CN112392141A - 一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构及其施工方法，大悬挑结构包括基础、平衡桁架、悬挑桁架和脚手架，平衡桁架设于基础上，悬挑桁架设于平衡桁架的外侧，脚手架设于悬挑桁架下，平衡桁架包括上横梁、下横梁、多个框架柱，对距离所述悬挑桁架最远的框架柱进行切割后施加预拉力节点形成预拉力柱，对距离所述悬挑桁架次远的框架柱进行切割后焊接形成后焊柱，所述的预拉力柱的中部设置预拉力节点，施工方法用于施工该大悬挑结构。与现有技术相比，本发明距离悬挑桁架最远处设置预拉力柱，使大部分平衡弯矩集中在预拉力柱内，有效解决悬挑平衡端的压重不足的问题，降低悬挑桁架的挠度以及前倾位移，原理明确，传力简单合理，可靠度高。

Description

一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种大悬挑结构及其施工方法，尤其是涉及一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构及其施工方法。
背景技术
在现代非住宅建筑中，大悬挑结构经常被采用。普通大悬挑结构的设计与施工已比较成熟，基本可以通过加大悬挑构件(悬挑梁、悬挑桁架等)的矢高及减轻结构的自重等方法解决。但也有一些特殊的悬挑结构，由于建筑本身的一些特点而不能采用传统的方法很好的解决大悬挑带来的问题。
在现有大悬挑结构中，当结构的悬挑平衡端(压重端)的压重相对不足时，即：悬挑段的荷载大，非悬挑段的荷载较小，相对悬挑段表现为压重不足。会导致传递悬挑荷载所形成弯矩的受拉构件的拉力过大，显著增加这些构件的设计难度并影响整个悬挑结构的正常使用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构，包括基础、平衡桁架、悬挑桁架和脚手架，所述的平衡桁架设于基础上，所述的悬挑桁架设于平衡桁架的外侧，所述的脚手架设于悬挑桁架下，所述的平衡桁架包括上横梁、下横梁和多个框架柱，所述的上横梁、下横梁水平间隔设置，所述的多个框架柱竖直间隔设置，所述的框架柱的顶端与上横梁固定连接，所述的框架柱的中部与下横梁固定连接，所述的框架柱的底端与基础固定连接，
对距离所述悬挑桁架最远的框架柱进行切割后施加预拉力节点形成预拉力柱，对距离所述悬挑桁架次远的框架柱进行切割后焊接形成后焊柱，
所述的预拉力柱的中部设置预拉力节点。
优选地，所述的预拉力柱为型钢混凝土柱，所述的预拉力柱包括预拉力型钢柱和浇筑在预拉力型钢柱周侧的混凝土，切割所述预拉力型钢柱形成上预拉力柱和下预拉力柱，
所述的预拉力节点包括预拉力筋和第一连接钢板，所述的预拉力筋的顶部与下预拉力柱的底部连接，所述的预拉力筋的底部与下预拉力柱的顶部连接，所述的第一连接钢板的顶端与上预拉力柱的底部焊接连接，所述的第一连接钢板的底端与下预拉力柱的顶端焊接连接。
优选地，所述的后焊柱为型钢混凝土柱，所述的后焊柱包括后焊柱型钢柱和浇筑在后焊柱型钢柱周侧的混凝土，切割所述后焊柱型钢柱形成上后焊柱和下后焊柱，所述的后焊柱还包括第二连接钢板，当预拉力节点与预拉力型钢柱完成连接后，将上后焊柱的底部和下后焊柱的顶部通过第二连接钢板焊接固定。
优选地，所述的基础包括基础层和多个基础固定柱，所述的基础固定柱的顶部与基础层的底面固定连接。
优选地，所述的基础固定柱包括抗拔桩、基础桩和抗压桩，所述的抗拔桩设于预拉力桩的下方，所述的抗压桩设于距离所述悬挑桁架最近的框架桩的下方，所述的基础桩设于抗拔桩和抗压桩之间。
优选地，所述的脚手架为当大悬挑结构的混凝土强度达到设计强度的80％后再移除的脚手架。
优选地，所述的平衡桁架还包括多个桁架斜杆，所述的桁架斜杆的一端与上横梁固定连接，另一端与下横梁固定连接。
优选地，所述的悬挑桁架包括从上横梁向外水平延伸的上悬挑梁、从下横梁向外水平延伸的下悬挑梁和多个悬挑柱，所述的悬挑柱竖直设于上悬挑梁和下悬挑梁间。
优选地，所述的悬挑桁架还包括多个悬挑斜杆，所述的悬挑斜杆的一端与上悬挑梁固定连接，另一端与下悬挑梁固定连接。
优选地，所述的框架柱均为型钢混凝土柱。
对于本发明的一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构的施工方法，包括以下步骤，
