|
本文转载自公众号:钢构堂
在钢结构项目中,为满足建筑造型多样化、使用功能拓展及工程造价优化的需求,楼承板采用悬挑设计的应用场景愈发广泛。然而,悬挑楼承板在混凝土浇筑阶段,因悬挑端缺乏有效竖向支撑,极易产生下挠变形,严重时甚至会引发塌陷事故。一旦出现过大变形,不仅影响施工质量,还可能留下安全隐患。那么,施工现场通常如何处理这个问题?又有哪些更好的解决方案?本文将逐一拆解。图一一、传统做法:两条路,各有各的“坑”目前,国内钢结构悬挑楼承板施工中,为保证浇筑混凝土时楼承板不下挠或不塌陷,通常采用以下两种方法。弊端:悬挑位置下方往往没有可供支撑生根的平台,需要从下层楼面搭设外悬挑脚手架,工序复杂、周期长。大量脚手架材料的租赁、搭拆人工投入,使得施工成本居高不下。尤其在高空作业条件下,脚手架搭设本身还伴随着较高的安全风险。“坑”之二:型材焊接支撑——损伤主体钢材、工程质量存在安全隐患做法:使用角钢、方管等型材直接焊接在钢梁上进行支撑。图二弊端:这种方法看似操作简便、成本较低,实则存在诸多问题。待混凝土浇筑完成且达到设计强度后,需用火焰切割将型材支撑架割除。焊接和火焰切割过程中的高温加热,会使主体钢梁及型材的钢材组织发生变化,造成钢材淬硬,显著降低其韧性和抗冲击性能;切割后留下的焊疤不仅影响钢梁外观,还需额外投入人工进行打磨、补漆处理,增加施工工序。此外,这种做法同样浪费材料、人工,增加施工周期,也不利于绿色环保。更值得警惕的是,焊接和火焰切割可能对主体钢梁造成不可逆的损伤——钢材淬硬后韧性下降,在后期使用中可能成为薄弱环节,影响结构安全。该损伤方式与《钢结构工程施工质量验收标准》(GB 50205-2020)中“严禁在主体钢梁上违规焊接、切割,避免损伤结构受力性能”的相关要求相悖。以上两种传统支撑方法,均无法兼顾施工安全、成本、工期及结构保护的核心需求,成为钢结构悬挑楼承板施工中的典型痛点,也倒逼行业探索更优的解决方案。二、破解之道:从“粗放支撑”到“精细化解法”面对上述问题,行业已在多个维度探索出更优的解决方案。中银国际金融中心项目位于海南省海口市江东新区,地上主体由3栋楼组成,1号服务楼地上5层(钢框架+偏心支撑结构),2号办公楼地上17层(钢框架+屈曲约束支撑结构),3号商务楼地上8层(混凝土框架结构)。总建设用地面积2.4万㎡,总建筑面积约11.38万㎡。该项目1号、2号楼存在大量悬挑楼承板节点,钢梁总用钢量约4950t,对临时支撑的承载力、安全性要求更高,因此研发了专用三角形支撑支架。该支架由横撑杆、斜撑杆及调节支架组成,依托三角形的结构稳定性,形成可靠的受力体系,为悬挑楼承板提供充足的竖向支撑力。其核心亮点具体如下:无需焊接:通过丝杆和法兰调节顶紧钢梁,方便拆装(丝杆和法兰的材质为Q235B,与支架主体材质一致,确保受力均匀);可重复使用:使用时不会对支架造成破坏,可周转于不同项目;适用性强:可根据钢梁截面尺寸和楼承板悬挑长度灵活调整。经midas Gen通用有限元软件进行受力分析:该支架用于悬挑楼板,悬挑尺寸为250~750mm,计算模型取悬挑尺寸750mm、楼板厚150mm、支架间距3m。支架横杆采用L75×5(Q235B),竖向撑杆采用方管B50×4(Q235B),梁高400mm。永久荷载按25kN/m3计算,线荷载q1=11.25kN/m;可变荷载为施工荷载,q2=3.0kN/m。分析结果显示:支架最大竖向变形仅0.294mm(小于L/400限值,该限值参照《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205-2020中关于悬挑构件挠度控制的相关要求),杆件最大应力比为0.690(小于1),强度、稳定性和挠度均满足规范要求。图三数据出处:以上案例及数据来源于《钢结构悬挑楼承板支架技术探究》(《建筑技术》2024年第17期),作者韩景扬、张后利等(中建二局第三建筑工程有限公司);相关技术已获实用新型专利授权(CN217631491U)。该文献通过工程实践验证了三角形支撑支架的安全性和经济性,为本方案的推广提供了理论与实践支撑。 三角形支撑支架适用于多数常规悬挑场景,而对于高大悬挑、高支模等复杂场景,行业内还研发了钢丝绳反拉免支撑技术,进一步拓宽了施工适配范围。另一种思路是“不撑下面,拉上面”——利用上部钢梁作为受力点,通过钢丝绳将悬挑楼承板“吊”起来。该技术已被认定为2023年度江苏省工程建设省级工法《悬挑钢筋桁架楼承板免支撑施工工法》。该工法将上层钢梁作为主要受力构件,钢丝绳作为悬挑钢筋桁架楼承板荷载传递路径,采用“钢丝绳+花篮螺栓”组合式上拉构造,通过旋转花篮螺栓的调节杆来实现悬挑楼承板的起拱高度控制。该技术的核心原理为:在工字钢梁上安装卡扣,卡扣连接钢丝绳,钢丝绳另一端通过花篮螺栓及S型弯钩与悬挑钢筋桁架楼承板上的加固通长钢筋连接,进而实现对悬挑钢筋桁架楼承板的临时支撑。