浅析框架结构自支撑施工技术应用

引言

随着国民经济的迅猛发展，城乡面貌日新月异，功能完善、造型新颖的建筑层出不穷；随着城乡土地资源的日益稀缺，高层建筑是目前建筑工程施工的主要内容，它们的结构形式日益丰富、多种多样。为达到优质、安全、高效和创利的理念，有必要针对不同的施工对象，采用更为具体而个性化的施工技术措施。我们结合外立面含框架结构的高层建筑施工案例，介绍了一种新型高层建筑外立面框架结构施工技术。

在许多造型新颖的高层建筑中，越来越多的抗震连梁结构、立面造型框架结构等无混凝土立面与平面楼板的结构体涌现。此类结构有的跨度较大，有的在施工场地上的投影面积很大，在施工技术上形成新的挑战，对安全管控和项目管理也提出了新的要求。我们在工程实例中，对此类结构的施工技术进行了探索和实践。

1 现有施工技术的不足

目前，国内的高层钢筋混凝土结构现场浇筑技术已成熟，已经解决了混凝土拌合及现场浇筑、模板架设与支撑等施工技术问题 [2]。但对于在高层建筑的外立面上，含有钢筋混凝土框架结构的情况，还没有形成完整、成熟的施工技术体系。

最为常见的高层建筑外立面框架结构以高层建筑抗震连梁、建筑造型骨架、桥梁的桥头或墩台等形式为多。在梁的间距较小时，这类结构的施工，通常是采用搭设全场脚手架的施工方法。但是经常会出现大跨度或是投影面积较大的这类结构，而且有些结构的高度较高。在此情况下，如还是采用搭建脚手架的施工方法，会造成材料使用量加大，施工周期延长，从而施工成本大为增加。同时，因为施工部位高，脚手架整体的自重势必很大，对支承面的强度和刚度要求也都较高。超高、超大的模架体系有众多的结点，这些结点都是支撑架体系整体稳定的关键环节，因而整体可靠性降低。而且在有些施工现场，由于建筑造型的要求，根本就没有架设施工脚手架的场地或空间。由此可见，传统的高架支模方法已不能适应高层外立面框架结构施工的现场条件。

2 工程概况

我们承担的某商住两用高层建筑工程，地下二层，地上主楼三十层，建筑总高为 98.60m。整体为框架 - 剪力墙结构，抗震设防烈度 8度。一至五层裙房为商业综合性用房。六层以上为标准层，层高2.9m。在建筑正立面中间的 5～24 层有一高度达 49m 的外立面框架结构。框架柱截面为 1200×1200mm ，横向 3 跨柱距 10000mm ，纵向 3 跨柱距6800mm；框架梁截面均为 600×700mm 。从裙房起框架梁每隔三层与框架柱连接，即8 层、11 层、14 层、17 层、20、23 层的正立面上有外露的横梁。

3 施工技术设计

如采用传统全投影面铺设脚手架的施工方法，需钢管等材料约 600吨，对支承面强度要求高，占用周期较长，施工成本高，而且支模架体安全影响因素多。经过对该部位设计混凝土强度等级、构件截面尺寸、施工速度等制约要素的综合判断和初步核算，我们认为可以充分利用框架结构自身的承重能力和结构稳定性，在已建成的下层结构上建立上层结构施工的支撑部位和操作场地。

3.1 双端悬挑钢横梁设计

为了充分利用建筑结构自身的承重能力，我们选用工字钢作为承重钢梁。因为需要一定宽度的作业场地，同时为使钢梁受力平衡，我们设计了中间支撑、两侧出头的双端悬挑梁。然后，将这种钢梁按承重需要的数量，均匀分布在已建成的下层结构梁上且固定。这样就可以双端悬挑钢梁为基础，建立上层结构施工所需的支撑面和作业平台。

将单端悬挑钢梁架改为双端悬挑钢梁，既改善了受力条件，又为铺设作业平台创造了条件。为保证双端悬挑钢梁的稳定性，我们采了骑跨并夹紧的悬挑钢梁固定方式，悬挑钢梁与固定夹紧装置是一体的，在悬挑钢梁的下部，按混凝土梁的宽度，在悬挑钢梁上焊接固定翼板，两个翼板的距离稍宽于混凝土梁，两侧翼板通过水平对拉螺栓拉紧固定。因此需要在结构混凝土梁上按施工方案的设计和计算，预留对穿孔。

