隨著我國(guó)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，過去的一些建筑造型已漸漸不能適應(yīng)現(xiàn)階段市場(chǎng)的需求。近年來(lái)，越來(lái)越多的建筑師，設(shè)計(jì)了高層層頂大型懸挑構(gòu)架的作品，受到社會(huì)的青睞。然而，構(gòu)架的懸飄卻給施工帶來(lái)很大的難處，因?yàn)閼绎h距大（一般為3～5m），遠(yuǎn)離地面（常大于50m），高層懸飄支模技術(shù)是施工不容忽視且值得研究的一個(gè)課題，要么從地面支起，需花費(fèi)大量鋼管和人工、成本高，否則，必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的懸飄托架，才能解決構(gòu)架建造問題，托架的設(shè)計(jì)除必須滿足施工荷載和施工工藝要求外，還必須充分利用現(xiàn)場(chǎng)和建筑物本身的有利條件，努力適應(yīng)越來(lái)越快的工期需要和達(dá)到安全省料這個(gè)目標(biāo)。以下筆者在工作實(shí)踐中遇到的工程實(shí)例作進(jìn)一步探討。

　　一、簡(jiǎn)況：

　　汕頭市某工程，為一幢27層商住樓，建筑面積19330m²，高度81.76m，天面設(shè)計(jì)有鋼筋混凝土懸挑構(gòu)架（標(biāo)高81.76m）。構(gòu)架寬16m，長(zhǎng)34.5m，南北各挑3.2m。構(gòu)架梁尺寸分別為250×700及180×700。大樓南北立面在標(biāo)高71.4m、74.5m及77.5m處各有外挑1.1m梁板?？勺鳛樯喜渴┕さ闹c(diǎn)。

　　該工程場(chǎng)地夾小，要求趕工期。圍繞天面外挑構(gòu)架模板支撐問題考慮兩個(gè)方案：一是從地面支桿，要接81.00m高，耗工耗料成本大；二是設(shè)立懸挑托架支承，能節(jié)省時(shí)間，節(jié)約鋼管，降低造價(jià)，但施工難度大，經(jīng)過比較，選擇了懸挑式鋼管托架支模這個(gè)方案。

　　二、搭設(shè)方案；

　　1.天面構(gòu)架懸挑3.2m，考慮其施工荷載分解由兩部分支承：一是外挑1.1m內(nèi)的荷載由桿₃、桿₄支持，傳力于下層外挑梁板，并保證有足夠的剛度和穩(wěn)定性；二是從外挑1.1m至3.2m的荷載為懸挑鋼管托架支撐。為了提高壓桿的穩(wěn)定性和群桿的整體性，加設(shè)桿₁、桿₂連系桿予以連結(jié)；水平桿、斜桿均與主體結(jié)構(gòu)的剪刀墻、柱、梁牢固連接；（見圖1）

　　

　　圖1 懸挑托架構(gòu)造示意圖

　　2 懸挑鋼管架每隔1.04m設(shè)立一道，為增強(qiáng)鋼管梁的承載力，以3根鋼管并聯(lián)為一懸挑梁，3根管并聯(lián)作斜撐；并假定水平桿與斜撐桿為鉸接；

　　3.采用直徑φ48mm，壁厚3.5mm的熱軋無(wú)縫鋼管，用作立柱、水平桿、撐桿等構(gòu)件嚴(yán)格挑接無(wú)銹蝕、無(wú)彎曲變形的管材投入使用。

　　三、 托架計(jì)算：（見圖2）

　　

　　圖2 托架計(jì)算模型

　　1.荷載

　　①外挑構(gòu)架梁自重：

　　g₁＝1.8×0.18×0.7×24.5kN＋0.86×0.18×0.7×24.5kN

　　 ＝5.56kN＋2.65kN

　　 =8.21kN

　?、谕馓袅耗０遄灾兀?BR />
　　g₂＝5kN（0.02×0.18×1.8＋0.02×0.7×1.8×2）

　　 ＝5kN（0.00648＋0.0504）

　　 ＝0.2844kN

　?、酃ぷ髌脚_(tái)模板自重：

　　g₃＝1.8×0.82×0.02×5kN

　　 ＝0.147kN

　?、軡沧㈨诺膭?dòng)力荷載（含外腳手架重量）：

　　g₄＝1.8m×0.18m×4N/m

　　 ＝1.296kN

　　⑤鋼管自重：（查附錄B表B，g＝38.4N/m）

　　g₅＝2.1m×3×38.4N/m

　　 ＝0.242kN

　　總荷載：

　　g_總＝g₂＋g₂+ g₃+ g₄ +g₅

　　 ＝8.21＋0.284＋0.147＋1.296＋0.242＝10.179kN

　　上部施工荷載分3個(gè)支撐點(diǎn)分別傳給懸挑托架的荷載（近似按3個(gè)點(diǎn)均分承擔(dān)荷載）。

　　10.179kN/3＝3.39kN 即：P ₁＝P ₂＝P ₃＝3.39kN

　　2. 桿件內(nèi)力計(jì)算：

　　作為安全儲(chǔ)備，按桿₁、桿₂不受力考慮，其受力如圖3所示。

　　

