型鋼組合三角架在高空懸挑混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

【摘 " "要】：針對(duì)高層及超高層建筑屋頂混凝土超大懸挑結(jié)構(gòu)施工難題，以傳統(tǒng)懸挑工字鋼施工技術(shù)為基礎(chǔ)，提出型鋼組合三角架施工技術(shù)，分析其原理、特點(diǎn)，從現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)性、技術(shù)先進(jìn)性、工期合理性、成本經(jīng)濟(jì)性、安全保障性、綠色引領(lǐng)性六個(gè)方面對(duì)型鋼組合三角架施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】：高層建筑；懸挑結(jié)構(gòu)；型鋼組合；三角架；混凝土結(jié)構(gòu)

【中圖分類(lèi)號(hào)】：TU974 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】：C 【文章編號(hào)】：1008-3197（2024）05-68-03

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2024.05.018

Application of Steel Composite Triangle Frame in the Construction of

High Altitude Suspended Concrete Structures

LIU Jinzhong，HUANG "Kai，MA Fubo，HUANG Ye

（China Construction Eighth Bureau Third Construction Co. Ltd.， Nanjing 210046，China）

【Abstract】：In view of the difficulties in the construction of super large overhanging concrete structures on the roofs of high-rise buildings，based on traditional cantilever I-beam construction technology，propose construction technology for section steel composite triangular frame，discuss its principles and characteristics. Analyze and summarize the construction technology of section steel composite tripod from technical progressiveness， duration rationality， cost economy， safety assurance and green guidance.

【Key words】：high-rise building；cantilever structure；steel composite；tripod；concrete structure

隨著社會(huì)不斷進(jìn)步，人們對(duì)建筑要求也越來(lái)越高，越來(lái)越多的混凝土懸挑構(gòu)件出現(xiàn)在各類(lèi)建筑上，懸挑結(jié)構(gòu)的尺寸也越來(lái)越大。傳統(tǒng)懸挑工字鋼工藝施工不僅工序多、施工復(fù)雜，而且需在剪力墻上預(yù)留尺寸大于工字鋼截面的洞口，造成剪力墻受力鋼筋位置偏移，后續(xù)預(yù)留洞口的封堵存也存在滲漏隱患[1]。

型鋼組合三角架施工技術(shù)相較于傳統(tǒng)的懸挑工字鋼施工技術(shù)，一方面具有平面排布靈活、裝配式拼裝、安裝速度快、節(jié)約施工成本、安全性高等特點(diǎn)；另一方面只需在剪力墻上預(yù)留部分螺栓孔，不影響剪力墻受力鋼筋位置，減少外墻封堵滲漏隱患[2]。

1 工程概況

某高層住宅樓屋面女兒墻設(shè)計(jì)有懸挑板結(jié)構(gòu)，寬度最大2.85 m，挑板厚度150 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，需在住宅樓頂層四周外墻搭設(shè)懸挑模架和外防護(hù)架進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工。

以傳統(tǒng)懸挑工字鋼施工技術(shù)為基礎(chǔ)，采用型鋼組合三角架施工技術(shù)進(jìn)行女兒墻混凝土超大懸挑結(jié)構(gòu)施工。見(jiàn)圖1。

2 工藝原理

2.1 三角架制作原理

1）標(biāo)準(zhǔn)型鋼組合三角架長(zhǎng)1.9 m，根據(jù)混凝土懸挑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和平面位置確定非標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為2.2、2.6、3.0、3.5 m。1.9、2.2 m長(zhǎng)度規(guī)格三角架采用等邊角鋼L90 mm×6 mm、L75 mm×5 mm、L40 mm×4 mm焊接制作，2.6、3.0 m長(zhǎng)度規(guī)格三角架均采用等邊角鋼L90 mm×8 mm、L80 mm×5 mm、L40 mm×4 mm焊接制作，3.5 m長(zhǎng)度規(guī)格三角架采用14#工字鋼、14#槽鋼、8#槽鋼焊接制作。見(jiàn)圖2。