S1：施工基础、平衡桁架、悬挑桁架和脚手架，所述的平衡桁架设于基础上，所述的悬挑桁架设于平衡桁架的外侧，所述的脚手架设于悬挑桁架下，所述的平衡桁架包括上横梁、下横梁和多个框架柱，所述的上横梁、下横梁水平间隔设置，所述的多个框架柱竖直间隔设置，所述的框架柱的顶端与上横梁固定连接，所述的框架柱的中部与下横梁固定连接，所述的预拉力柱、后焊柱、框架柱的底端与基础固定连接，
所述的框架柱中，距离悬挑桁架最远、次远的两个框架柱为型钢柱；
S2：横向切割距离悬挑桁架最远的框架柱，形成上预拉力柱和下预拉力柱，横向切割距离悬挑桁架次远的框架柱，形成上后焊柱和下后焊柱；
S3：在上后焊柱和下后焊柱间设置预拉力节点，等强度焊接上预拉力柱和下预拉力柱；
S4：等强度焊接上后焊柱和下后焊柱；
S5：对距离悬挑桁架最远的框架柱浇筑混凝土形成预拉力柱，对距离悬挑桁架次远的框架柱浇筑混凝土形成后焊柱；
S6：撤去脚手架。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明的平衡桁架距离悬挑桁架最远处设置预拉力柱，使大部分平衡弯矩集中在预拉力柱内，有效解决悬挑平衡端的压重不足的问题，降低悬挑桁架的挠度以及前倾位移，原理明确，传力简单合理，可靠度高；
(2)本发明的主体结构在整体结构施工完成后，对距离悬挑桁架最远的两个柱进行切割、预拉力施加、后焊，形成预拉力柱、后焊柱，采用明确且节约的施工步骤对大悬挑结构进行施工，构成用于平衡端压重不足的大悬挑结构，适用范围广，实用性强；
(3)本发明的基础固定桩与平衡桁架的结构相配合，设置抗拔桩、基础桩和抗压桩，提高本发明的稳定性；
(4)本发明的平衡桁架、悬挑桁架均采用斜杆进行加固稳定，提高本发明的可靠性；
(5)本发明的施工方法能够通过切割距离悬挑桁架最远、次远的框架柱，并进行预拉力施加、后焊施工，实现平衡桁架距离悬挑桁架最远处柱的预拉力的施加，使大部分平衡弯矩集中在预拉力柱内，有效解决悬挑平衡端的压重不足的问题，降低悬挑桁架的挠度以及前倾位移，施工步骤简单明确。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的预拉力柱的预拉力节点的结构正视图；
图3为本发明的预拉力柱的预拉力节点的结构侧视图；
其中，1、上横梁，2、下横梁，3、预拉力柱，4、后焊柱，5、框架柱，6、桁架斜杆，7、悬挑柱，8、上悬挑梁，9、悬挑斜杆，10、基础层，11、抗拔桩，12、基础桩，13、抗压桩，14、下悬挑梁，15、脚手架，16、预拉力节点，17、上预拉力柱，18、预拉力筋，19、第一连接钢板，20、下预拉力柱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例
一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构，包括基础、平衡桁架、悬挑桁架和脚手架15，平衡桁架设于基础上，悬挑桁架设于平衡桁架的外侧，脚手架15设于悬挑桁架下，平衡桁架包括上横梁1、下横梁2和多个框架柱5，上横梁1、下横梁2水平间隔设置，多个框架柱5竖直间隔设置，框架柱5的顶端与上横梁1固定连接，框架柱5的中部与下横梁2固定连接，框架柱5的底端与基础固定连接，对距离所述悬挑桁架最远的框架柱5进行切割后施加预拉力节点16形成预拉力柱30，对距离所述悬挑桁架次远的框架柱5进行切割后焊接形成后焊柱4，预拉力柱3的中部设置预拉力节点16。
进一步地，对于本实施例中预拉力柱3的具体结构和预拉力节点16设置方式：预拉力柱3为型钢混凝土柱，预拉力柱3包括预拉力型钢柱和浇筑在预拉力型钢柱周侧的混凝土，切割所述预拉力型钢柱形成上预拉力柱17和下预拉力柱20，
预拉力节点16包括预拉力筋18和第一连接钢板19，预拉力筋18的顶部与下预拉力柱20的底部连接，预拉力筋18的底部与下预拉力柱20的顶部连接，第一连接钢板19的顶端与上预拉力柱17的底部焊接连接，第一连接钢板19的底端与下预拉力柱20的顶端焊接连接。
对应地，本实施例中后焊柱4为型钢混凝土柱，后焊柱4包括后焊柱型钢柱和浇筑在后焊柱型钢柱周侧的混凝土，切割所述后焊柱型钢柱形成上后焊柱和下后焊柱，后焊柱4还包括第二连接钢板，当预拉力节点16与预拉力型钢柱完成连接后，将上后焊柱的底部和下后焊柱的顶部通过第二连接钢板焊接固定。
本发明中，基础包括基础层10和多个基础固定柱，基础固定柱的顶部与基础层10的底面固定连接。
