一种悬挑钢结构及其悬挑钢结构施工方法与流程

本发明涉及钢结构技术领域，具体涉及一种悬挑钢结构及其悬挑钢结构施工方法。

背景技术：

钢结构是由钢制材料组成的结构，主要由型钢和钢板等制成的梁钢、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于各领域中；关于悬挑钢结构的介绍，可参见：吕奎江,大型悬挑钢结构施工要点探析[j],建材与装饰,2016(no.9),37-38。

目前在建筑物外墙面进行修缮作业时，需要搭建悬挑钢结构作为施工的平台，而建筑物上局部的施工区域在从地面搭建的施工平台，其有效利用率极低，且耗费了大量的工效，而采用安全绳将作业人员索降至施工区域，降低了作业人员操作的舒适性，并造成了安全隐患，且不利于作业工具和材料的使用。

现有技术中也出现了一些关于悬挑钢结构及其悬挑钢结构施工方法的技术方案，如申请号为2015110256540的一项中国专利公开了一种超高悬挑钢结构桁架无支撑施工方法，在超高层建筑主体结构的钢骨混凝土结构上设定的位置预设悬挑钢结构桁架连接用的钢牛腿以及安装用的拉环，待超高层建筑的混凝土主结构完成施工后实施钢结构桁架的悬空安装，设置钢丝绳拉杆保持结构稳定；首先安装完成首层悬挑楼面平面结构，上层悬挑钢结构桁架安装利用已经形成的稳定首层悬挑楼面结构作为安装操作平台逐层安装；该技术方案中无需搭建超高体系的安装支架和采用大型起重设备，较之于常见的超高悬挑钢结构桁架安装施工方法，能够大幅节约工期，节省建设成本，具有良好的经济效益，同时施工对周围的环境影响大为减小，具有良好的社会效益；但是该技术方案中未解决悬挑钢结构适用环境的问题，需要在地面上逐步搭建起完整的钢结构作为施工的平台，无法针对建筑物上单一的区域进行修缮，限制了悬挑钢结构的使用。

鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明据此提出了一种悬挑钢结构及其悬挑钢结构施工方法，采用了特殊的悬挑钢结构及其施工方法，解决了上述技术问题。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种悬挑钢结构及其悬挑钢结构施工方法，通过设置在角钢上固定的衬板，与调节高度位置的顶梁相配合，使其间形成的凹形结构固定在建筑物外立面的凸起结构上，继而通过钢梁在角钢上构成了施工平台，解决了施工平台从地面搭建的局限性，并优化了作业人员的施工环境，从而提升了悬挑钢结构的适用性范围。

本发明所述的一种悬挑钢结构，包括顶梁和角钢；所述顶梁的端部设有角钢，顶梁垂直于角钢的槽部表面；所述角钢的槽部表面设置有贯通的滑槽，滑槽平行于角钢的长度方向，滑槽位于角钢的下半部分；所述滑槽上设置有限位块，限位块滑动安装在滑槽上，限位块与顶梁的端部相固定；所述滑槽区域的角钢上设置有挡板，挡板与角钢在滑槽的位置构成了凹槽；所述限位块牵引顶梁在凹槽中移动，限位块与角钢间设有丝杠；所述丝杠的端部设置有固定块，丝杠通过固定块转动安装在角钢上，丝杠与限位块间啮合传动；所述丝杠伸出固定块的顶端设有齿轮，齿轮的外侧设有相啮合的蜗杆；所述蜗杆的两端转动安装在挡板和角钢上，蜗杆端的挡板外侧设有驱动的伺服电机；所述角钢的顶部设有固定的衬板，衬板对应的角钢背侧设有水平的钢梁；所述钢梁的端部安装在角钢的顶部，钢梁的下方设有斜钢撑；所述斜钢撑将角钢与钢梁连接起来，斜钢撑的底端铰接在限位块上，斜钢撑的顶端设置有扣块，扣块滑动安装在钢梁上；在建筑物施工时，需要在建筑的外墙面上安装悬挑钢结构的施工平台，悬挑钢结构平台需要从地面上一层层的搭建起来，将整个建筑物的外表面包裹起来进行施工作业，由于对建筑物外墙面进行局部的修缮作业时，重新搭建悬挑钢结构平台的有效利用率极低，并耗费了额外的工作量，进而限制了悬挑钢结构的应用环境，而采用安全绳将作业人员索降至施工区域，降低了作业人员操作的舒适性，并增加了安全隐患，且不利于作业工具和材料的使用；因此，本发明通过设置在角钢上的顶梁，在伺服电机的驱动下，带动顶梁改变在角钢中的高度位置，与角钢顶部固定的衬板相配合，利用顶梁、角钢和衬板间形成的凹口卡在建筑物外立面的凸起上，并通过铰接在限位块上的斜钢撑，调节钢梁受到角钢和斜钢撑的支点，稳定了钢梁上作业平台的姿态；本发明利用了设置在角钢上固定的衬板，与调节高度位置的顶梁相配合，使其间形成的凹形结构固定在建筑物外立面的凸起结构上，继而通过钢梁在角钢上构成了施工平台，解决了施工平台从地面搭建的局限性，并优化了作业人员的施工环境，从而提升了悬挑钢结构的适用性范围。