2）窗口位置增設(shè)鋼立柱輔助三角架，通過(guò)高強(qiáng)螺栓與鋼立柱連接，鋼立柱采用雙14#工字鋼對(duì)焊，上下端與剪力墻結(jié)構(gòu)連接部位采用12#槽鋼與鋼立柱焊接。見(jiàn)圖3。

2.2 安裝原理

1）三角架與外剪力墻采用M20、M30高強(qiáng)螺栓穿過(guò)墻體預(yù)留螺栓洞口連接，螺栓總長(zhǎng)度250～500 mm，內(nèi)側(cè)使用120 mm×120 mm×8 mm、80 mm×80 mm×8 mm厚鋼墊，外側(cè)螺母焊接在型鋼上，緊固時(shí)由內(nèi)側(cè)擰螺栓操作。

2）窗口位置三角架安裝時(shí)鋼立柱采用M16 mm×200 mm化學(xué)錨栓與窗口上下外剪力墻結(jié)構(gòu)錨接形成穩(wěn)定支撐架構(gòu)造后，三角架采用高強(qiáng)螺栓與鋼立柱連接?；瘜W(xué)螺栓錨入結(jié)構(gòu)深度≮100 mm。

2.3 支撐模架和外防護(hù)架施工原理

1）型鋼組合三角支撐架設(shè)計(jì)平面布置前，綜合考慮混凝土超大懸挑結(jié)構(gòu)、盤(pán)扣架支撐體系和外防護(hù)架的自重以及施工動(dòng)荷載反算單位面積內(nèi)三角架所需承載能力，最終計(jì)算出三角架布設(shè)間距。見(jiàn)圖4。

2）盤(pán)扣架支撐體系及外防護(hù)架立桿間距與三角架間距相同，水平桿步距根據(jù)支撐體系高度布設(shè)。

3）三角架上兩端焊接短鋼管與模架體系及外防護(hù)架掃地桿連接，增加穩(wěn)定性。

4）大陽(yáng)角部位為滿足立桿間距在三角架上局部鋪設(shè)16#工字鋼，與三角架間采用U形螺栓緊固連接，如兩者間有空隙采用鋼墊片墊牢。工字鋼加設(shè)立桿固定裝置。

5）工字鋼作為模架支撐體系立桿基礎(chǔ)，單排防護(hù)架設(shè)置于三角架外端[3]。外防護(hù)架高出作業(yè)面至少1.5 m[4]。

6）由于支撐體系高度有限，均設(shè)置兩道拉結(jié)點(diǎn)，第一道使用鋼管與三角架上部焊接短鋼管采用卡扣連接固定，第二道使用鋼管與屋面預(yù)埋地錨連接固定。拉結(jié)點(diǎn)間距不超三跨。

7）長(zhǎng)度2.6 m及以上三角架位置增設(shè)?16 mm鋼絲繩進(jìn)行卸荷處理[5]。見(jiàn)圖5。

3 施工注意事項(xiàng)

3.1 設(shè)計(jì)匹配

型鋼組合三角架設(shè)計(jì)階段，必須綜合考慮施工圖紙和現(xiàn)場(chǎng)主體實(shí)際情況。三角架的型材參數(shù)、長(zhǎng)度、高度、螺栓孔位、布設(shè)位置等必須做到設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)的高度匹配，否則無(wú)法順利完成后續(xù)安裝。

3.2 制作形象

為保證型鋼組合三角架進(jìn)場(chǎng)安裝后的外觀形象滿足要求，統(tǒng)一要求廠家在裝配式加工完成后進(jìn)行外表素噴處理，安裝完成后顏色一致、整齊有序。

3.3 回收周轉(zhuǎn)

拆除過(guò)程中嚴(yán)禁將鋼板、螺栓、墊片等輔助材料亂丟亂放，設(shè)有有專(zhuān)人進(jìn)行回收整理，存放固定位置。退場(chǎng)回收前進(jìn)行有效的保護(hù)措施，防止生銹損壞等。

