本发明属于建筑技术领域，特别是涉及一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构。
背景技术：
脚手架主要指现场进行施工时为方便工人进行作业、并解决垂直和水平运输而搭设的各种支架。其中悬挑脚手架可以分为悬臂式、斜拉式和下撑式。悬臂式为用型钢作为悬挑梁外挑，斜拉式是在建筑结构上伸出的悬挑钢梁通过钢丝绳或杆件进行斜拉，斜拉杆件另一端固定在上一层的梁或者柱内，下撑式是在悬挑钢梁下部加斜向支撑。
现有技术中，很多项目选择对悬挑钢梁悬挑段只通过钢丝绳斜拉，钢丝绳一端拉结悬挑钢梁，另一端拉结圆钢预埋环，以此用钢丝绳竖直方向的拉力抵抗悬挑钢梁竖直方向给钢丝绳的压力，但钢丝绳的拉力不可能抵消全部压力，故在悬挑钢梁固定端会产生弯矩，而且钢丝绳的柔性拉结使悬挑钢梁产生的挠度很大，工人安装钢丝绳时对受力性能没有明确概念且现阶段对悬挑钢梁的安装规范不是很多，导致悬挑钢梁产生荷载分配不均匀问题。并且现阶段绝大部分悬挑钢梁在安装时需要对墙体进行穿孔，然后伸入室内，后期进行封堵，导致墙体结构遭到破坏影响墙体质量、后期耗费人力物力财力对墙体进行封堵。
技术实现要素：
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构，主要为了开发一种承载能力好、受力性能明确、支模方便、后期封堵墙体时省时省力的结构，能够有效的解决悬挑钢梁受力不明确、承载能力低、减少墙体被穿孔破坏和耗费人力物力财力等问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构，包括悬挑钢梁、水平矩形钢板、u形拉环、楼板、外脚手架、第一斜拉钢丝绳、矩形桁架斜撑、连墙座、梁、第二斜拉钢丝绳、竖直压杆、模板支架、矩形空心斜撑、三角形钢板，所述悬挑钢梁包括第一悬挑钢梁、第二悬挑钢梁，所述第一悬挑钢梁长度大于第二悬挑钢梁，所述第一悬挑钢梁、第二悬挑钢梁均设置于第n层楼板，n为大于等于7的整数，所述第一悬挑钢梁搭接于楼板上，其与楼板搭接端经u形拉环相连，所述第一悬挑钢梁、第二悬挑钢梁底部设有水平矩形钢板，所述第一悬挑钢梁的伸出端底部的水平矩形钢板与第n-1层楼板侧面经矩形桁架斜撑相连，所述矩形桁架斜撑中部设有连墙座，其与第n层楼板侧边经第一斜拉钢丝绳相连，所述矩形桁架斜撑中部的连墙座与第一悬挑钢梁的伸出端底部的水平矩形钢板垂直固定有竖直压杆，所述第二悬挑钢梁与楼板侧边相连，其底部水平矩形钢板下方与楼板侧壁之间设有矩形空心斜撑、三角形钢板，所述矩形空心斜撑固定于三角形钢板斜边底部，所述第二悬挑钢梁上部与第n 1层楼板经第二斜拉钢丝绳相连，所述第一悬挑钢梁与第二悬挑钢梁上设置外脚手架。
进一步地，所述楼板内横向设置面筋、底筋，梁内设置135度弯钩的箍筋，下部设有三排纵向钢筋。
进一步地，所述u形拉环包括第一u形拉环、第二u形拉环，所述第一u形拉环固定于楼板外侧梁的外部侧边，所述第一u形拉环上部呈倒u状，所述第一悬挑钢梁穿于第一u形拉环内，上方经木楔固定，所述第一悬挑钢梁下部为锚固部，其上设有垂直于u形环的u形拉环弯锚，所述u形拉环弯锚上下两组相对设置，所述u形拉环弯锚为弯曲90度，所述u形拉环弯锚预埋于楼板内，所述第一u形拉环下部侧面焊接有竖向矩形钢板；所述第一悬挑钢梁的固定端设置两处第二u形拉环，一处为第一悬挑钢梁固定段的尾部设置两第二u形拉环，且两环间距200mm，一处为第一悬挑钢梁固定段的前端处设置第二u形拉环。