相关技术已获发明专利授权(CN116696042A)。本工法的工程应用实例为徐州园博园宕口酒店(建筑面积28273㎡,程泰宁院士/筑境设计,2022年竣工),悬挑板最长近1.7米,最高30.5米。无需搭设落地支撑,尤其适用于高大悬挑、高支模及上下层有错台等无法搭设落地支撑的场景;符合装配式建筑、绿色建筑、智慧建筑的一体化建造要求,与《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2019)中关于装配式建造、资源节约的相关理念一致。实践证明,相较于传统盘扣式脚手架回顶工艺,免支撑钢丝绳反拉工艺不仅提高了材料周转效率、节省人工,而且大幅减少了施工周期,具有较高的经济效益。相较于施工阶段的临时支撑优化,从设计端入手,通过一体化构造设计解决悬挑楼承板下挠问题,是更彻底、更经济的思路。广州国际文化中心项目的外周边悬挑板,采用了钢板组合简易T型梁与边梁一体化加工形成受力支撑结构,楼承板外挑400~975mm。工厂化生产、一体化安装,不需要增加边梁截面,也不需要增加支顶措施,经济安全,效益显著。数据出处:以上案例来源于《广州国际文化中心悬挑桁架楼板施工方法比选及实践》(《城市建设理论研究(电子版)》2024年第33期),作者张艺才、曾阳。 适用范围说明:本方案的核心价值在于“设计前置”——在结构设计阶段即将悬挑支撑体系纳入一体化考量,通过工厂化预制实现免支撑安装。因此,该方案主要适用于新建项目或尚处于设计阶段的工程,对于已完成设计或在建的项目,需评估结构改动的可行性与经济性后再行决策。 三、四种方案对比为直观对比各方案的优劣,便于从业者根据项目实际情况选择适配方案,现将四种支撑方法从5个核心维度进行对比,具体如下:注:表中“综合成本”指包含材料、人工、工期折算成本在内的综合费用;“施工效率”结合工序繁琐程度、作业时长综合判定;“一体化构造”为主体结构组成部分,属于永久性构件,因此不涉及重复使用,符合装配式钢结构建筑工厂化生产、一体化安装的设计理念。 从对比结果来看,三种创新方案均优于传统支撑方法,其中一体化构造设计从源头解决问题(适用于新建项目),钢丝绳反拉技术适配高大悬挑等复杂场景,三角形支撑支架通用性强。从业者可结合项目悬挑长度、施工高度、现场条件及项目所处阶段等因素灵活选择。四、施工管控要点- 高空作业安全:悬挑楼承板施工多涉及高处作业,应严格执行《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ 80-2016),搭设安全防护设施,配备安全带、安全网等防护用品。
- 支撑构件验收:所有临时支撑构件进场前应进行质量验收,检查规格尺寸、材料性能、焊接质量等,确保符合设计及规范要求。三角形支撑支架安装完成后,应对丝杆、法兰等关键连接部位进行紧固检查。
- 混凝土浇筑控制:悬挑楼承板混凝土浇筑应分层、对称进行,避免集中堆载。施工荷载应控制在设计允许范围内,防止超载导致支撑体系失稳。
- 支撑拆除条件:临时支撑的拆除应在混凝土达到设计规定的强度后方可进行,拆除顺序应遵循“先支后拆、后支先拆”的原则,严禁提前拆除或野蛮拆除。
五、结语钢结构悬挑楼承板施工的下挠问题,看似是施工环节的“小麻烦”,实则牵涉到成本、工期、质量、安全多个维度。传统的脚手架支撑和型材焊接支撑虽然“能用”,但各有硬伤——前者费钱费时,后者伤筋动骨。相比之下,三角形支撑支架、钢丝绳反拉免支撑、一体化构造设计等新思路,正在逐步改变这一领域的施工逻辑。它们的共同特点是:少焊接、可周转、不伤主体、绿色高效。对于从业者来说,在项目策划阶段就应充分评估悬挑楼承板的支撑方案,将“设计优化+施工创新”结合起来,才能从根本上避开这两个“坑”。具体而言,设计阶段需结合项目特点优化悬挑结构设计,施工阶段选用适配的创新支撑技术,同时严格遵循现行规范做好质量与安全管控,实现工程质量、安全、效益的有机统一。延伸思考:如果你的项目悬挑长度较大或施工高度较高,建议在设计阶段就与钢结构深化单位沟通,提前将支撑节点纳入深化设计,避免现场“临时抱佛脚”。 规范参考: 施工质量验收可参照《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205-2020(2020年8月1日起实施)(注:该标准中原有12条强制性条文已由GB 55006-2021《钢结构通用规范》自2022年1月1日起替代,相关强制性要求应以GB 55006-2021为准) 冷弯型钢结构的设计与施工可参照《冷弯型钢结构技术标准》GB/T 50018-2025(2025年9月1日起实施,替代GB 50018-2002,厚度适用范围扩大至0.6mm~20mm) 组合楼板相关设计可参照《组合楼板技术规程》T/CECS 273-2024(2024年11月1日起施行)
来源:钢构堂
|