优选的，所述顶梁为t型梁结构，顶梁上设置有一对缺口，缺口位于顶梁两侧的翼缘上，缺口分别对应的角钢和挡板的表面上还设置有凸条；所述限位块上设置有延伸的垫板，垫板与顶梁底部的梁肋相固定；顶梁在角钢上移动的位置固定后，会承载到钢梁上构建的施工平台重量，在角钢与挡板间的凹槽中，顶梁仅由端部固定在限位块上，且在丝杠转动使顶梁夹紧的过程中，进一步增加了顶梁的承受力强度，进而影响到顶梁结构的稳定性；通过设置在顶梁上的t型梁结构，使其翼缘上的缺口卡合在对应的凸条上，增加了顶梁的受力支点，并降低了对限位块的作用力，进而保护了限位块与丝杠的啮合间隙，且限位块上延伸的垫板与顶梁底部的梁肋相固定，将顶梁施加在限位块上的作用力均衡至垫块上，进一步削弱了限位块对丝杠的径向作用力效果，从而稳定了悬挑钢结构的应用过程。

优选的，所述钢梁的表面上设置有滑道，钢梁与角钢之间搭装在一起；所述滑道处于水平方向上，滑道上安装有扣块，滑道限制了斜钢撑顶端的移动；角钢上垂直的顶梁和衬板与其背面张开的钢梁和斜钢撑，使构建的施工平台结构具有较大的体积，不利于结构件的转运，且对其进行拆卸后再转运增加了重新安装的操作，降低了施工平台的应用效率；通过将钢梁与角钢连接的端部分离开来，并利用扣块在滑道上的移动，在将钢梁与角钢连接的端部卸下后，通过扣块使钢梁转动贴合至斜钢撑上，并由斜钢撑底端铰接的限位块将其转动贴合至角钢上，达到对钢梁和斜钢撑结构的收束，降低了施工平台占据的空间体积，且便于其结构的快速安装，从而提升了悬挑钢结构的便携性。

优选的，所述钢梁端部的下侧设置有沟槽，沟槽位于钢梁与角钢的连接处；所述沟槽对应的角钢顶端设置有卡槽，卡槽与沟槽之间相互卡合固定；钢梁搭装在角钢的顶端上，在作为施工平台使用的过程中，钢梁产生的振动过程对其搭装在角钢上的状态造成了隐患，需要确保钢梁与角钢间搭装的稳定性；通过设置在钢梁端部的沟槽，与角钢上的卡槽相配合，通过其间的凸口防止了钢梁上产生振动造成结构间脱离的情况，维持了钢梁与角钢间搭装的状态，从而确保了悬挑钢结构使用中的稳定性。

优选的，所述衬板底部设置有翻板，翻板位于衬板远离角钢的端部上；所述翻板对应的衬板上设置有凹坑，翻板转动安装在凹坑的端部，翻板在转动完全后垂直于衬板的下表面；当建筑物的外立面上没有凸起结构用于固定时，使施工平台无法搭建使用，进而限制了悬挑刚结构的应用范围；通过设置在衬板上的翻板，利用翻板转动打开后相垂直的姿态，将衬板与翻板间构成的凹角固定在建筑物窗台的位置上，增加了施工平台可搭建的范围，且翻板设置在衬板下表面的凹坑中，在衬板卡合在建筑物的凸起结构时，保护了翻板的结构，从而提升了悬挑钢结构的适用范围。