4 結(jié)論

相較于傳統(tǒng)懸挑工字鋼技術(shù)，型鋼組合三角支撐模架及外防護(hù)架技術(shù)在施工超大混凝土懸挑結(jié)構(gòu)方面更具優(yōu)勢(shì)。

1）根據(jù)混凝土超大懸挑結(jié)構(gòu)尺寸及位置選用不同懸挑長(zhǎng)度三角架，搭配使用；綜合考量實(shí)際作用力和三角架承載力設(shè)計(jì)間距，大陽(yáng)角部位為滿足立桿間距要求懸挑梁底局部鋪設(shè)工字鋼作為挑檐梁板模板支撐體系立桿基礎(chǔ)，單排防護(hù)架設(shè)置于三角架端部，以滿足支撐體系需求，更具針對(duì)性和適用性。

2）通過(guò)對(duì)受力構(gòu)件進(jìn)行極限承載力和穩(wěn)定性復(fù)核驗(yàn)算，選用適合規(guī)格角鋼，組合形成穩(wěn)定支撐的三角架，運(yùn)用穩(wěn)定的三角體系制作合理的受力結(jié)構(gòu)，提升安全可靠性。窗口位置三角架安裝增設(shè)鋼立柱固定，三角架通過(guò)高強(qiáng)螺栓與鋼立柱連接，鋼立柱采用化學(xué)錨栓與窗口上下外剪力墻結(jié)構(gòu)錨接形成穩(wěn)定支撐架構(gòu)造。型鋼組合三角架通過(guò)工廠定型化加工制作，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后通過(guò)螺栓與外墻加固連接，安拆操作簡(jiǎn)單快捷，施工效率高。相較于傳統(tǒng)懸挑工字鋼技術(shù)，其無(wú)需預(yù)留地錨和墻體洞口，無(wú)需大量設(shè)置卸荷鋼絲繩，無(wú)需進(jìn)行結(jié)構(gòu)洞口封堵，僅需在墻體上預(yù)埋螺栓孔即可，對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響小，施工便捷，施工安全風(fēng)險(xiǎn)大大降低。

3）安拆過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行結(jié)構(gòu)樓板上錨環(huán)預(yù)留和后期切割，有效減少施工工序，縮短施工周期。安裝完成后，在拆除前不占用主樓內(nèi)空間，不影響主樓內(nèi)后續(xù)二次結(jié)構(gòu)和裝飾裝修施工，各工序能夠平行施工，有效縮短工期。后續(xù)封堵螺栓洞口相較于封堵工字鋼穿墻洞口更為簡(jiǎn)單快捷，縮短施工工期。

4）安拆過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行結(jié)構(gòu)樓板上錨環(huán)預(yù)留和后期切割，有效減少施工工序，節(jié)省人力和材料，降低施工成本。后續(xù)封堵螺栓洞口相較于封堵工字鋼穿墻洞口更為簡(jiǎn)單快捷，有效節(jié)約人工成本。安裝過(guò)程中無(wú)需大量設(shè)置卸荷鋼絲繩，降低材料成本。傳統(tǒng)懸挑工字鋼穿墻洞口封堵的滲漏風(fēng)險(xiǎn)較大，后期維修費(fèi)用成本較型鋼組合三角支撐模架及外防護(hù)架施工技術(shù)的螺栓孔封堵高。

5）外掛式組合懸挑三角架施工技術(shù)受力體系穩(wěn)定合理，安全可靠性高，能夠有效保證女兒墻挑檐模架體系和外防護(hù)架的安全施工。三腳架安拆方便，穿墻螺栓外側(cè)螺母焊接在型鋼上，緊固或拆除時(shí)僅在外墻內(nèi)側(cè)擰螺栓操作即可，安全系數(shù)大大提高。

6）型鋼組合三角架通過(guò)工廠定型化加工制作，能夠最大限度提高余料利用率，現(xiàn)場(chǎng)使用完成后工廠集中回收進(jìn)行周轉(zhuǎn)重復(fù)利用，能夠有效節(jié)約資源，達(dá)到綠色環(huán)保的目的。

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