某后錨固大跨度懸挑鋼結構樓梯設計淺析

白文彬

【摘要】大跨度懸挑鋼結構樓梯，采用HILTI的HDA-T重型機械錨栓，后錨固于地下室外墻。主懸挑鋼結構梁與上后錨固埋板坡口焊接，豎向鋼支撐采用坡口焊接與下后錨固埋板，與主懸挑鋼梁下翼緣采用剖口焊接。因結構采用鋼三角支撐方案布置，受力明確，傳力簡單。

【關鍵詞】后錨固;HDA-T重型機械錨栓;鋼結構;三角支撐

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.028

1、工程概況

因建設單位需要在地下室外墻外側增設一個疏散樓梯，現場實際情況見圖1。

地下室外墻上部為混凝土懸挑連廊，下部為結構主體的地下室外墻。主懸挑鋼梁需要后錨固在下部的地下室外墻，繞開凸出的地下室連廊，主懸挑鋼梁實際長度達7.0米，結構體系的剖面示意，見圖2。

2、結構布置及設計要點

由上圖可知，因為主懸挑型鋼梁長度可達7.0米，為了提高懸挑型鋼梁結構承載力以及減少結構撓度，增加結構的整體剛度，提出兩個方案，采用圖二所示的懸挑鋼結構三角斜支撐體系和懸挑鋼桁架體系。如果采用懸挑鋼桁架方案，需要盡量減小上、下后錨固預埋板外懸挑體系對地下室外墻的拉、壓力作用，只能增大桁架的截面高度。但是這樣反而增加了結構施工的難度和復雜型而且還會提高施工成本。所以，最簡單的受力體系還是三角斜支撐，因為它傳力明確，受力簡單，現場需要焊接和拼裝的鋼構件較少，施工便捷，總體造價比鋼桁架體系有所降低，三角鋼支撐結構布置，見圖三（a），上、下后錨固預埋板通用節點見圖三（b）。

體系明確后，結構設計方面最關鍵的就是后錨固連接節點問題，這也是這個項目的重中之重。本項目最開始采用HILTI的RE500V3+HAS（穿墻螺桿配合結構錨栓膠），此方案對于懸挑根部的節點做法最為安全，受力較好，安全系數最高，但由于建設方地下室內部的設備制約，不能采用穿墻螺桿方案，退而求其次的采用HILTI的HAD-T重型機械錨栓作為替代方案。HILTI的HAD-T重型機械錨有其特殊的性能，埋深較其他產品更長，有效防止錨栓受拉，降低混凝土發生錐體破壞的概率，采用自切底工藝，安裝力值更可靠。竣工驗收簡單，HDA紅色標志線功能肉眼可視驗收。相對特殊倒錐型化學栓錨，其清空要求低，如果清空不到位，力值影響很大，甚至失效。相對特殊倒錐形型化學錨，它的可焊接性墻，焊接不易失效，可明水，潮濕孔安裝。HAD-T型機械錨栓對施工溫度無要求，立即安裝即可使用，節省工期，然而特殊倒錐形化學錨栓需要24h以上固化時間，施工工期較長。

HDA-T機械錨栓施工后錨固時需先用鋼筋探測儀確定外墻鋼筋實際位置，盡力避免施工時打斷墻的分布鋼筋，對原結構造成損失。主懸挑型鋼梁與后錨固預埋板坡口焊接，斜支撐與主懸挑鋼梁下翼緣采用剖口焊接，型鋼構件主要截面見表1。

懸挑支撐結構上部樓梯通過鋼管柱與三角支撐相連，樓梯采用梁式樓梯布置，踏步采用6mm厚的花紋鋼板與樓梯梁兩側角焊縫連接。由于結構整體較柔，若干道懸挑支撐通過水平橫向支撐和剛性系桿連接起來，平面體系布置見圖4。

結語：

綜上，此后錨固大跨度懸挑鋼結構樓梯采用三角鋼支撐結構布置合理，受力簡單，傳力明確。鋼結構后錨固節點采用HILTI的HAD-T重型機械錨栓，施工方便，周期短，可靠性高，綜合造價較低。

參考文獻：

[1]郭兵、雷淑忠《鋼結構的檢測鑒定與加固改造》.北京：中國建筑工業出版社，2006

[2]張立人等《建筑結構檢測、鑒定與加固》.武漢：武漢理工大學出版社，2003

[3]姚繼濤、馬永欣等《建筑物可靠性鑒定和加固：基本原理和方法》.北京：科學出版社，2003。