shè)方案：（一）、搭設(shè)材料及尺寸：本工程大懸挑結(jié)構(gòu)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48×3.5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(jié)構(gòu)和裝修施工使用，但主要用于結(jié)構(gòu)支撐。考慮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，均為700mm，水平桿縱橫向間距為700mm，立桿步距取1

3、500mm。南側(cè)支撐布置示意見(jiàn)圖（四），北側(cè)支撐基本相同。（二）、構(gòu)造要求：立桿間連接宜采用對(duì)接扣件，為使接頭按規(guī)范要求相互錯(cuò)開(kāi)，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(shè)豎向剪刀撐，縱向3道，橫向7道。每層砼施工分兩步進(jìn)行，先澆筑框架柱，待其到一定強(qiáng)度后與支撐體系做剛性連接后再澆樓面砼，以增強(qiáng)支撐體系的整體穩(wěn)定性。支撐體系與結(jié)構(gòu)通過(guò)框架柱和預(yù)埋鋼管作剛性連接，連墻件偏離主節(jié)點(diǎn)不大于0.3m，兩部五跨，從底部第一步縱向水平桿開(kāi)始設(shè)置。南京十年一遇風(fēng)壓為0.25KN/m2，本模板支架為敞開(kāi)式腳手架，僅局部設(shè)安全網(wǎng)，

4、且每個(gè)連墻件覆蓋面積<30m2，故驗(yàn)算時(shí)可不考慮風(fēng)荷載作用。在基坑回填土上支設(shè)立桿時(shí)，回填土必須分層夯實(shí)，其上做8碎石墊層和8厚C20的砼面層，立桿下設(shè)底座和50×300mm木條。且在離底座底30cm處設(shè)置縱橫向掃地桿。為防雨水浸泡地基，在支撐體系最外側(cè)立桿外2.0m處設(shè)置一淺排水溝。每根立桿上相鄰步距的大橫桿交替設(shè)置于立桿的內(nèi)外側(cè)，以減小立桿的偏心荷載。整個(gè)體系設(shè)置3個(gè)加強(qiáng)層，見(jiàn)圖（四）。三支撐穩(wěn)定驗(yàn)算：梁、板下支撐立桿縱橫間距為0.7m，立桿步距為1500mm。48×3.5鋼管截面積A=489mm2，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：f205N/mm2，回轉(zhuǎn)半徑i15.8mm。立

5、桿長(zhǎng)細(xì)比L0/I1500/15.894.9。立桿軸心受壓時(shí)，據(jù)立桿長(zhǎng)細(xì)比查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范得0.63。故立桿軸心受壓時(shí)的穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值為： F=fA=0.63×205×489=6.32 t。（一）、板下支撐穩(wěn)定驗(yàn)算：1設(shè)計(jì)荷載：恒載 模板以及鋼管支撐自重： 0.55 t/新澆砼重量：0.11×2.400=0.264 t/鋼筋重量： 0.11×0.250=0.0275 t/=0.842 t/活載 施工人員及設(shè)備重量： 0.10 t/泵送砼傾倒產(chǎn)生荷載： 0.40 t/振搗產(chǎn)生的荷載： 0.20 t/（現(xiàn)場(chǎng)施工情況復(fù)雜，為安全見(jiàn)，取三荷載之和） =0.70

6、t/設(shè)計(jì)荷載q=1.2×0.842+1.4×0.70=2.00 t/2支撐驗(yàn)算：鋼管支撐的穩(wěn)定性計(jì)算：作用在立桿上荷載為N2.00×0.72 =0.98t < F= 6.32 t。穩(wěn)定性滿足要求。鋼管扣件抗滑驗(yàn)算：當(dāng)立桿長(zhǎng)度與支模長(zhǎng)度相差較小時(shí)，可在立桿頂加可調(diào)支托進(jìn)行調(diào)高。否則可用兩只旋轉(zhuǎn)扣件作鋼管接長(zhǎng)。作用在立桿扣件上的荷載為N0.98t<1.2t，故立桿雙扣件搭接能滿足抗滑要求。（二）、承受上層結(jié)構(gòu)及支撐體系荷載的結(jié)構(gòu)樓板的承載能力驗(yàn)算（以門(mén)廳屋面板為例）：板厚：=11 雙向板底筋：8200 雙向支座負(fù)筋：8200板底最大彎矩：Maz=0.036

7、7ql2=0.0367×2.00×10×2.42=4.23KN·m支座最大彎矩：Mao=0.0784ql2=0.0784×19.34×2.42=9.03 KN·m板上下配筋均為8200，As=As=251 mm2,砼已達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度C35,fcm=19.1MPaho=h-(c+d/2)=110-(15+8/2)=91mm，X=fy*As/(fc*b)=210×251/19.1×1000=2.76mmMu=fc*b*X* (ho-x/2)=19.1×1000×2.76×(91-2.

8、76/2)=4.72 KN·mMaz=4.23 KN·m，板底配筋滿足要求；Mu=4.72 KN·m < 9.03 KN·m，板面負(fù)筋不能滿足承載能力要求。故該樓板下層必須增設(shè)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，底部與砼樓地面間設(shè)50×300mm的墊木。（三）、F、A軸大梁梁下支撐穩(wěn)定計(jì)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(jì)算，其截面300×1000。其最不利受荷是當(dāng)其正上方第十層梁澆筑時(shí)，兩層梁的恒載和施工活載傳到支撐立桿上，其荷載計(jì)算如下。1設(shè)計(jì)荷載：恒載 模板自重：(0.3

