高位悬挑钢结构施工与检测技术研究

江涛

摘要：在建筑中，高位悬挑钢结构主要用于大型的、综合体建筑中，其主要的作用是承重。因此，高位悬挑钢的质量决定了整个工程与建筑的质量与安全。基于此，本文研究了高位悬挑钢结构施工与检测技术，并且对施工方法与管理体制等会对工程造成影响的关键因素都做出了讨论，希望可以及时的判断出高位悬挑钢结构中是否有质量问题，进一步提高建筑的整体质量。

Abstract： In the construction， the high cantilever steel structure is mainly used in large-scale， complex buildings， and its main role is load-bearing. Therefore， the quality of the high cantilever steel determines the quality and safety of the entire project and construction. Based on this， this paper studies the construction and detection technology of high cantilever steel structure， and discusses the key factors that affect the project such as construction method and management system. It is hoped that the quality problem of the high cantilever steel structure can be judged in time to further improve the overall quality of the building.

关键词：高位悬挑钢结构;施工;检测

Key words： high cantilever steel structure;construction;inspection

中图分类号：TU758.11                                  文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）34-0216-02

0  引言

高位悬挑钢结构从本质上来说是一种梁板结构，主要通过拉索等方式，使建筑的整体结构能够逐渐向外部进行延伸，并且形成一种悬臂结构，比如说：在阳台或者是长廊处于悬空状态时，常常会使用高位悬挑钢结构来作为支撑。而常规的悬挑结构还能起到一定的遮风与避雨的作用，在早期的建筑行业中，常规的悬挑结构应用的还比较广泛，但是随着目前施工技术的不断发展，逐渐形成了高位悬挑钢结构，这种结构的承重能力更强，因此，在应用上也更加广泛。但是在实际建筑的过程中，高位悬挑钢结构的应用步骤非常复杂，而且如果稍有不注意，则很有可能造成安全隐患。所以在实际操作的过程中一定要注意加强相关的检测。

1  高位悬挑钢结构的相关受力特点

不同工程结构之间还会存在着非常大的差异，而且高位悬挑钢各个结构也存在着一定的差异。另外，各个建筑中高位悬梁结构也存在着差异，所以，本文将结合实例进行分析。

1.1 实际的案例

在某个大型的综合体工程中，需要大量的钢结构，而这个工程的楼在西北角的位置，这个位置的15层以上的楼面的主要结构都是高位的大悬挑钢结构，而且这种结构主要覆盖了3个楼层，每个楼层的高度都在3.6米，可以根据相关的方案得知悬挑钢的最大的外挑距离在11米以上，在平面的部分可以相应的设计成等腰三角形的形状，另外，楼层之间所采用的主要是钢性压板与混泥土层构成，而15层处外挑的钢柱，则是通过拉杆与层型钢混凝土的钢柱连接所组成的[1]。

1.2 在受力方面的特点

如15楼往上的悬挑钢的结构主要使用的是钢拉杆作为辅助的材料，其还是具有一定的辅助悬挑钢受力的作用，特别是钢拉杆的性能方面与整个建筑的受力的特点都有着密切的关联。依照相关的设计图纸可以得到建筑中的结构，主要包含了4个，首先，1号的钢拉杆拉力需要在592N，其次，2号的钢拉力在582N，再次，3号的钢拉杆的受力需要在426N左右，最后4号的拉杆的拉力要在453N，而在检测的结束后，需要使拉杆的拉力满足需求。

2  高位悬挑钢锯结构施工的安装

2.1 吊装设备的相关规范

目前很多的高位悬挑钢结构，由于施工的楼层的高度都是比较高的。因此，在采用吊装设备来进行作业的时候，不同构件的重量不同，则需要对不同的吊装设备来选型，还要满足不同的高度与起重要求，并且依照相应的工程核算的结果，如果是高位的悬挑结构，每个构件的最高的重量要在73.4kN左右，而且這种就属于大型的构件了，工程单位如果选择TC7035B型号的起重机的话，则起重机可以承担的重量在7.8t左右，而且这样才能满足大型的构件的重量。在案例施工的过程中，有一个6.8t的构件与起重机的距离还是比较远的，而且处在边缘的范围，从物理学角度来出发，起重机一般能够承受的重量已经不能满足这种构件了，而且在施工的过程中，容易出现安全隐患，因此，可以采用125支撑，并且使用50kN的手拉葫芦来控制其结构在上升过程中的稳定性。

2.2 安装构建的主要方案

在吊装设备能够充分满足相关的需求的情况下，就可以顺理成章的进入到构件的安装阶段，而在构件安装的过程中，需要严格遵循设计的方案，方案主要可以分成两个部分：第一个部分就是按照安装顺序，安装顺序就是根据相关的施工计划，然后再依据建筑从低到高的安装要求，也就是14到15层再到16层以此类推。第二种方法主要是按照各工况安装的要求进行安装，因为一般的构件安装的范围非常大，因此，在安装不同的构件的过程中，由于工况不同，可以先预设几个不同的工况，在依照工况的不同与施工要求的不同，来进行施工。比如说以分成三个工况为例，第一种工况是对于15层进行吊装构件，在安装之前，首先要保证主梁的安装，与轴线的钢拉杆，主钢梁柱与混凝土柱相连，拉杆的长度在11.4米左右，其一端与顶楼的混泥土主钢梁连在一起后，可以形成一个大约40度的夹角，其另一端会与15层的主钢梁进行临时的连接，在这种状态下，可以调整主钢梁的高度与位置，从而达到设计的标准。另外，还可以根据15层的主钢梁来进行计算，是否需要进行临时设置支撑装置。第二种工况是对于15层的地面进行构件的安装。另外，还可以根据15层的主钢梁来进行计算，是否需要进行临时设置支撑装置。第三种工况主要是针对于包括16层、17层以及顶楼位置在内的楼层，针对这几个部分，在构建安装的过程中，要进行整体的操作，由于构建的类型都比较类似，因此，可以被归到同一种工况里。根据相关的要求，在完成钢柱、钢梁的安装过程中，需要严格的按照相关的设计要求，并且遵循由低到高的原则，逐步的完成连接，并且对压型钢板进行逐步的铺装后，在将其进行焊接、钢筋的捆绑以及混凝土的浇筑就完成了[2]。

