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摘要
大兴新城北区28#地商业金融项目为扭转型高层建筑,框架-核心筒结构,中心部分为筒体结构,核心筒结构外围为15棵圆柱,圆柱外侧由不规则的混凝土悬挑梁和悬挑板组成,悬挑梁最长6m,最短1m,由于部分悬挑长度较长,混凝土悬挑梁通钢柱及转换钢梁进行上下层拉结,结构施工完毕后形成整体受力体系,部分桁架结构在施工阶段不满足挠度变形要求,所以施工图纸要求:空腹桁架施工时从底层开始设置临时支撑,整体结构施工完毕后,一起拆除支撑体系。为此,通过对整个竖向空腹桁架结构进行受力分析,得出最佳“竖向空腹桁架结构临时支撑方法”,因此,必须在施工期间对竖向空腹桁架结构设置临时支撑,保证结构安全的同时,要选择最有临时支撑方法简化施工工序,节约临时支撑费用。
关键词:悬挑梁;竖向空腹桁架结构;临时支撑
绪论
大兴新城北区28#地商业金融项目为扭转型高层建筑,框架-核心筒结构,核心筒结构外围为15棵圆柱,圆柱外侧由不规则的混凝土悬挑梁和悬挑板组成,悬挑梁最长6m,最短1m,混凝土悬挑梁需通过空腹桁架进行上下层拉结,形成由混凝土结构和钢结构组合而成整体受力的竖向空腹桁架结构,施工期间部分桁架结构在施工阶段不满足挠度变形要求,因此,必须在施工期间对竖向空腹桁架结构设置临时支撑,保证结构安全的同时,要选择最有临时支撑方法简化施工工序,节约临时支撑费用。
1 竖向空腹桁架结构概况
大兴新城北区28#地商业金融项目为扭转型高层建筑,框架--核心筒结构,主楼标准层平面为正圆三角形,每层顺时针旋转6度。主体结构中心为核心筒结构(半径9m),外围15棵圆柱(15棵圆柱形成圆形,圆心半径20m,圆柱四层以下直径为1300mm,四层以上1100mm),圆柱外层为悬挑结构,悬挑梁纯悬挑长度最长为6000mm,最短为1000mm。悬挑梁外侧为1500mm宽110mm厚悬挑板。悬挑梁之间过混凝土梁内预埋的钢梁采用钢柱(245mm×16mm)进行上下层拉结连接,整体受力,从而形成混凝土结构和钢结构组合的空腹桁架结构。
2 竖向空腹桁架结构受力分析
本结构为旋转型建筑,建筑的凸出部分随着轴线、标高的变化而变化,凸出部分也是结构形成整体受力体系前的最不安全部分,通过对可以分析得出,施工期间结构不满足挠度变形要求的部位:10轴、20轴、25轴为二层至八层,16轴、21轴、26轴为二层至四层、十七层至十九层,17轴、22轴、27轴为十三层至十九层,18轴、22轴、28轴为九层至十六层19轴、24轴、29轴五层至十二层
3 竖向空腹桁架结构临时支撑方法的选择
1、竖向空腹桁架结构临时支撑方法的提出
通過对竖向空腹桁架结构施工期间悬挑结构不稳定部位的分析,根据实际施工情况得出临时支撑方法。
(1)型钢斜支撑
(2)增加钢骨梁形成内支撑
(3)增加钢骨梁、脚手架配合支撑
2、竖向空腹桁架结构临时支撑方法比较选择
(1)型钢斜支撑
施工过程中,在结构不稳定部位的混凝土梁悬臂下加设型钢的临时斜支撑,上端与混凝土梁内的钢梁焊接,下端支顶在混凝土柱与混凝土梁的交角处,型钢支撑与钢筋焊接连接。加强混凝土梁的工作能力。待结构施工完毕后拆除支撑体系。
型钢斜支撑受力计算和临时支撑截面选择:
临时支撑计算:按最大承重(5层)计算:砼楼板重量:100m2,110mm厚,重量为35吨,每根砼梁10吨,支撑两层,共20吨,模版及脚手架重量:7吨,施工荷载:3吨。总计压重65吨。单根钢支撑抗压按65吨使用sap2000软件进行抗压受力计算,需采用500x400x16H型钢作为临时支撑。
型钢斜支撑优点为:满足空腹桁架结构整体受力的要求。缺点为:支撑拆除时需要卸荷,卸荷尺度掌握不好会造成混凝土梁变形大,影响混凝土梁安全,费用投入较大。
(2)增加钢骨梁形成内支撑
为加强结构抗挠度能力,将结构不稳定部位的悬挑混凝土梁内转换钢梁加长加大,锚固在混凝土柱内,使之形成受力钢骨梁,与混凝土梁共同工作,减少混凝土梁的变形。
