不规则圆弧钢结构脚手架施工技术王斌

不规则圆弧钢结构脚手架施工技术王斌

王斌

王斌

南通中房工程建设监理有限公司226600

摘要：南通农商行钢结构工程为支承幕墙的、依附于主体结构的钢结构系统。两翼钢结构采用带中心斜撑的钢支撑体系，建筑外形设计以三维空间蝴蝶的翅膀外形为整体立意，立面造型，从下向上，逐渐扩张；屋面平面为不规则椭圆形，这给钢结构施工脚手架的搭设带来很大难度。

关键词：支承钢结构三维空间槽钢简支施工技术

1.工程概况

南通农村商业银行总部大楼--屋顶幕墙内钢结构为全钢管空间桁架结构，钢管为高频焊圆钢管或无缝钢管，材质为Q345B或Q235B；空间桁架结构幕墙钢支架主要由竖向平面钢管桁架（计27榀）通过水平环向平面钢管桁架（计14道）、剪刀撑等相互连接组成空间桁架结构体系，空间桁架结构体通过撑杆与屋顶138.0m、138.6m处的钢筋混凝土主体结构连接，形成稳定的结构体系。

竖向桁架柱底标高129.7m，柱顶标高142.0～157.47m，竖向桁架柱身高度12.3m～27.774m。由于单根平面桁架自身较长，进行加工、运输、安装时容易产生平面外变形，整根桁架安装、稳定难度大，整根桁架重量最重约4吨多，高空吊装对塔吊的起重性能要求也高；为解决上述困难，设计根据单榀桁架的长短将其分为2～3节（除12.3m的SH-16桁架外），两节桁架柱分为10.8米标准节+非标准短节（自下而上），三节桁架柱分为10.8米标准节+10.0米标准节+非标准短节（自下而上），各节桁架柱间通过法兰螺栓连接。

农商行总部大楼作为南通中央商务区建筑群的一个重要组成部分，从空中俯视，整个建筑群像一只翩翩起舞的蝴蝶，本大楼就是一片灵动飘逸的翅膀。建筑外形设计取意于承载与传承文化的理念，以柔性的线条和流畅的空间来激发人们的灵魂和想象。设计以数码化的立面表现，用流畅、舒适的柔性线条来代表现代商务办公的高度信息化和科技化。本大楼的钢结构部分就是建筑的点睛之笔。

图一屋面钢结构平面布置图

2.方案选择

根据本工程特点及工期目标，本工程12米以下采用双排扣件式落地脚手架，12米以上采用槽钢或工字钢平台上搭设脚手架环抱弧形柱进行散件的安装。槽钢采用10号槽钢，从屋面往上开始搭设。一边与核心筒相连采用膨胀螺栓于楼面连接，沿外联系梁长向两边每1.5米铺设一根，在确保圆管钢柱结构稳定的情况下，将另一边卡扣固定在已就位完成的圆管柱体系上，再按300间距铺设脚手管，上铺木板。

环抱弧形柱搭设井字架，内外立杆间距2m，工字钢伸出外立杆100，立杆纵向间距2m，水平杆步距1.8m，钢管采用Φ48×3.0。

因本项目主体结构楼层四周为悬挑梁板，悬挑梁板悬挑长度最大为3.8米，故对槽钢的设置做如下选择：

通过以上分析，采用方案2，经济可靠，施工方便。

3.脚手架验算

3.1荷载的计算

（1）脚手板自重（KN/m）

q11=0.1*3.5*8.5\8.5=0.35KN/m

（2）钢管自重（KN/m）

q22=3.5*3.329*28\100*8.5=0.38KN/m

（3）脚手架自重（KN/m）

P1=P2=192*3.329*100\4=1.94KN

纵向槽钢按均布荷载和集中荷载连续梁和悬臂梁计算，截面几何参数为

截面抵抗距W=39700mm3

截面惯性矩I=1983000mm4

受力示意图

3.2强度验算

依照规范GB50017-20035.2.4规定，纵向支撑槽钢按简支梁和悬臂梁计算。

最大mmax=-2.455*8-0.73*8*4-2*2=-7.8KN/m

最大Vmax=（-0.73*8.5*8.5\2-2*6-2*8）\7=7.76KN

最大应力=mmax\W=7.8*106\39.7*103=196N/mm

纵向10号槽抗压强度设计值{f}=215N/mm，满足要求

3.3挠度计算：

最大挠度考虑在均布荷载作用下的挠度和在集中荷载作用下的挠度。

V1=5ql4\384EI=5*0.85*70004\384*2*106*1983000=6.7mm

V2=8p14\384EI=8*2*70004\384*2*106*1983000=12.6mm

V3=1p14\8EI=1*0.85*15004\8*2*106*1983000=0.135mm

V4=1p13\3EI=1*2*15003\3*2*106*1983000=0.015mm

故最大挠度为13mm，纵向杆件最大容许挠度l\200=35mm，满足要求。

从设计院提供的阳台外侧边梁承载容许荷载为6.3KN/m，槽钢按1.5m间距设置，阳台外侧边梁承载每根工字钢的容许荷载则为6.3KN/m×1.5m=9.45KN。上述验证可知，远小于该值，该方案可行。

4.结束语

本工程脚手架方案采用平台脚手架，充分利用原结构柱做支点，大大减少了材料、人工的用量，在技术上质量上保证了在脚手架的安全，保证施工的正常进行，取得了较好经济效益和社会效益。