圆弧钢板混凝土组合剪力墙施工技术在北京奥林匹克公园嘹望塔工程中的应用.pdf

第 4 4卷第 1 期 2 0 1 3年 1 月 Vo 1 4 4 No 1 J a n 2 01 3 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o z v - 31 圆弧钢板混凝土组合剪力墙施工技术在北京 奥林匹克公园嘹望塔工程中的应用 杨秉钧 ，焦 勇 ，徐德林 ，付雅娣 ( 北京建工集团有限责任公司总承包 部， 1 0 0 0 5 5 ， 北京) 摘要 ：北京奥林匹克公园嘹望塔工程为高耸钢结构 ， 塔体总量很大 ， 经过详细计算 ， 决定采用钢板组合剪 力墙结构 ， 既能承受 上部荷载 ， 还能与塔座组成整体形成对塔身的嵌固。 通过采取钢柱安装、 钢板墙安装 、 钢筋绑 扎 、 模板安装 、 混凝土浇筑 、 模板拆除 、 下一步钢筋绑扎等一系列施工技术 ， 以及对钢筋与钢板之间的连接这一难 点 问题进行处理 ， 在保证结构安全性的前提下 ， 很好地实现了建筑功能 ， 取得了理想的应用效果。 关键词 ：钢板混凝土 ； 组合剪力墙 ； 钢筋绑扎； 连接 中图分类号 ： T U 3 9 8 9 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6( 2 0 1 3 ) 0 1 0 0 3 1 0 3 APPLI CATI oN oF ARCH S TEEL SHEET CONCRETE CoM POSI TE S HEAR W ALL CoNS TRUCT I oN T ECHNI QUE I N BE I J I NG OLY MP I C P AR K T oWER P RoJ E CT Y A N G B i n g - j u n ，J I A O Y o n g ，X U D e - l i n ，F U Y a - d i ( G e n e r C o n t r a c t D e p a r t me n t o f B e i j i n g C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g G r o u p ，1 0 0 0 5 5 ，B e i j i n g ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：T h e Wa t c h T o w e r P r o j e c t i n B e i j i n g O l y mp i c P a r k i s a h i g h - ri s e s t e e l s t r u c t u r e w i t h a h u g e v o l u me Af t e r c a r e f u l c a l c u l a t i o n ，i t i s d e t e r mi n e d t O u s e s t e e l s h e e t c o mpo s i t e s h e a r wa l l s t r u c t u r e ，wh i c h c o u l d n o t o n l y b e a r t h e l o a d o f u p p e r p a r t ，b u t a l s o i n t e g r a t e wi t h t h e t o we r b a s e t o s t a b i l i z e t h e t o we r b o d y Un d e r p r e c o n di t i o n o f e n s u r i n g s t r u c t u r e s a f e t y ，b u i l d i n g f u n c t i o n s a r e s u c c e s s f u l l y r e a l i z e d a n d i d e a l a p p l i c a t i o n e f f e c t s a r e o b t a i n e d t h r o u g h a d o p t i o n o f a s e rie s c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e s ，i n c l u d i n g s t e e l c o l u mn i n s t a l l a t i o n，s t e e l s h e e t wa l l i n s t all a t i o n ，s t e e l b a r