刘锦华 罗梦林 刘均鑫 郑志和 孙庆涛
中建八局第一建设有限公司,山东 济南 250000
摘要:文章主要是分析了营口万科海港城临海高层住宅屋面飘板的施工,讲解了在施工过程中存在的难点,最后对悬挑模板支撑进行了相关的设计和计算,仅供参考。
关键字:临海;高空;风荷载
1工程概述
辽宁营口万科海港城1.1期由4栋33层高层住宅组成,框架一剪力墙结构,地下为独立结构层,非贯通连接,屋顶为钢筋混凝土飘板造型,板顶标高99m,悬挑范围内最大纵向长度32ITI,结构外伸长度1.6~2.8133,飘板厚120mm,边梁截面200mmx500mm。
2施工难点分析
2.1地处渤海北岸,风荷载取值影响较大
本工程地处辽东半岛南部,毗邻渤海湾,从近40年大风资料的统计结果可见,飘板施工的6月份辽宁沿海偏南大风占主导地位,平均风力达5~6级,且风速越大,海面对大风增强作用越明显,营口地区向岸风增强约2~3m/s,风荷载取值对飘板支撑架影响较大。
2.2飘板离地近百米,稳定性和安全性要求较高
飘板支撑架离地高度在95m左右,向岸风因受到高层建筑阻挡,在迎风面上部约1/3的地方进行分流,大部分向上越过顶部的风因流道变窄,使流速大大增加,对飘板支撑架产生上升翻流作用,风涡流作用将影响支撑架的稳定性和安全性。
2.3外伸构件荷载较大,施工难度较高
悬挑结构外伸尺寸较大,有边梁和挑梁,故荷载较大;在同层混凝土柱施工阶段,因不能安装连墙件或建筑结构还不能承受脚手架因风荷载产生的水平推力,故脚手架如同悬臂构件,搭设高度越高,稳定性越差。
3施工方案选择
3.1方案设想
针对本工程屋面飘板位于高空、临海、跨度大、荷载大的特点,结合施工现场实际情况和以往经验,初步考虑了以下几种方案:1)方案一:将屋面飘板支撑架与最后一悬挑脚手架统一考虑,在28层顶板设置悬挑工字钢,作为共同的施工承载操作面,架体搭设高度达19.2m;2)方案二:在屋面飘板区域下层楼板单独设置悬挑工字钢,组成钢平台作为施工承载操作面,架体搭设高度4.2;3)方案三:与建设单位、设计单位协商将屋面钢筋混凝土飘板用钢结构代替。
3.2方案确定
1)方案一。优点:施工方便,外形统一,避免二次搭拆;缺点:架体搭设高、时间长,且风荷载对其安全性影响较大,材料一次性投入较大。2)方案二。优点:搭设高度、材料型号、风荷载影响均有降低,且合理安排工期可使三角支撑架周转循环使用到其他单体,降低一次性投入,施工速度快;缺点:需与其他区域悬挑脚手架分开搭设,施工搭拆次数较多。3)方案三。优点:施工速度快,不需搭拆支撑架体,质量可靠;缺点:重新设计、加工时间长。本工程地理位置较为特殊,施工过程中风荷载、风涡流对屋面飘板支撑架的影响较大,综合考虑可行性、安全性、节约性等方面,最终选定方案二。
4飘板支撑架设计
4.1风荷载取值
施工阶段的大型设施安全风险分析时,可根据工程所在地台风发生频率和实际施工情况来确定基本风速的重现期。本工程施工周期1年,屋面飘板的施工周期仅为2个月,遇到强劲风的概率相对要小得多,根据当地台风统计资料和现场监测数据表明,l0年重现期风荷载最大为l0级风,以此换算的风压作为基本风压。这与按《建筑结构荷载规范》gB/T50009--2012的规定,取重现期n=l0年对应的风压值0.4Kpa,换算成10m高度处的10mIn内平均风速为25.5m/s基本一致。
4.2构造设计