本发明的一种实施方式中，基础固定柱包括抗拔桩11、基础桩12和抗压桩13，抗拔桩11设于预拉力桩的下方，抗压桩13设于距离所述悬挑桁架最近的框架桩的下方，基础桩12设于抗拔桩11和抗压桩13之间。
对于本发明的脚手架结构，当本发明的大悬挑结构的混凝土强度达到设计强度的80％后，移除悬挑桁架下的脚手架15。
本实施例中，为了提高平衡桁架的结构稳定性，平衡桁架还包括多个桁架斜杆6，桁架斜杆6的一端与上横梁1固定连接，另一端与下横梁2固定连接。
悬挑桁架包括从上横梁1向外水平延伸的上悬挑梁8、从下横梁2向外水平延伸的下悬挑梁14和多个悬挑柱7，悬挑柱7竖直设于上悬挑梁8和下悬挑梁14间。悬挑桁架还包括多个悬挑斜杆9，悬挑斜杆9的一端与上悬挑梁8固定连接，另一端与下悬挑梁14固定连接。
本实施例中，框架柱5均为型钢混凝土柱。
一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构的施工方法，总体设计思路如下：
(1)整体结构采用框架支撑体系，悬挑部分采用悬挑桁架，平衡端采用平衡桁架的形式，并将平衡桁架端部柱设置为预拉力柱3，与悬挑桁架及平衡桁架相连的柱均采用型钢混凝土柱；
(2)整个结构正常施工完毕，且悬挑桁架采用脚手架支撑，与平衡桁架相连的型钢混凝土柱的混凝土先不浇筑；
(3)将预拉力柱3及其余与平衡桁架相连的型钢混凝土柱切割断，施加预拉力后再重新焊接；
(4)完成所有主体结构施工并待混凝土强度达到设计强度的80％后，撤去悬挑端的支撑脚手架。
本发明中的施工方法包括以下步骤，
S1：施工基础、平衡桁架、悬挑桁架和脚手架15，平衡桁架设于基础上，悬挑桁架设于平衡桁架的外侧，脚手架15设于悬挑桁架下，平衡桁架包括上横梁1、下横梁2和多个框架柱5，上横梁1、下横梁2水平间隔设置，多个框架柱5竖直间隔设置，框架柱5的顶端与上横梁1固定连接，框架柱5的中部与下横梁2固定连接，预拉力柱3、后焊柱4、框架柱5的底端与基础固定连接，
框架柱5中，距离悬挑桁架最远、次远的两个框架柱5为型钢柱；
S2：横向切割距离悬挑桁架最远的框架柱5，形成上预拉力柱17和下预拉力柱20，横向切割距离悬挑桁架次远的框架柱5，形成上后焊柱和下后焊柱；
S3：在上后焊柱和下后焊柱间设置预拉力节点16，等强度焊接上预拉力柱17和下预拉力柱20；
S4：等强度焊接上后焊柱和下后焊柱；
S5：对距离悬挑桁架最远的框架柱5浇筑混凝土形成预拉力柱3，对距离悬挑桁架次远的框架柱5浇筑混凝土形成后焊柱4；
S6：撤去脚手架15。
本实施例中，当本发明的大悬挑结构的混凝土强度达到设计强度的80％后，移除悬挑桁架下的脚手架15。
并且，本实施例中，与预拉力柱3连接的桁架斜杆6先与预拉力柱3铰接，等预拉力柱3的预拉力节点16完成施工后，再进行后续连接施工。
基于该施工方法，能够完成本实施例中一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构的施工建造。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (10)

1.一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构，其特征在于，包括基础、平衡桁架、悬挑桁架和脚手架(15)，所述的平衡桁架设于基础上，所述的悬挑桁架设于平衡桁架的外侧，所述的脚手架(15)设于悬挑桁架下，所述的平衡桁架包括上横梁(1)、下横梁(2)和多个框架柱(5)，所述的上横梁(1)、下横梁(2)水平间隔设置，所述的多个框架柱(5)竖直间隔设置，所述的框架柱(5)的顶端与上横梁(1)固定连接，所述的框架柱(5)的中部与下横梁(2)固定连接，所述的框架柱(5)的底端与基础固定连接，
对距离所述悬挑桁架最远的框架柱(5)进行切割后施加预拉力节点(16)形成预拉力柱(30)，对距离所述悬挑桁架次远的框架柱(5)进行切割后焊接形成后焊柱(4)，
所述的预拉力柱(3)的中部设置预拉力节点(16)。
2.根据权利要求1所述的一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构，其特征在于，所述的预拉力柱(3)为型钢混凝土柱，所述的预拉力柱(3)包括预拉力型钢柱和浇筑在预拉力型钢柱周侧的混凝土，切割所述预拉力型钢柱形成上预拉力柱(17)和下预拉力柱(20)，
