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        型鋼懸挑腳手架在建筑工程中的設計與應用

        2015-09-18 06:05:20
        建筑施工 2015年1期
        關(guān)鍵詞:拉環(huán)架體工字鋼

        陜西建工集團總公司 西安 710003

        型鋼懸挑腳手架具有投入低、周轉(zhuǎn)快、搭設量小、節(jié)約工期等諸多優(yōu)點,在工程中的應用較為頻繁。根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 130—2011)和《建筑施工安全檢查標準》(JGJ 59—2011)中的相關(guān)構(gòu)造,常用雙排腳手架的立桿縱距在1.2~2.0 m之間;懸挑鋼梁的固定段長度不應小于懸挑長度的1.25 倍。但有時受到工程設計或特殊部位的影響,能夠滿足施工的腳手架參數(shù)會突破上述尺寸限制,需根據(jù)實際情況進行設計計算,以滿足施工需要并確保安全。

        1 工程概況

        某工程位于西安市南二環(huán)東段,是一幢地下2 層,地上9 層的辦公樓。工程東西長156 m,南北寬28.2 m。建筑面積58 520 m2,屋面結(jié)構(gòu)高42.90 m,地下室埋深11.40 m,1、2層層高為5.10 m,3~7層層高為4.20 m,8、9層層高為4.80 m??蚣芗袅Y(jié)構(gòu),柱間距以8.4 m為主。

        2 腳手架方案選擇與設計[1,2]

        2.1 腳手架方案選擇

        工程中常用的腳手架類型一般為落地式腳手架、懸挑式腳手架和附著式升降腳手架。因考慮建筑物高度較高而層數(shù)較少,本工程選擇型鋼懸挑腳手架。

        該工程地下室部分為落地式腳手架,為加快鋼管和扣件的周轉(zhuǎn),并為室外回填創(chuàng)造條件,上部主體結(jié)構(gòu)施工用的型鋼懸挑腳手架需要盡早搭設。但若從首層搭設,架體底部反而會因高度不足影響到回填施工,對樓內(nèi)的人員物料進出和沉降觀測工作也會帶來不便,再加之施工現(xiàn)場極其狹小,后期裝飾裝修中需要大量的材料放置于樓內(nèi),綜合考慮各方因素后,確定型鋼懸挑腳手架從2層開始搭設。

        考慮上部鋼結(jié)構(gòu)操作專用架后期的搭設位置,本架體分3 次懸挑,型鋼分別置于2、5、8層,每挑架體高度分別為13.5 m、12.6 m和11.1 m。

        2.2 腳手架方案設計

        2.2.1 標準跨設計

        工程建筑外圍混凝土造型柱比較多,寬度有1.2 m和0.4 m兩種,如圖1(a)所示?;炷翂χ捎么箐撃0澹弯撔桦x開構(gòu)件0.3 m以上才不會影響模板的吊裝作業(yè),則要求型鋼有較大的間距;架體要滿足結(jié)構(gòu)和裝飾施工需要,則要求型鋼要有較大的懸挑長度。經(jīng)論證和綜合考慮后,在標準跨(8.4 m)布置4 根長4.5 m的16#工字鋼,固定段長2.5 m,懸挑段長度2 m,工字鋼間距2.1 m。工字鋼的平面布置如圖1(b)所示。

        2.2.2 出入口跨設計

        在建筑東西山墻的中跨出入口上方因設計有較高的鋼結(jié)構(gòu)玻璃雨棚,2層混凝土梁板內(nèi)收3 m,3層以上又恢復原位,增加的混凝土造型柱寬度為1.3 m。故根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設計情況,2層工字鋼的平面布置如圖2(a)所示,在此跨布置5 根長6 m的16#工字鋼,在框架柱之間增加2 根20#槽鋼作為工字鋼的支撐點。5層、8層工字鋼的平面布置如圖2(b)所示,布置5 根長4.5 m的16#工字鋼。

        圖1 標準跨方案設計

        圖2 山墻出入口跨方案設計

        根據(jù)圖2(a)設計情況,為提高20#槽鋼的承載力,在其下方增設鋼管斜支撐,如圖3所示。

        2.2.3 陽角設計

        在建筑陽角部位因設計有樓梯和電梯間,為不影響疏散通行和電梯安裝,其方案如圖4所示進行設計。結(jié)構(gòu)外寬700 mm的混凝土挑板厚200 mm,為后期填充墻、外墻石材的承力點,經(jīng)設計計算,可以用作工字鋼的錨固和支撐。在剪力墻施工時墻內(nèi)預留150 mm×200 mm的洞口,洞下部的框架梁上預埋鋼板,與工字鋼尾部進行焊接。陽角部位內(nèi)外立桿下均加設鋼絲繩,并使鋼絲繩參與受力計算。

