学文网摘要：随着社会的进步，许多建筑呈现出各种各样的造型，屋顶设计为迎合造型的需要，往往采用高大混凝土架体且悬挑于建筑主体外，由此带来了高空支撑体系的施工难度。本文作者通过自己的工程实践，采用工字钢悬挑加斜支撑解决了支承体系的承载力问题，对今后类似工程的施工具有一定参考价值。
关键词：悬挑架体；支撑设计；施工技术
中***分类号： TU74文献标识码：A文章编号：
工程概况
丽湖国际大酒店位于恩平市锦江大桥边，面临锦江河，地下1层，地上23层，建筑面积为70862.4㎡,标准层高3.5m，屋面层层高5.2m，屋顶女儿墙顶标高为97.6m。屋顶形状呈V型船底状，向东、西两面外挑，悬挑板水平投影如三角形状，挑出梁板最远点与23层梁外边线最大距离为3.500m，东、西两面悬挑板的长度均为45m，挑梁板板厚150mm，挑梁板采用反梁，悬挑部分梁为折梁，反梁尺寸为250mm×800mm，混凝土强度等级为C30。见***1所示
***1支护结构剖面***
***2 斜撑局部大样***
1、支架方案的选择
为了安全可靠，经济合理地完成支撑体系的施工，我们考虑了两种方案。方案一：在屋面层（86.4m）设置悬挑梁，在23层（82.9m）设置工字钢斜支撑；方案二：在23层（82.9m）处设置悬挑工字钢，在22层（79.4 m）设工字钢斜支撑，为安全起见，在边梁下设置三层扣件式钢管支架（见***1）。
经分析，方案一虽然可以设置由工字钢组成的三角支架支承立杆，但由于无法设置斜拉钢丝绳（不参与工作），其安全性较低。方案二分别在22层、23层以及屋面层组成支撑体系，由立杆传下来的荷载可以屋面层（86.4m）、23层（82.9m）、22层（79.4 m）共同承担，且可以设置斜拉钢丝绳（不参与工作），这样支撑体系的安全性较高，经对两方案比较后，认为方案二更安全可靠，决定采用方案二的架设方案。
2、工字钢支撑架体设置
外挑工字钢采用I18，在23层布置，间距按1100mm布设，从悬挑处外边梁算起，工字钢外挑长度3650mm，内支承长度为1500mm，工字钢总长度为5150mm，工字钢支承端预埋2道20钢筋与I18连接，连结件第一道在距外边梁150mm埋设，也即在外边梁中设置，第二道距连结件距工字钢尾部200mm处埋设（如***3）；工字钢在外挑长度内设5根钢管立杆，间距800 mm，钢管立杆采用48×3mm钢管；斜支撑在22层布置，采用I14，每根悬挑工字钢底设一根斜支撑，在屋面（86.4 m）边梁中埋设20钢丝绳吊拉环，每个吊拉环对应一根悬挑梁，钢丝绳下端与I18连接。（见***3）
***3挑梁与立杆布置***
3、钢管脚手架体的搭设
3.1钢管架体包括立杆纵横扫地杆、纵横水平拉杆、水平及垂直剪刀撑等均采用,48×3mm钢管，立杆纵向按工字钢间距1100mm布置，挑梁上立杆横向按800mm布置，设5根钢管立杆；脚手架步距为1500mm。
3.2在21、22、23层边梁口处沿工字梁方向支设钢管立杆对楼面进行加固，加固钢管立杆均采用48×3mm钢管，间隔800mm，以防止上层施工震动和荷载作用对结构的影响（见***1）。
4、工字钢支撑架体设计
计算参数：Ι18（热轨普通工字钢按GB706-1988）自重(设计值)q=1.2×24.1㎏/m=29㎏/m=0.29KN/m；立杆传来荷载设计值为N=7.52KN（计算过程略）；截面积A=30.74 cm2； Ix=1699 cm4；Wx=185.4cm3, tw=6.5 mm；采用弯矩分配法进行内力计算，（见***4）
***4弯矩计算简***
4.2固端弯矩
***5弯矩***
由***5可知MB=-10.391 KN.m，跨中弯矩MD=10.298 KN.m（计算过程略），支座B点处的弯矩比跨中弯矩大，因此取支座B点处弯矩进行截面计算。
支座B点剪力及支座C的反力计算
（1）支座B右截面剪力（***6）