进一步地，所述第一悬挑钢梁与第二悬挑钢梁布置方式为第一悬挑钢梁两侧或单侧设置第二悬挑钢梁。
所述矩形桁架斜撑顶部固定于第一悬挑钢梁的四分之三处。
进一步地，所述竖向矩形钢板上半部与楼板顶部处于同一平面。
进一步地，所述水平矩形钢板上部外伸长度延伸至矩形桁架斜撑右端。
进一步地，所述的第一悬挑钢梁为工字钢梁，所述u形拉环直径不小于16mm。
进一步地，所述水平矩形钢板与竖直压杆的接触面焊接相连，所述水平矩形钢板与矩形空心斜撑的接触面焊接相连。
进一步地，所述楼板内预留出与竖向矩形钢板短边相匹配的孔洞，所述第一u形拉环的竖向矩形钢板与楼板经贯穿竖向矩形钢板的螺栓相连。
进一步地，第二悬挑钢梁为矩形斜撑，内部为中空结构。
与现有技术相比，本发明的效果和优点如下：
1）取材容易，施工简单，耗时少，增大悬挑钢梁的强度。
2）本发明中第一悬挑钢梁代替了钢丝绳参与悬挑钢梁的受力，节省了钢丝绳和圆钢预埋环等的购置、安装等的成本。
3）本发明中悬挑钢梁代替钢丝绳来承担悬挑钢梁传递的竖直向下的力，同时也替悬挑钢梁固定端承担弯矩，避免了楼板被压坏，增加了悬挑钢梁和楼板的安全性与稳定性，进而提高悬挑脚手架的安全性。
4）本发明根据u形拉环的特性，说明了一种适合本u形拉环预埋的支模方法，且适用于所有利用本u形拉环的施工支模。
5）本发明采取第一悬挑钢梁和第二悬挑钢梁相隔布置的方式，减少了对墙体的穿孔，对墙体破坏小，同时也节省了后期对墙体孔洞填补的人力物力财力。
6）本发明通过布置水平矩形钢板，使较长斜撑和较短斜撑共同参与受力，提高整体受力性能。
7）本发明可保证模板支架与外脚手架同时搭设，承载能力高。
附图说明
图1为悬挑钢梁在n层楼板上的俯视图；
图2为第一悬挑钢梁结构在楼板内的锚固图；
图3为第二悬挑钢梁结构在楼板内的锚固图；
图4为图3中的a-a断面图；
图5为楼板与梁配筋图；
图6为图2中c处矩形桁架斜撑顶部局部正视图；
图7为图2中b处矩形桁架斜撑底部局部右视图；
图8为悬挑钢梁固定段处u形拉环在楼板内的锚固图；
图9为u形拉环与竖向矩形钢板立体图；
图10为三角形钢板、矩形空心斜撑和第二悬挑钢梁立体图；
图11为矩形桁架斜撑处连墙座立体图。
图中：1为水平矩形钢板，2为第一u形拉环，3为u形拉环弯锚，4为第一悬挑钢梁，5为楼板，6为外脚手架，7为木楔，8为竖向矩形钢板，9为第二u形拉环，10为螺栓，11为第二悬挑钢梁，12为第一斜拉钢丝绳，13为矩形桁架斜撑，14为连墙座，15为梁，16为底筋，17为纵向钢筋，18为箍筋，19为第二斜拉钢丝绳，20为竖直压杆，21为模板支架，22为矩形空心斜撑，23为三角形钢板，24为面筋。