钢骨梁支撑受力计算和临时支撑截面选择:
临时支撑计算:单根钢骨梁承重按55t(砼楼板重量:35t,每根砼梁10t,模板及脚手架重量:7t,施工荷载:3t)进行抗压受力计算,需采用600×400×20的H型钢作为钢骨梁可满足结构施工时的受力。
钢骨梁内支撑优点为:.可满足空腹桁架结构施工时挠度变形的要求,减少施工环节,加快混凝土结构施工,费用投入较少。
(3)增加钢骨梁、脚手架配合支撑
在方案三的基础上,利用结构施工时脚手架承担部分荷载,减小钢骨梁的截面尺寸。钢骨梁型钢斜支撑受力计算和临时支撑截面选择:
临时支撑计算:单根钢骨梁承重按48t(砼楼板重量:35t,每根砼梁10t,模板及脚手架重量:0t,施工荷载:3t。总计48t)进行抗压受力计算,需采用400×250×20mmH型钢作为钢骨梁可满足结构施工时的受力。
增加钢骨梁、脚手架配合支撑优点为:可满足空腹桁架结构施工时挠度变形的要求,减少施工环节,加快混凝土结构施工,费用投入最少。
4 空腹桁架结构临时支撑方法的分析比较
经过对以上四个临时支撑方案的对比分析,增加钢骨梁、脚手架配合支撑方案满足施工阶段空腹桁架结构受力要求,此方案由外支撑改为内支撑,可以和混凝土结构同步实施,减少施工支撑设置环节,节约造价,方案切实可行。从临时支撑设置开始至支撑拆除后两个月,通过对悬挑梁进行了变形观测,经计算分析后得出:变形最大的悬挑梁长度为6米,变形值为6.3mm,挠度变形值为:6.3/6000<1/500,满足了结构变形要求。
5 结论
通过对大兴新城北区28#地商业金融项目竖向空腹桁架结构临时支撑方法的研究,解决了扭转结构空腹桁架结构施工期间的受力稳定性,加快了施工进度,同时施工费用降到最低。
参考文献
[]混凝土结构设计规范GB50010-2002
[2]建筑结构荷载设计规范GB50009-2001
[3]钢结构设计规范GB50017-2003
[4]钢管脚手架、模板支架安全选用技术规程DB11/T583-2008
大兴新城北区28#地商业金融项目为扭转型高层建筑,框架-核心筒结构,中心部分为筒体结构,核心筒结构外围为15棵圆柱,圆柱外侧由不规则的混凝土悬挑梁和悬挑板组成,悬挑梁最长6m,最短1m,由于部分悬挑长度较长,混凝土悬挑梁通钢柱及转换钢梁进行上下层拉结,结构施工完毕后形成整体受力体系,部分桁架结构在施工阶段不满足挠度变形要求,所以施工图纸要求:空腹桁架施工时从底层开始设置临时支撑,整体结构施工完毕后,一起拆除支撑体系。为此,通过对整个竖向空腹桁架结构进行受力分析,得出最佳“竖向空腹桁架结构临时支撑方法”,因此,必须在施工期间对竖向空腹桁架结构设置临时支撑,保证结构安全的同时,要选择最有临时支撑方法简化施工工序,节约临时支撑费用。
关键词:悬挑梁;竖向空腹桁架结构;临时支撑
绪论
大兴新城北区28#地商业金融项目为扭转型高层建筑,框架-核心筒结构,核心筒结构外围为15棵圆柱,圆柱外侧由不规则的混凝土悬挑梁和悬挑板组成,悬挑梁最长6m,最短1m,混凝土悬挑梁需通过空腹桁架进行上下层拉结,形成由混凝土结构和钢结构组合而成整体受力的竖向空腹桁架结构,施工期间部分桁架结构在施工阶段不满足挠度变形要求,因此,必须在施工期间对竖向空腹桁架结构设置临时支撑,保证结构安全的同时,要选择最有临时支撑方法简化施工工序,节约临时支撑费用。
1 竖向空腹桁架结构概况
大兴新城北区28#地商业金融项目为扭转型高层建筑,框架--核心筒结构,主楼标准层平面为正圆三角形,每层顺时针旋转6度。主体结构中心为核心筒结构(半径9m),外围15棵圆柱(15棵圆柱形成圆形,圆心半径20m,圆柱四层以下直径为1300mm,四层以上1100mm),圆柱外层为悬挑结构,悬挑梁纯悬挑长度最长为6000mm,最短为1000mm。悬挑梁外侧为1500mm宽110mm厚悬挑板。悬挑梁之间过混凝土梁内预埋的钢梁采用钢柱(245mm×16mm)进行上下层拉结连接,整体受力,从而形成混凝土结构和钢结构组合的空腹桁架结构。