9、+2×1.0)×0.050.115 t/m新澆砼重量： 0.3×1.0×2.4=0.72 t/m鋼筋重量： 0.3×0.20=0.06 t/mg=0.895 t/m活載 施工人員及設(shè)備的荷載：(0.3+0.35×2)×0.250. 25 t/m(考慮澆筑施工時(shí)梁兩側(cè)各0.35m寬板帶傳給梁的荷載)設(shè)計(jì)荷載 q=1.2×2×0.895+1.4×0. 25=2.498 t/m(考慮十層梁澆筑時(shí)傳給九層梁的恒載，恒載乘2)2 支撐驗(yàn)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。

10、梁自重及施工荷載通過(guò)底模下的木枋將荷載傳至水平鋼管，水平鋼管又通過(guò)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=53×489/5000=5.1830，據(jù)立桿長(zhǎng)細(xì)比、偏心率查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)的穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值為： Fp=p fA0.186×205×4891.89 t。鋼管支撐的穩(wěn)定性計(jì)算：作用在立桿上荷載為N2.498×0.7/3=0.583t < Fp=1.89t。穩(wěn)定性滿足要求。件抗滑驗(yàn)算：作用在立桿扣件上的荷載為N0

11、.583t <0.8t，故抗滑能滿足要求。鑒于結(jié)構(gòu)的重要性，在直角扣件下在增設(shè)一個(gè)等扣件。（四）、檐溝邊大梁梁底支撐穩(wěn)定計(jì)算：本結(jié)構(gòu)九、十層懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為桁架結(jié)構(gòu)，為滿足設(shè)計(jì)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(yù)留斜板鋼筋，將梁板分開(kāi)澆筑。檐溝邊大梁梁底支撐按整個(gè)支撐體系內(nèi)立管間距700mm驗(yàn)算，確定其是否需要加密。因檐溝處縱橫梁節(jié)點(diǎn)處荷載較大，取其下一榀排架驗(yàn)算。1設(shè)計(jì)荷載：恒載 模板自重：(0.25+2×0.6)+(0.6×2+0.43×2)+0.5×0.7×0.05+(0.3×2+0.5&#

12、215;2)×2.0/2×0.05 0.220 t新澆砼重量：0.25×0.6+0.07×(0.6+0.43)+0.5×0.11×0.7×2.4+0.3×0.5×2.0/2×2.4 =0.826 t鋼筋重量(按砼重1/10計(jì))： 0.1×0.826=0.083 tg=1.129 t活載 施工人員及設(shè)備的荷載：(0.6+0.25+0.5)×0.25×0.70.236 t設(shè)計(jì)荷載 q=1.2×1.129+1.4×0.236=1.685 t2支撐驗(yàn)算：

13、1）.鋼管支撐的穩(wěn)定性計(jì)算：頂部立桿桿底承受荷載N=1.685/2=0.843t < Fp=1.89t，滿足要求。 2）.扣件抗滑驗(yàn)算：作用在立桿扣件上荷載N1.685/2 =0.843t>0.8t，單扣件抗滑不能滿足要求?？紤]結(jié)構(gòu)的重要性，將梁下支撐立管加密至350，并在節(jié)點(diǎn)下排架及左右兩榀排架采用雙扣件抗滑，這樣能滿足要求。四其他主要技術(shù)與安全措施：1.九、十、十一層懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為桁架結(jié)構(gòu)，此處各層挑梁在支模時(shí)需待頂層(十一、十層)梁砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)方可拆模。2.參加支撐體系搭設(shè)的作業(yè)人員必須是持證上崗的架子工，作業(yè)時(shí)戴安全帽、系安全帶、穿防滑鞋。對(duì)施工人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)、

14、安全交底，施工中及時(shí)檢查，對(duì)未按施工方案施工之處及時(shí)整改，澆筑前全面檢查，確保萬(wàn)無(wú)一失。3. 剪刀撐、斜撐要隨立桿、水平桿同步搭設(shè)，底層斜桿下端必須支撐在墊板上。施工中要經(jīng)常校驗(yàn)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(qiáng)對(duì)構(gòu)配件的質(zhì)量檢查，不合格不準(zhǔn)使用。5.控制扣件螺栓扭力矩：采用扭力扳手，將扣件節(jié)點(diǎn)扭力矩控制在4065N·m。6.在支撐體系角桿上端設(shè)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(shí)，安排專人負(fù)責(zé)觀察支撐有無(wú)異常響聲、變形，發(fā)現(xiàn)異常情況立即通知現(xiàn)場(chǎng)施工人員撤離。8.施工時(shí)要從建筑內(nèi)側(cè)向外側(cè)平行澆筑，泵管盡量不要放到

15、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(xiàng)詳細(xì)交底。五大懸挑結(jié)構(gòu)施工排架支撐成功的技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)：本懸挑結(jié)構(gòu)于2003年6月3日順利澆筑完，澆筑中無(wú)異常情況，施工質(zhì)量很好。從本工程的排架支撐成功實(shí)施得到以下技術(shù)管理方面的啟示。1.大懸挑結(jié)構(gòu)屬于超常規(guī)砼結(jié)構(gòu)，其支撐系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)至關(guān)重要，必須建立在較為精確的計(jì)算基礎(chǔ)上，不能光靠經(jīng)驗(yàn)解決。2.大懸挑結(jié)構(gòu)通過(guò)高密鋼管支撐傳給結(jié)構(gòu)樓板的荷載往往超過(guò)其設(shè)計(jì)荷載，而這往往未能引起有關(guān)人員的注意。本工程通過(guò)較精確的計(jì)算確定門(mén)廳樓板承載力不夠，對(duì)其作了加強(qiáng)措施，在砼澆筑后檢查門(mén)廳屋面板未發(fā)現(xiàn)新的裂縫。3.支撐體系的施工至關(guān)重要，光靠計(jì)算不行，必須采取足夠的構(gòu)造措施來(lái)保證支撐的