本发明所述的一种悬挑钢结构施工方法，该悬挑钢结构施工方法适用于上述的悬挑钢结构，该方法步骤如下：

s1、定位：根据建筑物待修缮位置的结构，其外立面上存在凸起结构时，调节角钢中顶梁的高度位置，使其与衬板间距离匹配卡合于凸起结构上，当其外立面上存在窗台结构时，将衬板中的翻板打开，使翻板与衬板间构成的凹角卡合固定在窗台上，完成悬挑钢结构的定位；通过利用建筑物外立面的不同结构，达到对悬挑钢结构的定位，拓展了其适用的范围，且保持了悬挑钢结构的稳定性；

s2、安装：在s1中的悬挑钢结构的定位过程中，启动角钢上的挡板外侧的伺服电机，使限位块在角钢中的高度升起，将斜钢撑打开至倾斜状态，通过调节钢梁上的扣块移动后的位置，使得钢梁端部的沟槽搭装在角钢的卡槽上，完成悬挑钢结构的安装；在悬挑钢结构定位过程中同时进行其结构的安装，优化了其运用安装的过程，进一步提升了悬挑钢结构的便捷性；

s3、搭建：当s2中的悬挑钢结构安装完成后，将钢梁作为基础搭建施工平台，并通过安装多个的悬挑钢结构，扩大施工平台的面积，提升施工作业的环境；通过在钢梁上搭建施工平台，增加了施工平台的作业效果，并确保了施工平台稳定便捷的投入使用。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过设置在角钢上固定的衬板，与调节高度位置的顶梁相配合，使其间形成的凹形结构固定在建筑物外立面的凸起结构上，解决了施工平台从地面搭建的局限性；设置在顶梁上的t型梁结构，保护了限位块与丝杠的啮合间隙，且将顶梁施加在限位块上的作用力均衡至垫块上，削弱限位块对丝杠的径向作用力。

2.本发明通过将钢梁滑道上的扣块移动，使钢梁转动贴合至斜钢撑上，并由斜钢撑底端铰接的限位块将其转动贴合至角钢上，便于其结构的快速安装；设置在钢梁端部的沟槽，与角钢上的卡槽相配合，维持了钢梁与角钢间搭装的状态；设置在衬板上的翻板转动打开后的垂直姿态，将衬板与翻板间构成的凹角固定在建筑物窗台上，增加了施工平台可搭建的范围。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明中悬挑钢结构施工方法的流程图；

图2是本发明中悬挑钢结构俯视角度的立体图；

图3是本发明中悬挑钢结构仰视角度的立体图；

图4是本发明中悬挑钢结构的主视图；

图5是本发明中悬挑钢结构收束状态的主视图

图6是图2中的a处局部放大图；

图7是图4中的b处局部放大图；

图中：顶梁1、缺口11、凸条12、角钢2、滑槽21、限位块22、垫板221、挡板23、丝杠24、固定块241、卡槽25、齿轮3、蜗杆31、伺服电机32、衬板4、翻板41、凹坑42、钢梁5、滑道51、沟槽52、斜钢撑6、扣块61。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图7所示,本发明所述的一种悬挑钢结构，包括顶梁1和角钢2；所述顶梁1的端部设有角钢2，顶梁1垂直于角钢2的槽部表面；所述角钢2的槽部表面设置有贯通的滑槽21，滑槽21平行于角钢2的长度方向，滑槽21位于角钢2的下半部分；所述滑槽21上设置有限位块22，限位块22滑动安装在滑槽21上，限位块22与顶梁1的端部相固定；所述滑槽21区域的角钢2上设置有挡板23，挡板23与角钢2在滑槽21的位置构成了凹槽；所述限位块22牵引顶梁1在凹槽中移动，限位块22与角钢2间设有丝杠24；所述丝杠24的端部设置有固定块241，丝杠24通过固定块241转动安装在角钢2上，丝杠24与限位块22间啮合传动；所述丝杠24伸出固定块241的顶端设有齿轮3，齿轮3的外侧设有相啮合的蜗杆31；所述蜗杆31的两端转动安装在挡板23和角钢2上，蜗杆31端的挡板23外侧设有驱动的伺服电机32；所述角钢2的顶部设有固定的衬板4，衬板4对应的角钢2背侧设有水平的钢梁5；所述钢梁5的端部安装在角钢2的顶部，钢梁5的下方设有斜钢撑6；所述斜钢撑6将角钢2与钢梁5连接起来，斜钢撑6的底端铰接在限位块22上，斜钢撑6的顶端设置有扣块61，扣块61滑动安装在钢梁5上；在建筑物施工时，需要在建筑的外墙面上安装悬挑钢结构的施工平台，悬挑钢结构平台需要从地面上一层层的搭建起来，将整个建筑物的外表面包裹起来进行施工作业，由于对建筑物外墙面进行局部的修缮作业时，重新搭建悬挑钢结构平台的有效利用率极低，并耗费了额外的工作量，进而限制了悬挑钢结构的应用环境，而采用安全绳将作业人员索降至施工区域，降低了作业人员操作的舒适性，并增加了安全隐患，且不利于作业工具和材料的使用；因此，本发明通过设置在角钢2上的顶梁1，在伺服电机32的驱动下，带动顶梁1改变在角钢2中的高度位置，与角钢2顶部固定的衬板4相配合，利用顶梁1、角钢2和衬板4间形成的凹口卡在建筑物外立面的凸起上，并通过铰接在限位块22上的斜钢撑6，调节钢梁5受到角钢2和斜钢撑6的支点，稳定了钢梁5上作业平台的姿态；本发明利用了设置在角钢2上固定的衬板4，与调节高度位置的顶梁1相配合，使其间形成的凹形结构固定在建筑物外立面的凸起结构上，继而通过钢梁5在角钢2上构成了施工平台，解决了施工平台从地面搭建的局限性，并优化了作业人员的施工环境，从而提升了悬挑钢结构的适用性范围。