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构及其施工方法，包括u形拉环、竖向矩形钢板、水平矩形钢板矩形桁架斜撑、矩形空心斜撑、三角形钢板、弯锚、连墙座、斜拉钢丝绳、竖直压杆、第一悬挑钢梁、第二悬挑钢梁、木楔、模板支架、外脚手架，所述悬挑钢梁共两种，一种为第一悬挑钢梁，另一种为第二悬挑钢梁，二者均布置在n层楼板，二者布置方式为第一悬挑钢梁两侧或单侧布置一第二悬挑钢梁，二者之间通过水平矩形钢板连接。第一悬挑钢梁通过预埋的u形拉环固定在楼板上，u形拉环分为两部分，上半部分呈倒u状使悬挑钢梁穿过并通过木楔加固，下半部分是需要预埋进楼板的锚固部分，并在锚固末端弯锚90度。竖向矩形钢板与u形拉环相接触的部位进行焊接并且中心处横向设置一根螺栓，螺栓贯穿竖向矩形钢板与梁，水平矩形钢板上方为第一悬挑钢梁，支撑水平矩形钢板的部件为矩形桁架斜撑和竖直压杆。所述弯锚预埋在楼板内，待楼板混凝土凝固后u形拉环会固定在承托第一悬挑钢梁的位置。，第一悬挑钢梁顶部与u形拉环之间的空隙用木楔塞紧。弯锚预埋进楼板内，弯锚底部与楼板受拉钢筋处于同一个平面。在悬挑钢梁受力时会传递给矩形钢板竖直向下的力和顺时针弯矩，力和矩通过竖直焊缝和螺栓传递给弯锚和楼板，且第一悬挑钢梁端部不设置钢丝绳，对应n 1层不设置圆钢预埋环。为保证楼板和梁的强度，楼板横向布置面筋、底筋，梁内布置135度弯钩的箍筋，并对纵向钢筋加密，下部设置三排纵向钢筋。由于本发明的u形拉环和竖向矩形钢板通过预制的方式加工好，故运至施工现场时，只需预埋至相关位置处即可。考虑到预埋后模板无法给弯锚预留孔洞，为方便支模，本发明提供一种针对u形拉环的支模方法。即在浇筑混凝土前，只需给模板预留出和竖向矩形钢板短边尺寸一样大的洞，然后将本发明中贯穿竖向矩形钢板的螺栓的一端将竖向矩形钢板和连墙座固定住，另一端拧紧螺母固定在模板上，这样竖向矩形钢板的充当了模板的作用，拆模时只需将螺母拧下即可拆模，且本支模方法可使用于其他安装本发明的悬挑钢梁，达到重复使用的效果。连墙座通过螺栓与矩形桁架斜撑连接，连墙座同时连接斜拉钢丝绳和垂直压杆。矩形桁架斜撑顶部固定在第一悬挑钢梁的四分之三处，底部固定在n-1层的梁处，矩形桁架斜撑承托第一悬挑钢梁悬挑端，并通过螺栓与连墙座连接，其顶部先承托水平矩形钢板，水平矩形钢板承托第一悬挑钢梁，三者通过螺栓加固，且矩形桁架斜撑宽度与第一悬挑钢梁一致，故顶部螺栓采取左右两边分别布置2个，矩形桁架斜撑与梁和第一悬挑钢梁之间的螺栓布置如图1、图6、图7所示。为避免第一悬挑钢梁产生较大挠度，在第一悬挑钢梁下方设置一竖直压杆，为避免矩形桁架斜撑产生较大挠度，在矩形桁架斜撑上也设置一斜拉钢丝绳和连墙座，连墙座同时连接钢丝绳和竖直压杆，钢丝绳另一端连接固定在竖向矩形钢板上的连墙座。第二悬挑钢梁与楼板无任何连接，第二悬挑钢梁下方为水平矩形钢板，水平矩形钢板下方为三角形钢板，三角形钢板下方为矩形空心斜撑，矩形空心斜撑与水平矩形钢板相交接的部位用螺栓固定螺栓贯穿水平矩形钢板和第二悬挑钢梁，三角形钢板和矩形空心斜撑与楼板接触的部位也用螺栓固定，螺栓贯穿梁。矩形空心斜撑与水平矩形钢板之间设置一个三角形钢板，三角形钢板顶部直角边、三角形钢板斜边、水平矩形钢板和矩形空心斜撑相互接触的地方预先进行满焊，三角形钢板另一个直角边与楼板接触的地方用2个螺栓固定。第一悬挑钢梁与第二悬挑钢梁上方同时布置模板支架和外脚手架，其中第二悬挑钢梁根据脚手架钢管直径和数量决定要不要布置斜拉钢丝绳，该钢丝绳一端连接第二悬挑钢梁，另一端连接n 1层的梁。该结构体系采用第一悬挑钢梁与第二悬挑钢梁间隔布置方式，减少了传统悬挑钢梁均需贯穿外墙的次数，即避免了外墙被打孔，提高了外墙的整体性。