2 竖向空腹桁架结构受力分析
本结构为旋转型建筑,建筑的凸出部分随着轴线、标高的变化而变化,凸出部分也是结构形成整体受力体系前的最不安全部分,通过对可以分析得出,施工期间结构不满足挠度变形要求的部位:10轴、20轴、25轴为二层至八层,16轴、21轴、26轴为二层至四层、十七层至十九层,17轴、22轴、27轴为十三层至十九层,18轴、22轴、28轴为九层至十六层19轴、24轴、29轴五层至十二层
3 竖向空腹桁架结构临时支撑方法的选择
1、竖向空腹桁架结构临时支撑方法的提出
通過对竖向空腹桁架结构施工期间悬挑结构不稳定部位的分析,根据实际施工情况得出临时支撑方法。
(1)型钢斜支撑
(2)增加钢骨梁形成内支撑
(3)增加钢骨梁、脚手架配合支撑
2、竖向空腹桁架结构临时支撑方法比较选择
(1)型钢斜支撑
施工过程中,在结构不稳定部位的混凝土梁悬臂下加设型钢的临时斜支撑,上端与混凝土梁内的钢梁焊接,下端支顶在混凝土柱与混凝土梁的交角处,型钢支撑与钢筋焊接连接。加强混凝土梁的工作能力。待结构施工完毕后拆除支撑体系。
型钢斜支撑受力计算和临时支撑截面选择:
临时支撑计算:按最大承重(5层)计算:砼楼板重量:100m2,110mm厚,重量为35吨,每根砼梁10吨,支撑两层,共20吨,模版及脚手架重量:7吨,施工荷载:3吨。总计压重65吨。单根钢支撑抗压按65吨使用sap2000软件进行抗压受力计算,需采用500x400x16H型钢作为临时支撑。
型钢斜支撑优点为:满足空腹桁架结构整体受力的要求。缺点为:支撑拆除时需要卸荷,卸荷尺度掌握不好会造成混凝土梁变形大,影响混凝土梁安全,费用投入较大。
(2)增加钢骨梁形成内支撑
为加强结构抗挠度能力,将结构不稳定部位的悬挑混凝土梁内转换钢梁加长加大,锚固在混凝土柱内,使之形成受力钢骨梁,与混凝土梁共同工作,减少混凝土梁的变形。
钢骨梁支撑受力计算和临时支撑截面选择:
临时支撑计算:单根钢骨梁承重按55t(砼楼板重量:35t,每根砼梁10t,模板及脚手架重量:7t,施工荷载:3t)进行抗压受力计算,需采用600×400×20的H型钢作为钢骨梁可满足结构施工时的受力。
钢骨梁内支撑优点为:.可满足空腹桁架结构施工时挠度变形的要求,减少施工环节,加快混凝土结构施工,费用投入较少。
(3)增加钢骨梁、脚手架配合支撑
在方案三的基础上,利用结构施工时脚手架承担部分荷载,减小钢骨梁的截面尺寸。钢骨梁型钢斜支撑受力计算和临时支撑截面选择:
临时支撑计算:单根钢骨梁承重按48t(砼楼板重量:35t,每根砼梁10t,模板及脚手架重量:0t,施工荷载:3t。总计48t)进行抗压受力计算,需采用400×250×20mmH型钢作为钢骨梁可满足结构施工时的受力。
增加钢骨梁、脚手架配合支撑优点为:可满足空腹桁架结构施工时挠度变形的要求,减少施工环节,加快混凝土结构施工,费用投入最少。
4 空腹桁架结构临时支撑方法的分析比较
经过对以上四个临时支撑方案的对比分析,增加钢骨梁、脚手架配合支撑方案满足施工阶段空腹桁架结构受力要求,此方案由外支撑改为内支撑,可以和混凝土结构同步实施,减少施工支撑设置环节,节约造价,方案切实可行。从临时支撑设置开始至支撑拆除后两个月,通过对悬挑梁进行了变形观测,经计算分析后得出:变形最大的悬挑梁长度为6米,变形值为6.3mm,挠度变形值为:6.3/6000<1/500,满足了结构变形要求。
5 结论
通过对大兴新城北区28#地商业金融项目竖向空腹桁架结构临时支撑方法的研究,解决了扭转结构空腹桁架结构施工期间的受力稳定性,加快了施工进度,同时施工费用降到最低。
参考文献
[]混凝土结构设计规范GB50010-2002
[2]建筑结构荷载设计规范GB50009-2001
[3]钢结构设计规范GB50017-2003
[4]钢管脚手架、模板支架安全选用技术规程DB11/T583-2008