作为本发明的一种实施方式，所述顶梁1为t型梁结构，顶梁1上设置有一对缺口11，缺口11位于顶梁1两侧的翼缘上，缺口11分别对应的角钢2和挡板23的表面上还设置有凸条12；所述限位块22上设置有延伸的垫板221，垫板221与顶梁1底部的梁肋相固定；顶梁1在角钢2上移动的位置固定后，会承载到钢梁5上构建的施工平台重量，在角钢2与挡板23间的凹槽中，顶梁1仅由端部固定在限位块22上，且在丝杠24转动使顶梁1夹紧的过程中，进一步增加了顶梁1的承受力强度，进而影响到顶梁1结构的稳定性；通过设置在顶梁1上的t型梁结构，使其翼缘上的缺口11卡合在对应的凸条12上，增加了顶梁1的受力支点，并降低了对限位块22的作用力，进而保护了限位块22与丝杠24的啮合间隙，且限位块22上延伸的垫板221与顶梁1底部的梁肋相固定，将顶梁1施加在限位块22上的作用力均衡至垫块上，进一步削弱了限位块22对丝杠24的径向作用力效果，从而稳定了悬挑钢结构的应用过程。

作为本发明的一种实施方式，所述钢梁5的表面上设置有滑道51，钢梁5与角钢2之间搭装在一起；所述滑道51处于水平方向上，滑道51上安装有扣块61，滑道51限制了斜钢撑6顶端的移动；角钢2上垂直的顶梁1和衬板4与其背面张开的钢梁5和斜钢撑6，使构建的施工平台结构具有较大的体积，不利于结构件的转运，且对其进行拆卸后再转运增加了重新安装的操作，降低了施工平台的应用效率；通过将钢梁5与角钢2连接的端部分离开来，并利用扣块61在滑道51上的移动，在将钢梁5与角钢2连接的端部卸下后，通过扣块61使钢梁5转动贴合至斜钢撑6上，并由斜钢撑6底端铰接的限位块22将其转动贴合至角钢2上，达到对钢梁5和斜钢撑6结构的收束，降低了施工平台占据的空间体积，且便于其结构的快速安装，从而提升了悬挑钢结构的便携性。

作为本发明的一种实施方式，所述钢梁5端部的下侧设置有沟槽52，沟槽52位于钢梁5与角钢2的连接处；所述沟槽52对应的角钢2顶端设置有卡槽25，卡槽25与沟槽52之间相互卡合固定；钢梁5搭装在角钢2的顶端上，在作为施工平台使用的过程中，钢梁5产生的振动过程对其搭装在角钢2上的状态造成了隐患，需要确保钢梁5与角钢2间搭装的稳定性；通过设置在钢梁5端部的沟槽52，与角钢2上的卡槽25相配合，通过其间的凸口防止了钢梁5上产生振动造成结构间脱离的情况，维持了钢梁5与角钢2间搭装的状态，从而确保了悬挑钢结构使用中的稳定性。