所述的弯锚在楼板浇筑混凝土前预埋进楼板内，竖向矩形钢板紧贴楼板横截面，充当模板作用，且楼板顶部和竖向矩形钢板上半部分处于同一个平面。
所述的水平矩形钢板上部外伸长度为一直延伸到矩形桁架斜撑右端。
所述的第一悬挑钢梁为工字钢梁，除本注明的位置处设置拉环外，还应在悬挑钢梁的固定端设置两处预埋拉环，第一处为第一悬挑钢梁固定段的尾部设置双环，且两环间距200mm，第二处为第一悬挑钢梁固定段的前端处设置单环。所有拉环直径不小于16mm。
所述的弯锚对应的锚固长度应符合gb50010国家标准《混凝土结构设计规范》中钢筋锚固的规定。
所述水平矩形钢板与竖直压杆的接触面进行焊接，水平矩形钢板与矩形空心斜撑的接触面也进行焊接。
所述矩形斜撑内部为中空结构。
所述n层与n 1层之间布置有模板支架，同时最外侧布置有脚手架。
实施例1
如图1~图11所示，所述该结构包括u形拉环、竖向矩形钢板、水平矩形钢板、矩形桁架斜撑、矩形空心斜撑、三角形钢板、弯锚、连墙座、较短钢丝绳、较长钢丝绳、竖直压杆、第一悬挑钢梁、第二悬挑钢梁、木楔、模板支架、外脚手架。第一悬挑钢梁和第二悬挑钢梁均布置在n层楼板，二者布置方式为第一悬挑钢梁两侧或单侧布置一第二悬挑钢梁，二者之间通过水平矩形钢板连接。竖向矩形钢板预先与u形拉环焊接在一起，三角形钢板的顶部直角边与竖向矩形钢板接触的地方满焊，三角形钢板另一个直角边与楼板接触的地方用两个螺栓固定，三角形钢板斜边与矩形空心斜撑接触的地方满焊，梁在支模时预留对应螺栓孔。运至施工现场后，将u形拉环弯锚预埋进楼板内，所述u形拉环分为两部分，上半部分呈倒u状使悬挑钢梁穿过并通过木楔加固，下半部分是需要预埋进楼板的锚固部分，并在锚固末端弯锚90度。竖向矩形钢板与u形拉环相接触的部位进行焊接并且中心处横向设置一根螺栓，螺栓贯穿竖向矩形钢板与梁，水平矩形钢板上方为第一悬挑钢梁，第一悬挑钢梁顶部与u形拉环之间的空隙用木楔塞紧，支撑水平矩形钢板的部件为矩形桁架斜撑和竖直压杆。所述弯锚预埋在楼板内，待楼板混凝土凝固后u形拉环会固定在承托第一悬挑钢梁的位置。弯锚预埋进楼板内，弯锚底部与楼板受拉钢筋处于同一个平面。除本发明注明的位置处设置拉环外，还应在悬挑钢梁的固定端设置两处预埋拉环，第一处为悬挑钢梁尾部设置两个拉环，且两环间距200mm，第二处为悬挑钢梁固定段的前端处设置单环。所有拉环直径不小于16mm。为保证u形拉环对应梁处的强度，对梁配筋时，为保证楼板和梁的强度，楼板横向布置面筋、底筋，梁内布置135度弯钩的箍筋，并对纵向钢筋加密，保证适筋梁的前提下，下部设置三排纵向钢筋。在浇筑混凝土前，给模板预留出和竖向矩形钢板短边尺寸一样大的洞，然后将本发明中贯穿竖向矩形钢板的螺栓的一端将竖向矩形钢板和连墙座固定住，另一端拧紧螺母固定在模板上，竖向矩形钢板紧贴楼板横截面，这样竖向矩形钢板的充当了模板的作用，拆模时只需将螺母拧下即可拆模，且本支模方法可使用于其他安装本发明的悬挑钢梁，达到重复使用的效果。