b i n d i n g ，f o rm wo r k i n s t a l l a t i o n ，c o n c r e t e p o u r i n g ， f o rm wo r k d i s ma n t l e me n t a n d n e x t s t e e l b a r b i n d i n g ，a s we l l a s s u c c e s s f u l d i s p o s a l o f d i f f i c u l t i e s i n c o n n e c t i o n b e t we e n s t e e l b a r a n d s t e e l s h e e t Ke y wo r d s ： s t e e l s h e e t c o n c r e t e ；c o mp o s i t e s h e ar wall ；s t e e l b ar b i n d i n g ；c o n n e c t i o n 钢板剪力墙是随着超高层建筑发展出的一种新型 工艺 ， 北京奥林匹克公园嘹望塔工程为超 高层建筑， 为 了更好地满足设计要求和施工要求 ，在塔座部分采用 了新型工艺钢板剪力墙。 1 工程概况 奥林匹克公园嘹望塔工程 由塔座 、 塔身 、 塔冠三部 分组成 ， 总建筑面积1 8 7 6 7 m ， 建筑总高度2 4 8 m。塔座 为框架剪力墙结构， 塔身及塔冠为钢结构 。其 中， 塔身 嵌固在塔座的部分为钢板组合剪力墙结构。 本工程钢板组合剪力墙是由塔体钢柱 、柱间钢板 、 水平钢梁浇筑在1 2 5 0 ， 1 3 0 0 m m厚的钢筋混凝土墙中形 成的( 图1 ) ， 剪力墙钢筋、 钢柱均自基础底板内开始锚固， 柱间钢板从基础顶面开始设置 ，在1 1 8 0 0 m标高墙顶与 塔身钢结构过渡区设置箱形梁转换节点f 图2 ) 。 收稿 1 3 期 ： 2 0 1 2 一 l 1 0 l 作者简介 ：杨秉钧 ( 1 9 5 9 一 ) ， 男 ， 山东莱州 人 ， 教授级 高级 工程 师 ， 总工 程 师 e ma i h y b j 5 9 1 1 1 7 s i n a c o rn o o o o O o 望 堡塑 塑 笪 剪 力 墙 内 2 0 厚钢板 土 厚 7 5 0 力墙 钢板 内侧混凝土厚5 5 0 图1 钢板 混凝土组合剪力墙平面布置示意 2 施工方案 奥林匹克嘹望塔工程 为高耸钢结构，总高2 4 8 m， 塔体总量很大 ， 塔身 、 塔冠仅钢结构重量就将近2 万t ， 因此 ， 作为塔身受压最大的根部 ， 须进行加强 。初步设 3 2 - 建筑技术 第 4 4卷第 1期 图2 钢板墙 立面示意 并 土 计时 ，塔体 1 1 8 0 0 m标高以下至基础顶面采用的结构 形式同塔身一样， 后经详细计算 ， 决定采用现在的钢板 组合剪力墙结构， 既能承受上部荷载 ， 还能与塔座组成 整体形成对塔身的嵌固。钢柱壁厚 、钢板壁厚均在2 0 m m左右 ， 采用Q 3 4 5 C 钢板。 混凝土墙竖向钢筋为1 6 2 0 0 ，钢板外侧3 排 ， 内 侧2 排 ， 钢筋连接采用直螺纹连接 ； 水平筋为 1 6 2 0 0 ， 与钢板的连接采用钢筋连接器 ； 水平拉筋为 1 2 ， 需穿 过钢板墙分别拉于内、 外侧钢筋节点上( 图3 ) 。外筒外 侧周边设置了扶壁柱， 主要用作屋面梁在塔身的支座。 施工难点： 钢筋的绑扎 、 钢板两边钢筋的连接。 2 4 2 5 ( 3 6 2 8) 图3 钢板 穿筋示意 3 钢板混凝土组合剪力墙施工技术 钢板组合剪力墙施工顺序为 ：钢柱安装 钢板墙 安装一 钢筋绑扎一模板安装一混凝土浇筑一 模板拆 除一下一步钢筋绑扎。 3 1深化设 计 因圆形钢板组合剪力墙的施工涉及钢筋 、 模板、 混 凝土以及钢结构制作 、 安装等几个分项工程 ， 因此 ， 须 在深化设计阶段进行综合考虑。在钢结构做深化设计 的同时 ， 需提前确定模板方案 、 钢筋方案及机 电留洞方 案等 ，将需在钢板墙上设置 的所有洞 口均反映到钢结 构深化图中 ， 为下一步施工创造条件。 3 2钢结构 安装 作为2 4 8 m高的钢塔基础柱 ， 设计单位对底层柱的 安装精度提出了很 高的要求 ，且钢柱锚人混凝土基础 内的深度不低于2 4 0 0 m m。 底板混凝土浇筑时 ， 在钢柱 底标高位置 留底板水平施工缝 。在平面上对钢柱进行 精确定位 、 固定 ， 然后再继续浇筑底板混凝土。钢板墙 在钢柱完成定位、 固定后再安装。 3 3钢筋施工 3 3 1 插筋 定位 、 竖 向钢 筋安 装 因底板较厚 ， 插筋直径 1 6 mm 相对较软 ， 而墙平面 为弧形 ， 墙中间还有整块钢板 。 