从第33层顶板(95.6m标高)开始布置l8工字钢作为悬挑支模承力结构,纵距1.5m,布置12.6工字钢作为次梁,钢管立在次梁上;支撑搭设高度3m,步距1.5m,外侧单排脚手架搭设高度4.2m;采用预埋在楼板混凝土内的“Q”形18mm圆钢固定,局部工字钢下设12.6槽钢作为支撑斜杆,两端分别与预埋在混凝土内的钢板、工字钢满焊焊接,焊缝高度为8mm。屋面飘板悬挑长度≤0.8m的采用工字钢悬挑支撑形式;悬挑长度>0.8m的采用型钢悬挑、底部架设槽钢斜撑,与挑梁焊接构成悬挑三角架支撑形式;结合4栋单体的结构尺寸,考虑工人焊接可操作性,尽量统一制作可周转使用的三脚架支撑,降低一次性材料的投入。
5施工方案实施
5.1脚手板图
悬挑平台施工时满铺自制钢笆片,与悬挑钢梁焊接;采用圆钢自制钢笆片的理论质量为每片4.5,约为木脚手板的114.,能有效减轻钢平台自重。
5.2密目网
钢平台底板满挂安全平网,悬挑支撑架仅在操作层外侧竖向满挂密目网。在台风暴雨时,沿海地区悬挑支撑架可临时拆除密目网,可有效减小台风对外架的侧向稳定的影响。密目式安全网的系绳强度并非越大越好,因为强度过高的系绳将使超越设计能力后的巨大风荷载(其原因有密目安全网易积灰污染造成挡风面积增大或遇到强风暴等多种情况)仍能通过系绳传递给脚手架的连墙杆,从而给脚手架留下了安全隐患。相反,将密目网的一部分系绳强度有目的地进行降低后,就可以在出现强风、突发性阵风或暴风时,使安全网的系绳受力增大而被拉断,从而与脚手架杆件脱离后形成局部敞开式开口,使密目安全网的挡风面积骤为减小,从而消除了脚手架的安全隐患。
5.3连墙件
在屋面结构混凝土浇筑前,由于尚未形成空间结构体系,柱、墙处于悬臂状态,承受水平荷载的能力较弱,不宜采用连墙件使悬挑支撑架与同层柱、墙连接的方法来保证支撑架的稳定,宜采用悬挑支撑架与满堂排架合二为一,通过水平杆连接,采用搭接并形成整体,加大架体宽度,提高架体抗倾覆能力和侧向刚度,保证架体稳定。
5.4剪刀撑
为了减少风涡流侧向力产生的钢管脚手架平面外变形而导致脚手架整体失稳,悬挑支撑架应全覆盖设置垂直剪刀撑,拐角应设置横向斜撑,中间每隔6跨设置1道斜撑,角度45。~60。,在中间步距设置1道水平剪刀撑,且连墙件对应外立杆设斜向拉杆与结构预埋件连接,以满足抗上升翻流作用的要求。在拐角处布置的水平型钢与埋件电焊牢固,焊缝厚度不得小于8mm,焊缝长度不得小于500mm。型钢穿墙若遇暗柱钢筋,可向旁边微移避开,如果避不开,则将碰到的暗柱钢筋割断,在割断的这根钢筋边插入1根长1400ITlm同规格钢筋绑条焊补强。一定要保证这根外挑工字钢主梁在平面上的斜角。在工字钢翼板上立脚手钢管的部位焊接1根长200Inm的西22mm钢筋作为限位钢筋,同时在工字钢内焊接2根8mm钢筋,以加强工字钢抗扭变形。斜撑底部设置10mmx200mmx200lIlm钢板埋件,斜撑与钢板焊接,焊缝厚度不得小于8mm,焊缝长度不得小于5001TIm,钢板埋件锚筋与混凝土梁主筋电焊固定,钢板与锚筋采用满焊,焊缝厚度不得小于8mm。
6安全保障措施
悬挑支撑架与结构相邻处,应尽量每步每架设置刚性连墙杆,且与内排架连结成整体,以提高悬挑支撑系统的整体稳定性。在浇筑悬挑结构混凝土时,按先里后外、先中间后两边的顺序进行,不得直接倾倒在悬挑部位边梁内,而应倒在框架边梁的内侧,由人工铲运至悬挑部位,以减小泵送混凝土对悬挑部位的冲击。
结束语
由上可知,屋面悬挑造型已被广泛应用在我国的新建高层建筑当中,其主要是通过设置悬挑支撑架进行钢筋混凝土飘板的浇筑,这其中风荷载的取值会对设计造成一定的影响。通过上文的分析和比较,确定了其中的风荷载的取值,才能够使得支撑架的设计更为安全合理。
参考文献
[1]陈绍淳,龙卫华,周吉伟,等.一种屋面飘板支模结构:,CN210086818U[P].2020.
[2]韩涛,王印,王建林,等.一种便于拆装的空调面板支撑装置:,CN211011858U[P].2020.