所述的预拉力节点(16)包括预拉力筋(18)和第一连接钢板(19)，所述的预拉力筋(18)的顶部与下预拉力柱(20)的底部连接，所述的预拉力筋(18)的底部与下预拉力柱(20)的顶部连接，所述的第一连接钢板(19)的顶端与上预拉力柱(17)的底部焊接连接，所述的第一连接钢板(19)的底端与下预拉力柱(20)的顶端焊接连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构，其特征在于，所述的后焊柱(4)为型钢混凝土柱，所述的后焊柱(4)包括后焊柱型钢柱和浇筑在后焊柱型钢柱周侧的混凝土，切割所述后焊柱型钢柱形成上后焊柱和下后焊柱，所述的后焊柱(4)还包括第二连接钢板，当预拉力节点(16)与预拉力型钢柱完成连接后，将上后焊柱的底部和下后焊柱的顶部通过第二连接钢板焊接固定。
4.根据权利要求1所述的一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构，其特征在于，所述的基础包括基础层(10)和多个基础固定柱，所述的基础固定柱的顶部与基础层(10)的底面固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构，其特征在于，所述的基础固定柱包括抗拔桩(11)、基础桩(12)和抗压桩(13)，所述的抗拔桩(11)设于预拉力桩的下方，所述的抗压桩(13)设于距离所述悬挑桁架最近的框架桩的下方，所述的基础桩(12)设于抗拔桩(11)和抗压桩(13)之间。
6.根据权利要求1所述的一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构，其特征在于，所述的脚手架为当大悬挑结构的混凝土强度达到设计强度的80％后再移除的脚手架。
7.根据权利要求1所述的一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构，其特征在于，所述的平衡桁架还包括多个桁架斜杆(6)，所述的桁架斜杆(6)的一端与上横梁(1)固定连接，另一端与下横梁(2)固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构，其特征在于，所述的悬挑桁架包括从上横梁(1)向外水平延伸的上悬挑梁(8)、从下横梁(2)向外水平延伸的下悬挑梁(14)和多个悬挑柱(7)，所述的悬挑柱(7)竖直设于上悬挑梁(8)和下悬挑梁(14)间。
9.根据权利要求8所述的一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构，其特征在于，所述的悬挑桁架还包括多个悬挑斜杆(9)，所述的悬挑斜杆(9)的一端与上悬挑梁(8)固定连接，另一端与下悬挑梁(14)固定连接。
10.一种用于平衡端压重不足的大悬挑结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1：施工基础、平衡桁架、悬挑桁架和脚手架(15)，所述的平衡桁架设于基础上，所述的悬挑桁架设于平衡桁架的外侧，所述的脚手架(15)设于悬挑桁架下，所述的平衡桁架包括上横梁(1)、下横梁(2)和多个框架柱(5)，所述的上横梁(1)、下横梁(2)水平间隔设置，所述的多个框架柱(5)竖直间隔设置，所述的框架柱(5)的顶端与上横梁(1)固定连接，所述的框架柱(5)的中部与下横梁(2)固定连接，所述的预拉力柱(3)、后焊柱(4)、框架柱(5)的底端与基础固定连接，
所述的框架柱(5)中，距离悬挑桁架最远、次远的两个框架柱(5)为型钢柱；
S2：横向切割距离悬挑桁架最远的框架柱(5)，形成上预拉力柱(17)和下预拉力柱(20)，横向切割距离悬挑桁架次远的框架柱(5)，形成上后焊柱(4)和下后焊柱(4)；
S3：在上后焊柱(4)和下后焊柱(4)间设置预拉力节点(16)，等强度焊接上预拉力柱(17)和下预拉力柱(20)；
S4：等强度焊接上后焊柱(4)和下后焊柱(4)；
S5：对距离悬挑桁架最远的框架柱(5)浇筑混凝土形成预拉力柱(3)，对距离悬挑桁架次远的框架柱(5)浇筑混凝土形成后焊柱(4)；
S6：撤去脚手架(15)。
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