钢桁架 钢网架采光穹顶整体提升技术.pdf
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1、随着建筑技术的更新和建筑装备的完善,商业综合体为追求更佳的建筑效果而对结构提出更高要求;大跨度钢结构因自重较小、体系稳定、空间布置灵活,被广泛应用于商业建筑中。传统大跨度钢结构采光穹顶施工主要采用空中散拼,依照采光穹顶造型,从地面搭设胎架,按照单元构件进行依次连接安装,胎架搭设体量大,除了采光穹顶的重量,还需考虑胎架重量,整体荷载较大,普遍需要对地下室顶板进行回顶支撑,施工难度极大;而城市核心区由于场地有限,难以占用大面积场地用于钢结构拼装,采光顶下部地下室顶板承板力又不满足搭设胎架空中散拼的需求,施工前后变形难以控制,对建筑效果的实现影响较大。本文以实际工程为例,将采光穹顶优化设计为钢桁架+
2、钢网架组合楼板自平衡体系。1 工程概况某写字楼两栋塔楼中间设置42 m52 m钢结构采光穹顶,作为商业大堂屋盖的同时,穹顶屋面连通两栋塔楼。采光顶距地21.5 m,整体钢结构质量1 100 t。2 采光穹顶整体提升技术2.1 采光穹顶设计分析两栋塔楼与采光穹顶之间不同的变形,采光穹顶采用一端滑动,一端铰接的方式与两栋塔楼连接。为解决施工整体安全稳定和建造后的美观问题,钢桁架+钢网架采光穹顶整体提升技术苟生贵,崔进,张宝云,徐海洋(中建八局第三建设有限公司 北京分公司,北京 100097)Steel Truss+Steel Mesh Lighting Dome Overall Lifting T
3、echnologyGOU Shenggui,CUI Jin,ZHANG Baoyun,XU Haiyang(Branch the Third Construction Co.Ltd.,China Construction Eighth Engineering,Beijing 100097,China)【Abstract】:For the control difficulty of construction of large span steel structure light dome,this paper introduces an overall lifting construction
4、technologyby optimizing the layout of lifting pivot points,the basement roof does notneed to set back the top support,optimizing the lifting nodes,making full use of the original structure andtemporary roadbed box work combination,forming a self-balancing system of steel truss+steel grid lightdome,f
5、orming a stable system in the construction stage,reducing subsequent deformation and constructiondifficulties.【Key words】:light Dome;steel trusse;steel mesh frame;overall lifting【摘要】:针对常规采光穹顶施工前后变形难以控制的问题,提出一种整体提升施工技术,优化提升支点布局,地下室顶板无需设置回顶支撑,优化提升节点,充分利用原结构与临时路基箱工装组合,形成钢桁架+钢网架采光穹顶自平衡体系,施工阶段形成稳定体系,减少后续
6、变形和施工难度。【关键词】:采光穹顶;钢桁架;钢网架;整体提升【中图分类号】:TU758.11【文献标志码】:C【文章编号】:1008-3197(2023)05-59-04【DOI编码】:10.3969/j.issn.1008-3197.2023.05.015收稿日期:2023-03-27作者简介:苟生贵(1993-),男,工程师,从事工程技术管理工作。天津建设科技Tianjin Construction Science and Technology第33卷 第4期2023年8月建筑工程Construction Engineering59采用四周空间桁架+单层网架的方式形成整体穹顶结构,空间桁
7、架上方施工组合楼板,钢桁架、钢网架和组合楼板相互之间形成稳定的自平衡体系,减少钢结构采光穹顶自身的变形,为幕墙建筑效果实现创造条件。见图1。2.2 采光穹顶施工2.2.1 深化设计及策划采光穹顶下方为地下室顶板,混凝土梁跨度达到21.3 m,为满足施工需求,将混凝土梁全部优化为劲性梁,提升整体承载能力。两栋塔楼之间采光穹顶对称布置,中间单层网架与四周空间桁架相连。整体安装思路:地面支撑设置地面四周空间桁架拼装网架部分安装。网架斜向主受力杆件长度达到52 m,是整个网架体系的重点。考虑现场运输情况,主受力杆件沿中心点分为两段,现场拼接焊接;后续曲面造型的杆件需考虑拼装角度,定型加工。空间桁架部位
8、杆件较多,最厚钢板达到80 mm,各部位均采用熔透焊缝连接,现场焊接时需要大量人员施焊,对环境温度、操作空间和焊工技能有着很高要求。采用工厂分段加工的方式,控制每段质量在1520 t,满足场区内移动起重设备吊重同时,减少现场作业,工厂化加工更能保障施工精确性和质量,节省施工工期。施工前,采用SAP2000、SolidWorks对拼装、提升、卸载全过程进行全过程模拟,对正常提升、局部支点超提和失效状况下4个提升点提升反力、竖向位移、应力进行重点分析1。正常提升情况下,最大反力为1 740 kN,竖向最大位移为 41.56 mm,最大应力比为0.82。根据模拟计算,北侧两点同时超提,左侧超提10
9、mm,右侧超提 5 mm 时为最不利状态,最大反力为1 327.5 kN,竖向最大位移为26 mm,最大应力比为0.63。东北角支点失效为最不利,最大反力为 17 414kN,竖向最大位移为32.46 mm,最大应力比为0.81。2.2.2 组装桁架胎架根据采光穹顶的定位,清理投影下方场地清理。在楼板和洞口部位设置路基箱,将荷载传至首层梁,存在高差的部位采用 H390 mm300 mm10 mm16mm型钢焊接而成拼装胎架,按照桁架的分段长度进行合理布置。拼装胎架每道两个支点,兼具支撑与防倾倒作用。见图2。桁架胎架布置在承载力较大的梁部位,胎架与地面空隙部位采用厚度不同钢板填塞,保证主要承力点
10、位于梁正上方。拼装完成后复核顶部型钢支撑标高,确保标高与方案要求相符方可进行下一步施工,对于跨中部位支撑预先加工,比设计起拱值降低1020 mm。2.2.3 组装四周空间桁架吊装采用流动式汽车吊,拼装区域楼板满铺 20mm钢板,避免楼板承受集中荷载,汽车吊支腿位置至少3个位于梁上,限制汽车吊大臂旋转方向。桁架上弦开始拼装时,采用缆风绳进行临时加固,安装固定后,采用200 mm200 mm8 mm12 mmH型钢斜向加固,上端焊接在桁架上弦,下端焊接在拼装胎架上。桁架部位安装顺序为先拼装内外侧桁架,再补充中间腹杆。吊装前,需要检查吊耳是否合理,桁架吊装方向及位置是否正确。桁架起吊需要试吊检查,单
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