矩形桁架斜撑顶部固定在第一悬挑钢梁的四分之三处，底部固定在n-1层的梁处，矩形桁架斜撑承托第一悬挑钢梁悬挑端，并通过螺栓与连墙座连接，其顶部先承托水平矩形钢板，水平矩形钢板承托第一悬挑钢梁，三者通过螺栓加固，且矩形桁架斜撑宽度与第一悬挑钢梁一致，故顶部螺栓采取左右两边分别布置2个，矩形桁架斜撑与梁和第一悬挑钢梁之间的螺栓布置如图1、图6、图7所示。为避免第一悬挑钢梁产生较大挠度，在第一悬挑钢梁下方设置一竖直压杆，为避免矩形桁架斜撑产生较大挠度，在矩形桁架斜撑上也设置一斜拉钢丝绳和连墙座，连墙座同时连接钢丝绳和竖直压杆，钢丝绳另一端连接固定在竖向矩形钢板上的连墙座。连墙座通过螺栓与矩形桁架斜撑连接，连墙座同时连接斜拉钢丝绳和垂直压杆，如图11所示，且在施工时，必须保证垂直压杆完全垂直于第一悬挑钢梁，接触面进行焊接。第二悬挑钢梁与楼板无任何连接，第二悬挑钢梁下方为水平矩形钢板，水平矩形钢板下方为三角形钢板，三角形钢板下方为矩形空心斜撑，矩形空心斜撑与水平矩形钢板相交接的部位用螺栓固定螺栓贯穿三角形钢板和第二悬挑钢梁，该螺栓共6个，分别为三角形钢板末端布置4个螺栓，四分之三处布置2个螺栓，如图1所示。三角形钢板和矩形空心斜撑与楼板接触的部位也用螺栓固定，螺栓贯穿梁。矩形空心斜撑与水平矩形钢板之间设置一个三角形钢板，三角形钢板顶部直角边、三角形钢板斜边、水平矩形钢板和矩形空心斜撑相互接触的地方预先进行满焊，三角形钢板另一个直角边与楼板接触的地方用2个螺栓固定，如图4所示。第一悬挑钢梁与第二悬挑钢梁上方同时布置模板支架和外脚手架，其中第二悬挑钢梁根据脚手架钢管直径和数量决定要不要布置斜拉钢丝绳，该钢丝绳一端连接第二悬挑钢梁，另一端连接n 1层的梁。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构，其特征在于：包括悬挑钢梁、水平矩形钢板（1）、u形拉环、楼板（5）、外脚手架（6）、第一斜拉钢丝绳（12）、矩形桁架斜撑（13）、连墙座（14）、梁（15）、第二斜拉钢丝绳（19）、竖直压杆（20）、模板支架（21）、矩形空心斜撑（22）、三角形钢板（23），所述悬挑钢梁包括第一悬挑钢梁（4）、第二悬挑钢梁（11），所述第一悬挑钢梁（4）长度大于第二悬挑钢梁（11），所述第一悬挑钢梁（4）、第二悬挑钢梁（11）均设置于第n层楼板，n为大于等于7的整数，所述第一悬挑钢梁（4）搭接于楼板（5）上，其与楼板（5）搭接端经u形拉环相连，所述第一悬挑钢梁（4）、第二悬挑钢梁（11）底部设有水平矩形钢板（1），所述第一悬挑钢梁（4）的伸出端底部的水平矩形钢板（1）与第n-1层楼板侧面经矩形桁架斜撑（13）相连，所述矩形桁架斜撑（13）中部设有连墙座（14），其与第n层楼板侧边经第一斜拉钢丝绳（12）相连，所述矩形桁架斜撑（13）中部的连墙座（14）与第一悬挑钢梁（4）的伸出端底部的水平矩形钢板（1）垂直固定有竖直压杆（20），所述第二悬挑钢梁（11）与楼板（5）侧边相连，其底部水平矩形钢板（1）下方与楼板侧壁之间设有矩形空心斜撑（22）、三角形钢板（23），所述矩形空心斜撑（22）固定于三角形钢板（23）斜边底部，所述第二悬挑钢梁（11）上部与第n 1层楼板经第二斜拉钢丝绳（19）相连，所述第一悬挑钢梁（4）与第二悬挑钢梁（11）上设置外脚手架（6）。
