倾斜钢柱悬挑大吨位钢结构卸载分析和研究.pdfVIP

▲结构施工 倾斜钢柱悬挑大吨位钢结构卸载 分析与研究 Analysis and research of tilt steel column cantilever large-tonnage steel structure uninstall technology 常 宏/CHANG Hong (北京市机械施工有限公司，北京 100045) [摘 要] 针对北汽研发工程中心异形复杂钢结构体系施工，为将施工过程对结构的影响降至最低，在何时 对外环悬挑的三层钢梁进行卸载的问题上，提出三种施工方案，通过对三种方法的模拟计算分析 比较，最终选择了最优的卸载方案，取得最佳的施工效果。 [关键词] 内环钢索；内环张悬梁；外环悬挑钢结构；卸载 随着社会与经济的发展，现代风格的建筑越来越多，规模也越来越大，质量要求越来越 高，结构也越来越复杂，而这些复杂的结构形式多通过钢结构来实现，因此对钢结构的安装也 提出了更高的要求，不再是用机械及一些土法就能完成这些复杂结构的安装。如何能在安全的 前提下，高效优质的完成复杂钢结构的施工，是本篇论文阐述的主要目的。 1 工程概述 北京汽车产业研发基地工程是一个汽车形状的造型，形式新颖、结构复杂。占地 170 000 平 方米，钢结构总重约 16 000t。大部分重量集中在Ⅳ区，Ⅳ区包括内外 2 个环。外环由 24 根向 外倾斜 9°的圆形钢管柱组成，钢管柱间通过四道箱形钢环梁连接。倾斜钢管柱向外悬挑三层钢 结构，重约 5 000t, 悬挑部分铺压型钢板，浇注 120mm 厚的钢筋混凝土楼板；内环由 24 根倾 斜 9°的混凝土圆柱组成。内环屋面为悬索结构，内外环间通过箱型钢梁连接，使Ⅳ区成为一个 完整的结构整体。 图1 北汽研发工程中心效果图 44　2013年超高层建筑工程技术交流会优秀论文集 结构施工▲ 图2 Ⅳ区东西向剖面图 图3 外环悬挑钢结构施工完成，内 环屋面张悬梁正在施工中 2 Ⅳ区安装简介 Ⅳ区外环的安装：24 根倾斜钢柱在施工过程中，根据机械的起重能力，将倾斜钢柱分段进 行吊装，然后安装四道环向箱型连接梁，使 24 根倾斜钢柱与环梁形成一个整体，最后安装倾斜 钢柱外悬挑的三层钢梁。三层悬挑钢梁重量占了Ⅳ区钢结构总重的 40%，同时施工过程中的受 力状态与设计状态不同，为防止出现构件破坏或出现不可恢复的较大位移，在安装三层悬挑钢 梁时，必须对其进行支撑。 Ⅳ区内环的安装：内环屋面由上层张悬梁，下层钢索及中心环组成。首先是中心环的安装， 中心环自重 120t。整个中心环是一个上口宽，下口窄的“碗型”结构，靠钢索与张悬梁将其拉 悬在高空。因此安装中心环用的临时支架必须由地下室生根，穿越楼板至中心环的下标高位置。 支撑架安装完成后，先安装下环，然后上环，最后是连接上下环间的钢管。中心环安装完成后， 内环从东西两侧沿顺时针方向同时开始安装张悬梁，此方法能保证中心环的平衡。张悬梁安装 完成后，也从东西两侧同时开始安装下部钢索，此时钢索尚未张拉。 3 问题的提出 安装完成后，如何确定内环的张悬梁张拉，外环悬挑结构卸载，悬挑结构上的混凝土楼浇 注的先后顺序，是本工程的难点: 1）如果选择先张拉钢索，卸载，最后浇筑砼这一顺序，虽然内环钢索有了预拉力，有利于 外环结构的卸载，但后卸载的外环结构产生的位移和后浇筑的砼的自重，会对内环钢索造成超 张拉； 2）如果选择先浇注砼，卸载，最后张拉钢索这一顺序。虽然对内环影响不大，但对外环结 构的支撑系统产生的压力不容忽视，卸载时局部的大荷载有可能破坏临时支撑系统，同时对后 浇筑的混凝土影响较大，可能会引起混