作为本发明的一种实施方式，所述衬板4底部设置有翻板41，翻板41位于衬板4远离角钢2的端部上；所述翻板41对应的衬板4上设置有凹坑42，翻板41转动安装在凹坑42的端部，翻板41在转动完全后垂直于衬板4的下表面；当建筑物的外立面上没有凸起结构用于固定时，使施工平台无法搭建使用，进而限制了悬挑刚结构的应用范围；通过设置在衬板4上的翻板41，利用翻板41转动打开后相垂直的姿态，将衬板4与翻板41间构成的凹角固定在建筑物窗台的位置上，增加了施工平台可搭建的范围，且翻板41设置在衬板4下表面的凹坑42中，在衬板4卡合在建筑物的凸起结构时，保护了翻板41的结构，从而提升了悬挑钢结构的适用范围。

本发明所述的一种悬挑钢结构施工方法，该悬挑钢结构施工方法适用于上述的悬挑钢结构，该方法步骤如下：

s1、定位：根据建筑物待修缮位置的结构，其外立面上存在凸起结构时，调节角钢2中顶梁1的高度位置，使其与衬板4间距离匹配卡合于凸起结构上，当其外立面上存在窗台结构时，将衬板4中的翻板41打开，使翻板41与衬板4间构成的凹角卡合固定在窗台上，完成悬挑钢结构的定位；通过利用建筑物外立面的不同结构，达到对悬挑钢结构的定位，拓展了其适用的范围，且保持了悬挑钢结构的稳定性；

s2、安装：在s1中的悬挑钢结构的定位过程中，启动角钢2上的挡板23外侧的伺服电机32，使限位块22在角钢2中的高度升起，将斜钢撑6打开至倾斜状态，通过调节钢梁5上的扣块61移动后的位置，使得钢梁5端部的沟槽52搭装在角钢2的卡槽25上，完成悬挑钢结构的安装；在悬挑钢结构定位过程中同时进行其结构的安装，优化了其运用安装的过程，进一步提升了悬挑钢结构的便捷性；

s3、搭建：当s2中的悬挑钢结构安装完成后，将钢梁5作为基础搭建施工平台，并通过安装多个的悬挑钢结构，扩大施工平台的面积，提升施工作业的环境；通过在钢梁5上搭建施工平台，增加了施工平台的作业效果，并确保了施工平台稳定便捷的投入使用。

使用时，在建筑物施工前，需要在建筑的外墙面上安装悬挑钢结构的施工平台，悬挑钢结构平台需要从地面上一层层的搭建起来，将整个建筑物的外表面包裹起来进行施工作业；通过设置在角钢2上的顶梁1，在伺服电机32的驱动下，带动顶梁1改变在角钢2中的高度位置，与角钢2顶部固定的衬板4相配合，利用顶梁1、角钢2和衬板4间形成的凹口卡在建筑物外立面的凸起上，并通过铰接在限位块22上的斜钢撑6，调节钢梁5受到角钢2和斜钢撑6的支点，稳定了钢梁5上作业平台的姿态；设置在顶梁1上的t型梁结构，使其翼缘上的缺口11卡合在对应的凸条12上，增加了顶梁1的受力支点，并降低了对限位块22的作用力，进而保护了限位块22与丝杠24的啮合间隙，且限位块22上延伸的垫板221与顶梁1底部的梁肋相固定，将顶梁1施加在限位块22上的作用力均衡至垫块上，进一步削弱了限位块22对丝杠24的径向作用力效果；将钢梁5与角钢2连接的端部分离开来，并利用扣块61在滑道51上的移动，在将钢梁5与角钢2连接的端部卸下后，通过扣块61使钢梁5转动贴合至斜钢撑6上，并由斜钢撑6底端铰接的限位块22将其转动贴合至角钢2上，达到对钢梁5和斜钢撑6结构的收束，降低了施工平台占据的空间体积，且便于其结构的快速安装；设置在钢梁5端部的沟槽52，与角钢2上的卡槽25相配合，通过其间的凸口防止了钢梁5上产生振动造成结构间脱离的情况，维持了钢梁5与角钢2间搭装的状态；设置在衬板4上的翻板41，利用翻板41转动打开后相垂直的姿态，将衬板4与翻板41间构成的凹角固定在建筑物窗台的位置上，增加了施工平台可搭建的范围，且翻板41设置在衬板4下表面的凹坑42中，在衬板4卡合在建筑物的凸起结构时，保护了翻板41的结构。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。