高层建筑内退式结构高大悬空模板悬挑钢梁安全检算

李慧慧

摘要：集团公司承接的某高层建筑项目，部分结构设计为内退式，即上层较下层结构梁、板向外延伸，导致上层楼板模板支架悬空，水平悬挑钢梁延伸长度较普通楼板大幅增长，安全危险性增大，在临时结构设计时，除考虑模板支撑体系本身的安全性外，还需考虑为满足悬挑钢梁刚度采取的辅助措施，本工程悬挑临时结构设计悬挑构件采用工字钢为主、次梁，作为模板支撑体系的基础，在工字钢主梁下设同间距工字钢斜撑，同时在上层位置加设钢丝绳进行卸荷的施工工艺。本文结合施工过程中的实际应用，重点介绍内退式结构高大悬空模板悬挑工字钢受力情况检算。

关键词：内退式;模板支架悬空;受力检算

前言

内退式结构由于结构设计本身的特殊性，在悬空模板临时支撑结构设计时，主要包括工字钢为主、次梁的模板支撑体系，同间距工字钢斜撑和钢丝绳卸荷三部分。

1检算概况

某高层建筑项目，

3层层高6.9米，4层层高5.1米。5层模板支撑体系基础为悬挑工字钢平台，其布置在4层楼板上。平台主梁为20#a工字钢，布置间距为900mm，局部地方布置间距1850mm，悬挑长度为4000mm，锚固长度为5000mm。主梁上布置16#工字钢作为次梁，布置间距为800+100+850+900+900mm;在主梁下面设置14#工字钢斜撑，布置间距900mm，斜撑在距主梁悬挑端部1500mm处与主梁焊接，斜撑下部与3层楼板上预埋钢板焊接;在此部位5层位置设置φ20钢筋锚环，采用φ20的6×19w+1wR钢丝绳进行卸载，卸载钢丝绳距主梁端部200mm。楼板模板支撑架立杆间距为900mm，步距为1500mm。

2荷载标准值

模板及支架自重G1k，取0.75KN/m2，新浇筑混凝土自重G2k，取24KN/m3;钢筋自重G3k：板取1.1KN/m3，梁取2.5KN/m3;施工人员及设备荷载Q1k：均布取2.5KN/m2，集中取2.5KN（当计算立杆轴力时，取值1.0KN/m2）;混凝土水平振捣产生的荷载Q2k：平面取2.0KN/m2;倾倒砼时产生的荷载标准值Q3k，取2KN/m2;荷载分项系数γ：G1k～G4k取值1.2，Q1k～Q3k取值1.4。

3工艺参数

4安全结算

（1）联梁强度验算σmax=Mmax/W=3.896×106/141000=27.63N/mm2≤[f]=215N/mm2。（2）抗剪验算τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=21.616×1000×[88×1602-（88-6）×140.22]/（8×11300000×6）=25.545N/mm2。τmax=25.545N/mm2≤[τ]=125N/mm2。（3）挠度验算νmax=0.054mm≤[ν]=la/250=900/250=3.6mm。（4）主梁强度验算σmax=Mmax/W=15.008×106/237000=63.327N/mm2≤[f]=215N/mm2。（5）主梁抗剪验算τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=46.893×1000×[100×2002-（100-7）×177.22]/（8×23700000×7）=38.152N/mm2，τmax=38.152N/mm2≤[τ]=125N/mm2。（6）主梁挠度验算νmax=1.438mm≤[ν]=2×lx/400=2×4000/400=20mm。（7）支座反力计算R1=-0.335kN，R2=34.039kN，R3=70.875kN。（8）下撑杆件验算。轴心受压稳定性计算：σ1=NX1/（φ1A）=79241.031/（0.601×2150）=61.325N/mm2≤f=205N/mm2，对接焊缝验算：σ=NX/（lwt）=79.241×103/A=79.241×103/2150=36.856N/mm2≤fcw=185N/mm2，懸挑主梁整体稳定性验算：主梁轴向力：N=[（NXZ1）]/nz=[（35.438）]/1=35.438kN，压弯构件强度：σmax=Mmax/（γW）+N/A=15.008×106/（1.05×237×102）+35.438×103/3550=70.293N/mm2≤[f]=215N/mm2，受弯构件整体稳定性分析：σ=Mmax/（φbWx）=15.008×106/（0.718×237×103）=88.26N/mm2≤[f]=215N/mm2，锚固段与楼板连接的计算，锚固点压环钢筋受力：N/2=0.168kN，压环钢筋验算：σ=N/（4A）=N/πd2=0.335×103/（3.14×202）=0.267N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2，计算全部符合要求。

5结束语

通过检算可知，悬空模板临时支撑结构悬挑水平工字钢钢梁强度、挠度和稳定性计算均满足规范要求，安全性满足要求，可以满足施工临时支撑体系需要。

参考文献：

[1]中华人民共和国建设部.GB50009-2012建筑结构荷载规范.2012.

[2]中华人民共和国建设部.JGJ202-2010建筑施工工具式脚手架安全技术规范.2010.