3  檢测技术与应用

3.1 检测的方法

通过振动频率的方法对悬挑钢的结构与拉应力进行检测，并且根据拉杆的不同拉力与受力的情况，来计算振动的频率，这样可以进一步得出结构中拉力的数值，在计算的过程中还要考虑到索边界的条件，包括垂度与斜度等，还有阻尼器等等都会对振动造成影响，因此，在计算的过程中一定要将这些因素考虑进去，避免计算的结果与实际情况有出入，将检测结果与标准值进行对比之后，就可以发现悬挑梁的结构是否存在着质量与安全上的问题。

此外，在计算的过程中，不仅要考虑到拉索索力，还要考虑到拉杆的长度没包括每延米的质量，以及拉索界面的弯曲情况，之后再测量相关的振动频率，依照公式进行计算就可以了。但如果在实际操作的过程中，拉杆两端的边界上不能够形成支撑的过程中，则上述的方法是无效的，这时就需要根据有限元软件，并且利用这种原理来进行计算，有限元软件的计算方法是需要对拉杆的拉力进行假设的，然后在不同的条件之下，来计算拉杆振动的频率，直到操作的过程中，能够保证频率值误差在0.1以内，这样才能保证有限元计算的结果就是最终想要得出的结果。

3.2 检测过程中所要用到的仪器

根据实际的案例可以得出悬挑钢的结构的检测是需要五种仪器的，也就是压电式加速计、低通滤波的放大器与智能信号采集分析仪，还有就是综合测试仪、智能的玄式数码应变计[2]。仪器的主要参数包括：压电式加速计的型号是VS-99，其频率范围在0.1-200Hz，灵敏度为12.5V/g，而低通滤波的放大器的截止频率在-3Db，1Hz可以保证多档可测;智能的玄式数码应变计的型号是1NV306，其频率的精度主要是0.01%，而幅值在0.01%左右，相位是1度，量程是±3000g;综合测试仪的振弦的频率是600-3000Hz，而其温度在-40°C-125°C期间，其测量的频率精度在0.1%±0.1Hz左右，其温度测量的精度在±0.5°C之间。

3.3 钢拉杆的拉力从主要测量原理

在实际操作拉杆的时候，其拉力与设计值是存在着一定的出入的，但是拉力值可以衡量结构的内力状态是否符合相关的要求，当前还是有非常多的方法可以用来测量拉杆在承载着一定压力的情况之下，通过使用千斤顶油压表法，与错固端埋置的方法，以及振动频率与磁通量测量法，但目前由于振动的频率法由于其测试时需要的精度与测试条件都不是特别高，因此，在建筑过程中，其广泛的应用与结构拉杆与桥梁拉索包括吊杆还有其他杆结构拉力的测试中的应用都非常广泛。另外，在相应的条件下，拉杆的拉力与拉杆的振动频率是存在着一定的对应关系的，而且采用的主要是振动频率测量拉力的方法，这种测量方法是需要综合考虑各种因素的，因为很多因素都会对索力振动造成影响。

3.4 整个案例的检测流程

首先通过夹具将加速传感器安装在拉杆上，再通过传感器的功能来采集拉杆的振动频率，再通过放大器来将信号放大，这样可以方便信号的采集与分析，通过采集仪器将信号全部收集之后，可以再通过信号分析仪将数据进行采集与分析，在发送给综合测试的仪器，形成振动频谱之后，在这一基础上通过智能弦式的数码应变计对频谱进行分析，在通过拉杆进行多阶的自振频率。其次，在通过对拉杆的实测频率与长度，还包括线密度与垂度，抗弯刚度等进行计算与测试。

3.5 测试结果

测试结果显示，钢拉杆标号为1的测试频率是4.41/Hz，测试拉力在548.4/kN，钢拉杆标号为2的测试频率是4.55/Hz，测试拉力在588.6/kN，钢拉杆标号为3的测试频率是4.53/Hz，测试拉力在586.9/kN，拉杆标号为4的测试频率是4.53/Hz，测试拉力在586.9/kN，根据测试结果可以得出拉杆的频率与拉力的设计跟设计要求比较符合，而且都在合理范围之内，因此，其质量与安全性都是比较可靠的。

4  结束语

综上所述，本文讨论分析了高位悬挑钢结构的施工与技术检测情况。结合相关的案例，分析了高位悬挑钢结构的受力情况与受力特点，并且对施工过程中的重点与检测目标进行了分析，还讨论了吊装的要求，对工程的要求与相关的注意事项进行了阐述，还包括案例的施工成果与检测的方法等，根据相关的案例证实可以得出这种施工方法还是值得借鉴的。

参考文献：

[1]赵邦杰.分析大跨度复杂钢结构施工过程中的技术问题[J]. 现代国企研究，2017，0（12）.

[2]张振华.大型悬挑钢结构施工关键技术研究[J].域治理，2018（27）：262.

[3]闫捷恒.超高层结构悬挑转换钢桁架施工研究[J].山西建筑，2017（1）：125-126.