2.根据权利要求1所述的一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构，其特征在于：所述楼板（5）内横向设置面筋（24）、底筋（16），梁（15）内设置135度弯钩的箍筋（18），下部设有三排纵向钢筋（17）。
3.根据权利要求1所述的一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构，其特征在于：所述u形拉环包括第一u形拉环（2）、第二u形拉环（9），所述第一u形拉环（2）固定于楼板（5）外侧梁的外部侧边，所述第一u形拉环（2）上部呈倒u状，所述第一悬挑钢梁（4）穿于第一u形拉环（2）内，上方经木楔（7）固定，所述第一悬挑钢梁（4）下部为锚固部，其上设有垂直于u形环的u形拉环弯锚（3），所述u形拉环弯锚（3）上下两组相对设置，所述u形拉环弯锚（3）为弯曲90度，所述u形拉环弯锚（3）预埋于楼板（5）内，所述第一u形拉环（2）下部侧面焊接有竖向矩形钢板（8）；所述第一悬挑钢梁（4）的固定端设置两处第二u形拉环（9），一处为第一悬挑钢梁固定段的尾部设置两第二u形拉环（9），且两环间距200mm，一处为第一悬挑钢梁（4）固定段的前端处设置第二u形拉环（9）。
4.根据权利要求1所述的一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构，其特征在于：所述第一悬挑钢梁（4）与第二悬挑钢梁（11）布置方式为第一悬挑钢梁（4）两侧或单侧设置第二悬挑钢梁（11），所述矩形桁架斜撑（13）顶部固定于第一悬挑钢梁（4）的四分之三处。
5.根据权利要求3所述的一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构，其特征在于：所述竖向矩形钢板（8）上半部与楼板（5）顶部处于同一平面。
6.根据权利要求1所述的一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构，其特征在于：所述水平矩形钢板（1）上部外伸长度延伸至矩形桁架斜撑（13）右端。
7.根据权利要求1所述的一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构，其特征在于：所述的第一悬挑钢梁（4）为工字钢梁，所述u形拉环直径不小于16mm。
8.根据权利要求1所述的一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构，其特征在于：所述水平矩形钢板（1）与竖直压杆（20）的接触面焊接相连，所述水平矩形钢板（1）与矩形空心斜撑（22）的接触面焊接相连。
9.根据权利要求3所述的一种高空模板支架与外脚手架共用悬挑结构，其特征在于：所述楼板（5）内预留出与竖向矩形钢板（8）短边相匹配的孔洞，所述第一u形拉环（2）的竖向矩形钢板（8）与楼板（5）经贯穿竖向矩形钢板（8）的螺栓（10）相连。
技术总结