***6剪力计算简***
VB右=×0.29×3.5+7.52×+
=0.51+17.19+2.968=20.668KN
（2）支座C反力
RC =×0.29×3.5+（4×7.52-7.52×）+
0.29×0.15+7.52- =17.996KN
（二）支座C对斜撑（I14工字钢）产生轴力（***7）
I14按45°设置，即α=45°，则轴力
N1===25.45KN
（三）斜撑（I14）对悬挑梁I18产生
拉力计算（***7）
N2= N1cos45°=25.45×0.7071=17.996KN
***7
（四）悬挑梁（I18）截面承载力计算
（1）按拉弯强度计算
σ=，其中-与截面模量相应的截面塑性发展系数取1.05，代入公式得：σ=
= 5.85±53.38=59.23（拉） N/mm2〈215 N/mm2满足要求
（2）抗剪强度计算
抗剪强度τ=；查热轨工钢（GB706-1988）表3得Sx=106.5 ×103mm3
tw=6.5 mm；则：
（五）I14斜撑计算(***8)
计算参数：Ι14工字钢截面回转半径ix=5.75 cm ，iy=1.73 cm；
截面积A=21.5 cm2
由上式计算可知N= N1=25.45KN
(1)平面内计算长度Lx==4738 mm
长细比λx===82
***8
查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C得
φx=0.77
(2) 平面外计算长度Ly=2100mm
长细比λy== =121.4；查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C得φy=0.488，轴心受压稳定性计算取φ小值进行计算，则
5、架体稳定性主要的技术措施
5.1水平剪刀撑：与屋顶底板相距约70cm的距离（平行于底板的方向）、满堂楼面顶架的中部及扫地杆等三处各搭设一层水平剪刀撑，按上中下共3道设置，以保证立杆在水平方向上的整体稳定（见***1）；
5.2纵向剪刀撑：在两边悬挑梁最外边立杆的外侧、满堂楼面顶架的中间等部位沿纵向设纵向剪刀撑，形成左中右共3道，由底部到顶部设置，按剪刀撑构造要求进行搭设，和水平剪刀组成稳定的架体（***1）
5.3 14号工字钢斜撑：在斜支撑两端头各焊接两根,48×3mm钢管，把上中下3根钢管连接成三角形稳定体系（见***9），同时，在斜撑14号工字钢腹板两边焊接两根,48×3mm钢管与面管连接（如***10），加强各支点刚度，从而形成斜撑整体面的刚度。
***9 斜撑两端加固大样
***10 2-2斜撑加固剖面
5.4为加强悬挑梁（I18）的侧向力，防止外力作用下产生倾覆，在工字梁腹板两边，悬挑梁中部，焊接,48X3钢管（如***2）把悬挑梁连成整体。
5.5竖向结构（柱）与水平结构分开浇筑，以便利用其与支撑架体连接，形成可靠整体；用抱柱的方式（如连墙件），以提高整体稳定性和提高抵抗侧向变形的能力。
5.6混凝土浇筑时，严格控制施工荷载，浇筑管的出口高度应降低以减少冲击荷载对模板扩支撑系统的影响，并且合理安排施工人数。
5.7采用二次浇捣的方式，先浇筑屋面底板，待混凝土强度达到75%时（约5天时间）再浇筑反梁混凝土。
6、结语
通过对型钢悬挑斜支撑架体承载力及稳定性的计算，为今后类似工程架体方案的选定提供了参考，本工程已于去年10月施工完毕，整个支撑体系没有出现任何安全事故，证明其搭设方案既安全又可靠。
参考文献：
[1]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011
[2]钢结构设计规范GB50017-2003
[3]实用建筑结构静力手册，国振喜，2009年
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