　　圖3 托架受力圖

　　已知：I₁＝2.1m H=6.56m;

　　 α＝72°15ˊ；β=17°45ˊ

　?、偾螃GC中的I_DG長(zhǎng)度（略）

　　I_DG＝6.56m

　?、谇驣_CG長(zhǎng)（略）

　　I_CG＝6.89m

　?、圯o助線I_DH長(zhǎng)（略）

　　I_DH＝2m

　?、芮笾ё戳_D

　　ΣM _C＝0 R_D×2.1－3.39kN×1.4m-3.39kN×0.7m＝0

　　R_D＝7.119/2.1＝3.39kN

　?、萸驝G桿軸力N_CG（壓）

　　由力矩平衡條件ΣM _C＝0得支座反力

　　N_CG×2m－3.39kN×0.7m-3.39kN×1.4m－3.39kN×2.1m＝0

　　N_CG＝14.238/2＝7.119kN

　　⑥求DC桿軸力（拉）N_CG

　　由力矩平衡條件，求得支座反力

　　ΣM _G＝0

　　N_CG×6.56－3.39×0.7－3.39×1.4－3.39×2.1＝0

　　N_CG＝14.23/6.56＝2.17kN

　?、咔驞C桿件的最大彎矩M_max

　　1）取截面E。

　　M_F＝3.39×1.4－3.39×0.7＝4.956－2.478＝2.373kN·m

　　2）取截面F

　　M_F＝3.39×1.4－3.39×0.7＝4.956－2.478＝2.373kN·m

　　都是DC桿上最大彎矩之截面。

　　3.水平桿（DC梁）抗彎強(qiáng)度計(jì)算（計(jì)算圖見圖3，C節(jié)點(diǎn)搭接見圖4）

　　

　　圖4 C節(jié)點(diǎn)詳圖（每1托架由3個(gè)構(gòu)件并聯(lián)成）

　　已知DC桿最大彎矩在E、F截面。

　　M=M_B=M_E=2.373kN·m

　　查附錄B表B，截面模量。

　　W=5.08cm< sup>×3＝15.24 cm< sup>

　　根據(jù)5.2.1公式

　　σ＝M/W≤? 求DC桿的抗彎強(qiáng)度

　　2.373/15.24

　?。?.373×10< sup>/15.24×3< sup>

　?。?55.71N/mm，符合要求。

　　4.DC桿撓度計(jì)算

　　υpb (3ι2－4b2)/48EI

　　＝3390N×700（3×21002－4×7002）/48×2.06×105×121900×3

　?。?.7mm

　　查表5.1.8 〔υ〕＝10mm

　　根據(jù)5.2.3公式：υ≤〔υ〕

　　υ0.7mm<〔υ〕＝10mm

　　水平桿（DC）能滿足變形要求。

　　5.撐桿（CG）撐桿穩(wěn)定性計(jì)算（3桿并排聯(lián)成撐桿，并在撐桿兩端用扁鐵箍固定，形成整體）。

　　考慮到桿l1、桿2對(duì)CG桿的約束作用，故CG撐桿的計(jì)算長(zhǎng)度取約束點(diǎn)間的最大長(zhǎng)度：ι=373.8cm

　　已知：軸向力N=7119N

　　查附錄B表B，A＝4.89cm2 i=1.58cm

　　ι_o=kμι=1.155×1.0×373.8cm=431.739cm

　　λ=ι_o/i=431739/1.58=273.3

　　查附錄C表C，φ＝(7320/273.3 2)=0.098

　　根據(jù)5.3.1-1公式：NφA≤f

　　2373/（0.98×489）

　?。?9.5N/mm22

　　滿足要求。

　　根據(jù)基本設(shè)計(jì)規(guī)定第5.1.4條，偏心距不大于53mm時(shí)，立桿穩(wěn)定性計(jì)算可不考慮偏心距的影響。本例采用扣件連結(jié)，其偏心距不超53mm，且抗彎，壓強(qiáng)度值控制較嚴(yán)，符合規(guī)范計(jì)算要求。

　　四、技術(shù)要求

　　1. 托架CD、CG是主要受力桿件，不得有接頭，應(yīng)采用通長(zhǎng)鋼管，支撐在砼結(jié)構(gòu)上的桿件必須與兩個(gè)預(yù)埋鐵件緊固。

　　2.托架采用3個(gè)構(gòu)件并排連成1個(gè)托架，安裝時(shí)