第３３卷第５期 Ｖｏ１Ｉ３３ Ｎｏ．５ 建筑施工 ＢＵＩＬＤＩＮＧ Ｃ０ＮＳＴＲＵＣＴ１０Ｎ 悬挑排架支撑设计与施工模拟分析 Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｏｖｅｒｈｕｎｇ Ｂｅｎｔ Ｓｕｐｐｏｒｔ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｊ一’ ｏｎｓｔｒｕＣｔｉ０ｎ ． ‘，、●ｌｍＵｌａｔｌＯｎ １ ．● 口 方骏 ｚ （ｉ、同济大学 ２０００９２；２、上海市第一建筑有限公司 ２００１２０） 【摘要】针对实际工程中大悬挑结构施工难题，设计了悬挑排架支撑和两阶段的施工方法。同时，采用大型通用软件进行 了施工过程仿真分析，确保了排架支撑安全和施工的顺利进行。 【关键词】悬挑结构 排架支撑 两阶段施工 施工模似 仿真分析 【中图分类号】ＴＵ７５３ ／文献标识码 Ｂ 【文章编号】１００４—１００１（２０１ １）０５—０３９１—０３ １工程概况 某工程有一栋６层办公楼，建筑长度为７４．２５ ｍ，宽度 为２２．６ ｍ，高度为２３．９５ ｍ，总面积为７ ０９２．２ Ｉｌｌ ，单层面积 为１ １３０ ｍ２。主体结构形式为钢筋混凝土框架结构，主体结 构混凝土标号为Ｃ３０。本工程特殊之处在于屋面之上为配合 建筑的整体造型要求，屋面四周设计成悬挑钢筋混凝土造型 挂板及构架，挂板及构架顶面标高为２３．５ ｍ（图１）。 曼蜗 一 ＝毒 图２科研办公楼＋２２．１７０ ｍ悬挑结构平面布置 ３施工方案 由于该结构施工的主要特点是悬挑尺寸大和结构自重 一 一 大，因此，我们采用悬挑排架的施工方案，排架外部则设计配 合其施工的悬挑脚手架。根据受力大小的不同，我们在结构 梁及构造柱下设计２０＂悬挑工字钢作为支架，支架上布置 １０＂槽钢作为次梁，工字钢上铺１０＂槽钢间距根据排架间距 图１办公楼买景 为４００ ｍｍ；槽钢与工字钢采用焊接的连接方式，且焊缝不 ２结构特点 本工程西侧对应两侧挂板尺和东侧为２５０ ｍｍ ｘ ２ ３３０ ｆｉｌｍ Ｘ ２ ２００ ｌｌＩｌＩｌ挂板，与其相对称的雨蓬（厚为 １５０ ｍｍ）、挂板均为悬挑的钢筋混凝土结构，最大悬挑距离 小于５ ｍｍ，要求焊缝饱满。在次梁上，我们布置了西４８ ｍｉｌｌ 的钢管，钢管间距为４００ ｍｉｌｌ。在结构梁及剪力墙位置我们设 置了２根工字钢梁。我们在构造柱位置则考虑布置１根工字 钢梁。本工程屋面板施工则采用全部利用结构的凹口设计悬 挑钢管作为排架（图３）。 为２．２ ｍ，挂板及构架顶面板厚度均为１５０ ｍｍ；其中挂板的 结构较为复杂，挂板上下两道框架悬挑梁尺寸为４００ ｍｍ× ６００ ｍｍ，每３．５ ｍ左右有一道２５０ ｆｉｌｍ ｘ ２００ ｍｍ构造柱，构 造柱上为一块２５０ ｍｍ×１ ３３０ ｍｍ挂板和４道通长２００ 移一 矗 乱—睁 图３科研办公楼＋２２．１７０ Ｉｎ标高钢梁平面布置 ｍｒｎｘ １５０ ｍｍ如线脚。结构形式详见图２，其中剖面１至剖面 ３为挂板区域，剖面４和剖面５为雨篷区域。 我们在结构的５个阳脚位置悬挑出３根２０＂工宇钢梁， 【作者简介】方骏（１９７９－），男，本科，工程师。联系地址：上海 市福山路３３号（２００１２０）。 间距为１．２５ ｍ，悬挑长度最大为３．６５ ｍ。每处阳角处最长～ 根工字钢要求采用６ ｍ的工字钢，同时，我们在工字钢与楼 【收稿日期】２０１１－０４—１２ ・３９１・ 第５期 方骏：悬挑排架支撑设计与施工模拟分析 板压点处采用了咖１８ ｍｍ的钢筋拉环，钢梁与楼板压点的 拉环采用打穿楼板进行施工，其下部垫厚为１０ ｍｍ的钢板 拉环与双螺栓连接固定钢梁，拉环与钢梁中间的剩余部分采 用三角形钢渗头顶牢。我们根据排架位置先进行ｌ０ 槽钢的 布置，每根槽钢的钢管立杆位置上焊接了２５ ｍｍ西３７ ｍｍ的 钢筋头，用于固定钢管位置；并在每根槽钢的钢管立杆两侧 增加了厚为１Ｏ ｍｍ的加劲肋，以保证槽钢整体稳定。工字钢 与楼板的连接处节点如图４所示。 …——竺—————————堡 ＝＝：—— ——————』————— —————— ．： 薪扛龋 茜 —之：二：ｊ面 Ｉ＿１： 二 一 露 ： 国Ｉｎｘ ＹＩｘ１ｆＩ】加劲板 图４节点详图 由于考虑到结构荷载较大的原因，我们将屋面混凝土 结构分两次进行浇捣施工，即第一次浇捣至标高 ＋２２．１７ ｍｍ，也就是结构封顶高度，并完成部分结构梁及雨 篷。当该部分结构混凝土强度达到１００％后，再利用其自身混 凝土的强度再进行第二次结构施工。第二次完成至屋面标高 ＋２３．５０ ＦＩＩ处。挂板位置施工立面工况详见图５，雨篷位置施 工立面工况详见图６。 ４施工过程仿真分析 （１）建立施工过程仿真分析模型 本工程采用ＭＩＤＡＳ三维计算软件，并根据实际施工方 案，建立了包含悬挑排架支撑模型的施工过程仿真分析模 型，其中，永久结构中柱梁结构采用杆件单元梁单元，楼板和 墙体采用板单元，大悬挑结构采用实体单元，悬挑排架采用 杆件单元进行建模，共建立单元约４２ ０００个。模型中根据结 构和悬挑排架的截面尺寸、材料特性等情况赋予了相应的参 数（表１）。 表１ 型 施工 模型 阶段 两阶段法 第一阶段悬挑结构和屋 １ 面结构同步施工到同一 。 ｒＴ＇ 标高＋２２．１７ｍ。 —● 第二阶段悬挑结构待第一阶 段混凝土达到设计要求后， ２ 。 Ｉ Ｉ＇ 施工到设计标高＋２３．５０ ｍ。 （２）计算假定及边界条件 由于分析的重点在于主体项部大悬挑结构的悬挑排架 支撑和施工，下部结构对其影响很小，因此我们在模型中 ３一碚４面图 图５挂板位置施工 丑堑 图６雨篷位置施工 只建立了顶部两层结构，下部结构忽略，假设了模型底部为 固结边界条件。对于悬挑排架支撑结构的铰接边界，我们通 过释放梁端的约束来实现。 （３）荷载条件 在施工过程仿真分析模型中，我们重点考虑了以下荷 载：恒荷载包括永久结构自重和悬挑排架支撑结构自重；活