不能按照常规墙体那样 设置水平和竖向梯子筋。且底板钢筋密 、 直径大 ， 与墙 体相交角度变化多 ，很多插筋不一定能在设计图纸位 置。 因此 ， 在插筋安装时， 只能尽量接近理论位置 ， 很多 钢筋无法安装在定位箍卡槽内，需： 在第一步墙体钢筋 绑扎时 ， 调整到理论位置( 图4 ) 。 图4 钢板 组合剪 力墙插筋定位箍示意 3 3 2水 平筋安 装 水平筋共有5 道， 其中安装难度最大的是贴近钢板 墙的两道水平筋。钢板为弧形，内侧水平筋与钢板干 涉 ， 很难拧入钢筋连接器中， 圆弧半径越小 ， 钢筋越长 ， 难度就越大 ( 图5 ) 。 解决上述难题的方法 ：因水平筋两端均设钢筋连 接器， 钢筋越长越难拧入 ， 所以钢筋下料长度在满足接 头错开距离的前提下尽量接近 ， 同一根柱上 ， 长 、 短钢 筋交错布置。 2 0 1 3 年 1 月 杨秉钧 ， 等 ： 圆弧钢板混凝土组合剪力墙施工技术在 北京奥林匹克公园嘹望塔工程 中的应用 3 3 图5 钢板组合剪力墙水平筋与钢板干涉示意 较短钢筋容易拧入 。 较长钢筋拧人时， 至少需两个 人同时操作 ： 一人在连接器位置 ， 负责对准丝头 ； 一人 在钢筋中后部 ， 负责协助拧转钢筋。 当丝头对准钢筋连 接器后 在 距离连接器4 0 0 5 0 0 m m位置用脚蹬住或用 其他工具顶住钢筋使钢筋弯曲，使其端部直段与套筒 方向一致， 然后两人同时用扳手拧动钢筋 ， 使其慢慢旋 入连接器 中。拧入过程 中要保持端部钢筋连接器方 向 一 致， 否则无法拧入( 图6 ) 。 图6 钢板 组合 剪力墙水平筋安装完成示意 3 3 3 拉 筋安装 墙拉筋为 ， 扶壁柱拉筋为 1 4 。 对于穿过钢板的 拉筋 ， 若采用平常弯折9 0 。 穿过的方法 ， 是无法穿过钢 板的。因此 ， 本工程墙拉筋一端做成 1 3 5 。 弯折 ， 另一端 有两种 角度 ， 一种为9 O 。 ， 不穿过钢板 ， 另一种为4 5 。 6 0 。 ， 穿过钢板 ( 图7 ) 。穿过钢板的拉筋 ， 端部弯折角度 过小 ， 方便穿过钢板上的预留孔 ， 但再进行1 3 5 。 弯折时 难度会较大 ； 端部弯折角度大 ， 进行1 3 5 。 打弯时较为方 便 ， 但难以穿过钢板预 留孔。因此 ， 需控制弯折角度在 4 5 。 一 6 0 。 间( 图8 ) 。 钢筋工程完成后 ， 钢板组合剪力墙立面节点如 图 9 所示。 3 4模板 安装 模板采用全钢大模板 。根据事先排好 的模板方 案 ， 在底板 上弹线 ， 每片模板均有自己的平面位置 、 竖 直位置 ， 偏差若超过1 0 m m， 穿墙螺栓就无法穿过 。扶 壁柱的存在增加了模板安装的难度 。 3 5混 凝土 浇筑 混凝土强度等级为C 6 0 。因墙体被 中间钢板隔离 成 为两个独立空间 ， 为避免混凝土单侧浇筑时 ， 对另 c 一 。 钢7 图7 拉筋加 工示意 l I I 十 I l -l l l l I I - i I， - l - l f I I ( a ) ( b) 图8 拉 筋安装示意 ( a ) 拉筋穿人 ； ( b ) 完成 图9 钢板组合剪 力墙立面节点示意 - N产生较大的水平力导致模板变形 ， 浇筑混凝土时 ， 内侧 、 外侧各设一台地泵 ， 两侧同地点 、 同时间浇筑。 模板拆除后 ，在混凝土最上口保护层厚度范 围内 设置一根直径2 0 m m的小水管 ，每5 0 0 m m在管下端打 一 个直径5 m m孔 ， 管端接入水源。当阀门打开时， 小孔 内就会喷出小水流到混凝土表面 。 对墙体形成养护。 4结语 在大量实践及分析的基础上，钢板混凝土组合剪 力墙应用于北京市奥林匹克 园嘹望塔中，项 目在受 力特殊部位通过采用组合墙 在保证结构安全性的前 提下 ，很好地实现 了建筑功能 ，取得了理想的应用效 果， 为组合墙的应用积 累了一定 的工作经验。 对于钢板 混凝土组合剪力墙的施工 ，重点和难点在于钢筋的绑 扎， 如何处理好钢筋与钢板之间的连接， 这是一个关键 问题 ， 本文结合该工程实际， 重点介绍了钢板混凝土组 合剪力墙施工中如何克服这些困难，从而对钢板混凝 土组合剪力墙的应用具有参考借鉴意义。 参考文献 1 G B 5 0 0 1 7 2 0 0 3 ，钢 结构设计规范I S 】 2 GB5 0 2 0 4 -2 0 0 2 ， 混凝 土结构 工程施工质量验收规 范【 S 】 3 0 3 G 1 O 1 1 ，混凝土结构施工图平面整体表示方法 制图规 则和构 造详 图 S 】 4 孙海涛， 蒲晓 琴， 卢建字 某高层住 宅剪力墙 设计与应用 J 】 建筑技 术 ， 2 0 1 1 ，4 2 ( 4 1 ： 3 6 1 3 6 3