在悬挑钢梁上架设模板支撑架时，应在支撑架立杆的相应部位，在悬挑钢梁上焊接角钢或钢筋，使支撑架立杆不能发生位移，从而保证模板支撑架的整体稳定性。

3.2 双端悬挑钢横梁的受力计算

双端悬挑钢梁的受力分析其主要载荷： ① 模板支撑架立杆处的竖向集中载荷，即N 外

② 钢梁自重的均布载荷, 即N 自

本 案 中 N 外 =4 .086KN； 钢 梁 选 用 14 号 工 字 钢：N 自=9 .355KN, W_X=102cm3 ； I=712cm4 ， q=0.203KN/m ，Mmax =4 .232KN·m

⑴强度校核： σ=M/γκW ，其中， γ x——截面塑性发展系数，取1.06；σ=M/γxW=4. 232×106/1 . 06×102×103=45.76N/mm2⩽[f]=215N/ mm2 ，满足要求。

⑵整体稳定性校核：

σ Ψ=M/Ψ bW ， 其 中， Ψb —— 梁 的 整 体 稳 定 系 数， 查 表 得 :

.07-0.282/1. 3=0 .853 b W=4 . 2 3 2 × 1 0 6 / 0 . 8 5 3 × 1 0 2 × 1 0 3 = 4 8 . 6 N /

mm2⩽[f]=215N/mm2 ，满足要求。钢梁出挑长度较短，挠度无需计算。

4 双端悬挑钢横梁的安装

(1) 以上层结构梁施工所需作业面的实际需要确定钢横梁长度；

(2) 焊接骑跨翼板于钢横梁上，翼板内侧间距应略大于结构梁宽度，

其单侧间隙≤10mm；(3) 在翼板上按设计部位钻孔，用于安装拉紧杆；(4) 现场浇筑混凝土梁时应注意在梁体的相应位置预留拉紧孔；(5) 按模板支撑架安装的实际需要，在支架立杆与钢横梁接触点焊

接角铁，防支撑杆位移；(6) 梁体吊装就位后，安装拉紧杆并旋紧、固定。

5 架设现浇混凝土模板支撑架的注意事项

在由钢横梁组成的作业面上架设现浇混凝土模板及其支承架，其与在常规施工面上架设支架的最大不同在于：要时刻注意钢横梁的受力平衡。架设时需注意：(1) 在待施工结构梁的两侧分别设置两列模板支撑架立杆；(2) 支承架立杆卡在角铁内侧，约束立杆的水平位移，从而确保钢横梁的设计受力均衡状态不发生改变；(3) 模板支撑架体系应与邻近的结构柱相连结，进一步巩固支架体系的整体稳定性。

6 结语

随着建筑造型和结构选型的发展，外立面框架结构越来越多的出现在建筑施工者面前。为解决这一工程实践中出现的新问题，我们对现行施工方法进行了认真的审视和分析，选用其合理、可行的部分。对于现行施工方法难以解决的施工部位，我们制定了充分发掘已建成结构梁自身承载能力为宗旨的技术策略，这样就解决了结构本身占用施工空间的问题，并且在具体实施时将现行普通悬挑脚手架发展为两端悬挑。这一方法解决了因建筑外立面有高、重且无混凝土立面与平面楼板框架结构，造成无施工空间的问题。实践证明，这项施工技术安全可靠，可以保证施工质量和经济效益。

参考文献

[1] 王敬贺. 可恢复功能装配式钢框架梁柱节点力学性能研究[J].《建筑结构》,2024 年第 3 期 95- 102, 共 8 页 .

[2] 吕定国 . 装配式混凝土建筑工程项目现浇连接施工技术的研究[J].《中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术》,2024 年第 8 期 0215-0219, 共 5 页 .

作者简介: 王杰，（1992 11 19），男，汉族，籍贯内蒙古巴彦淖尔市，毕业院校：内蒙古大学，土木工程专业，学历本科，职称工程师，研究方向：土木工程施工技术。