        型鋼之間的鋼筋抱箍設計如圖5所示,委托場外加工制作。

        2.2.4 腳手架參數(shù)設計

        型鋼懸挑腳手架立桿直接支承在工字鋼梁上。在鋼梁面焊接長50 mm、φ20 mm以上的鋼筋頭,立桿立于其外以防鋼管滑移。腳手架立桿縱距為2.1 m,橫距0.9 m,步距1.8 m,連墻件間距豎向同層高,水平向為4.2 m。里立桿距建筑結(jié)構(gòu)外皮為1 m。構(gòu)造如圖6所示。

        經(jīng)計算,鋼管的強度、穩(wěn)定性、型鋼和鋼絲繩的承載力均滿足要求。

        圖3 2層山墻出入口支撐設計

        圖4 陽角工字鋼布置平面示意

        圖5 抱箍安裝示意

        3 施工要點[3-5]

        3.1 鋼筋拉環(huán)的埋設

        圖6 腳手架構(gòu)造示意

        鋼筋拉環(huán)按架體工字鋼布置平面圖分別在2層、5層和8層所示位置埋設,在樓板上預埋3 根φ16 mm鋼筋作鋼梁固定。鋼筋拉環(huán)必須與樓板底筋綁扎牢固,不得歪斜。施工中應特別注意個別厚度較大部位樓板處鋼筋拉環(huán)的外露高度應控制好。

        3.2 預埋鐵件安裝

        柱側(cè)鐵件:在1層框架柱鋼筋綁扎完后,將加工好的鐵件綁扎固定于柱鋼筋上,保證鋼板面與柱混凝土面平齊。

        梁面鐵件:在2、5、8層陽角梁鋼筋綁扎后,將加工好的鐵件綁扎固定于相應位置梁面鋼筋上,保證鋼板面與梁混凝土面平齊。

        3.3 槽鋼安裝

        在2層結(jié)構(gòu)邊梁側(cè)模拆除后,借助模板的滿堂架利用塔吊將槽鋼吊平放到位,兩端與柱內(nèi)埋設的鐵件進行施焊。再將鋼管斜撐按圖31)進行焊接。

        3.4 工字鋼梁安裝

        根據(jù)鋼梁平面布置位置在樓面安裝工字鋼梁,鋼梁安裝時,先將鋼梁擺正、擺平穩(wěn),在臨邊端部的型鋼下設墊板(邊長100 mm,厚度18 mm)使懸挑端略微向上,然后按要求固定好。注意鋼梁與鋼筋拉環(huán)之間必須等結(jié)構(gòu)梁板混凝土達到3 d強度以后方可用木楔進行三面(型鋼的兩側(cè)及頂面)楔緊。

        陽角部位應先預挑架體,待剪力墻模板拆除后才能安裝工字鋼。2.5 m和2.8 m工字鋼按圖4中埋設的鋼筋拉環(huán)和剪力墻上的預留孔洞位置進行安裝,并在長2.8 m工字鋼上擱置長5.5 m工字鋼,上下工字鋼之間用鋼筋抱箍連接固定,如圖5。

        3.5 鋼絲繩張拉

        鋼絲繩選用6×19+1,公稱抗拉強度1 700 MPa,φ14 mm。平直段每根型鋼外立桿下各設1 條鋼絲繩進行斜拉,陽角部位每根型鋼下各設2 條鋼絲繩進行斜拉。鋼絲繩下端固定于型鋼上每道立桿的底部,上端固定于上層結(jié)構(gòu)梁板孔洞中。鋼絲繩端頭采用4 個配套繩夾壓結(jié)。

        3.6 連墻措施

        腳手架連墻件應靠近主節(jié)點設置,偏離主節(jié)點的距離≤300 mm,應優(yōu)先采用菱形布置,局部再采用矩形布置。連墻件中的錨固采用長400 mm短鋼管于每層結(jié)構(gòu)梁板中預埋(外露150 mm,埋入混凝土內(nèi)250 mm)。避開后澆帶、施工電梯、卸料平臺、塔吊附墻等部位,并應滿足每根連墻件的覆蓋面積不超過40 m2。連墻件中的連墻桿應呈水平設置,當不能水平設置時,應向腳手架一端下斜連接。局部埋置連墻困難或效果不佳時可采用鋼管抱柱方式進行加強,抱柱部位以不影響后期施工為宜。

        3.7 剪刀撐

        架體外側(cè)從下到上滿設剪刀撐,桿件接長采用搭接方式,搭接長度≥1 m,并應采用不少于2 個旋轉(zhuǎn)扣件固定。

        4 結(jié)語

        1)本設計中立桿的縱距較大,但通過設計和施工過程控制,能夠滿足施工安全,節(jié)省鋼管和型鋼;陽角部位讓鋼絲繩參與架體受力計算,減少了樓內(nèi)的錨固長度,不影響電梯安裝和樓梯間通行,且節(jié)省型鋼,經(jīng)濟效益可觀。

        2)型鋼間距每跨相同,有利于鋼筋拉環(huán)的埋設和檢查,加快結(jié)構(gòu)施工進度;山墻出入口的支撐設計舍棄了常規(guī)滿堂架支撐方式,為后續(xù)工程的施工和材料進出帶來了極大的便利,工期效果明顯。

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